Vse več dokazov, da je voda sestavljena iz dveh tekočin

Voda se od večine drugih tekočin razlikuje v več kot 60 lastnostih. Najbolj znana neobičajna lastnost vode je njena anomalija gostote. Za razliko od preostalih tekočin, ki imajo pri atmosferskem tlaku največjo gostoto takrat, kadar so v obliki ledu, pa ima voda največjo gostoto pri 4 stopinjah Celzija. To je tudi vzrok, zakaj kocke ledu lebdijo na vodi.

Za to neobičajno značilnost je že dolgo obstajala možna razlaga, ki pa je do danes še niso nedvomno eksperimentalno dokazali. Ta pravi, da je voda sestavljena iz dveh različno gostih tekočin.

Dve obliki tekoče vode že uspeli izolirati

Thomas Lörting z Inštituta za fizikalno kemijo Univerze v Innsbrucku je pri nizkih temperaturah že odkril številne znake, da obstajata dve obliki tekoče vode in ju je tudi že uspel izolirati. Zdaj pa je kemiku in njegovi ekipi uspelo tudi opredeliti pogoje, pod katerimi je mogoče jasno dokazati obstoj modela dveh tekočin.

S tem namenom so vodo v tlačnem cilindru močno ohladili in jo izpostavili zelo visokemu pritisku. Pri tem so, odvisno od metode proizvodnje, nastale različne oblike tako imenovanega amorfnega ledu, za katerega je značilno, da nima kristalne osnovne strukture. Toda ne glede na to, kateri amorfni led je bil prvotno narejen, je pri njegovem počasnem segrevanju pri tlaku 3000 barov vedno nastalo eno in isto stanje: zelo gosta tekoča voda (HDL). Odvisno od tlaka je ta tekočina nastajala v temperaturnem območju med -150 in -120 stopinj Celzija.

Za znanstvenika je "osrednji del sestavljanke", da HDL nastane ne glede na to, na kakšen način je prišlo do teh tlačnih in temperaturnih pogojev. "Ta ugotovitev zanika teorijo, da bi bila HDL le kratkotrajen nestabilen pojav, ki kmalu ponovno izgine," je dejal Lörting.

Bolj verjetno se mu zdi, da je HDL v tlačnih pogojih med 1000 in 3000 barov termodinamično stabilna. To fazo je mogoče izolirati ter opazovati in karakterizirati v daljših časovnih obdobjih. "Če pri 1000 barih ne bi mogli izolirati tekoče vode z zelo visoko gostoto, potem bi bila teorija o dveh tekočinah zastarela," je dejal Lörting.

Nova dognanja znanstvenikom dopuščajo, da lahko razmišljajo še korak naprej – zdaj naj bi bilo namreč mogoče, da se le z minimalno spremembo tlaka in / ali temperature preklopi iz tekočine z visoko gostoto v tekočino z nizko gostoto in obratno. "Dokončen dokaz, da obstaja model dveh tekočin, je zdaj dosegljiv," je dejal Lörting.

Če je to res, potem bi morala biti v dveh različnih stanjih tudi voda, ki priteče iz pipe. A ker se molekule pri sobni temperaturi premikajo z izredno veliko hitrostjo, obeh oblik ne bi bilo mogoče ločiti. V vsakem primeru pa lahko dve obliki vode pojasnita njene posebne lastnosti, kot je denimo največja gostota pri 4 stopinjah Celzija.

Avstrijski kemiki so svoje ugotovitve objavili v znanstveni reviji PNAS. Celoten članek lahko najdete spodaj.