В криогенных условиях космического пространства кислоты могут не взаимодействовать с водой и не образовывать едкие растворы.
Одной из самых устрашающих особенностей киношных ксеноморфов Чужих была их едкая кровь, проявлявшая свойства сильнейшей кислоты. Однако реальные кислоты в реальном космосе должны быть далеко не так опасны и активны, как они же на Земле. К такому выводу приходят исследователи из германского Рурского университета в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Стоит вспомнить, что в обычных, «комнатных» условиях кислоты растворяются в воде и диссоциируют, взаимодействуя с ее молекулами. Например, соляная кислота (HCl) распадается на ион хлорида и протон (H), который тут же образует с водой ион гидроксония (H3O+). Избыток ионов гидроксония характеризуется показателем pH, он отвечает и за кислый вкус раствора, и за его опасно высокую химическую активность.
Чтобы выяснить, как этот процесс развивается в космосе при криогенных (ниже 10 К, или минус 263 °С) температурах, ученые поставили эксперимент в лаборатории. При этом капли жидкого гелия проходили сквозь разреженные «облачка» воды и соляной кислоты, собирая одну молекулу за другой. Таким образом, они взаимодействовали при крайне низкой температуре, а авторы следили за происходящим с помощью инфракрасной спектроскопии.
Оказалось, ход взаимодействия определяется порядком встречи молекул. Если кислота появлялась в капле первой, а затем к ней одна за другой добавлялись молекулы воды, то все происходило так же, как в обычных условиях: HCl диссоциировала, теряя протон и создавая гидроксоний. Затем оба иона, H3O+ и Cl–, образовывали комплекс с тремя свободными молекулами H2O.
Однако если молекулы встречались в другой последовательности, никакой диссоциации не наблюдалось вовсе. В криогенных условиях, появляясь одна за другой, молекулы воды формировали миниатюрный кластер льда. В такой форме с молекулой кислоты они не взаимодействовали, диссоциации HCl не происходило. «Таким образом, в условиях межзвездного пространства кислоты способны диссоциировать, но могут и не диссоциировать, — говорит одна из авторов работы Мартина Хэвенит (Martina Havenith), — оба процесса — как две стороны одной медали».