Швейцарские химики выяснили, почему поверхность капель жидких углеводородов в воде имеет отрицательный заряд. Оказалось, что причина — в частичном переносе отрицательного заряда с кислорода воды на СH-группы углеводородов. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Гидрофобными называют жидкости, которые не смешиваются с водой — например, нефть, и другие жидкие углеводороды. Ученые уже давно знают, что капли таких жидкостей в воде имеет преимущественно отрицательный дзета-потенциал, то есть их поверхность заряжена отрицательно. А вот однозначно объяснить, почему так происходит, до сих пор никому не удавалось.

Сначала считалось, что отрицательный заряд обеспечивают гидроксил-ионы (OH-) которые адсорбируются на поверхность таких капель. Однако, экспериментальных подтверждений у этой версии не было, да и сама идея выглядела сомнительной: гидроксил-ионы небольшие, плохо поляризуются, и им выгоднее находиться в гидратированном состоянии среди молекул воды, а не прилипать к поверхности гидрофобной жидкости.

Позже возникла другая версия — отрицательный заряд на поверхности возникает из-за появления ассиметричных водородных связей и перераспределения электронной плотности. Эту версию подтверждали результаты теоретического моделирования, но вот полноценного экспериментального обоснования у нее тоже не было.

Окончательно разобраться в вопросе сумели швейцарские химики под руководством Сильви Рок (Sylvie Roke) из Федеральной Политехнической Школы Лозанны. Ученые изучили, как ведет себя вода вблизи поверхности капель гексадекана (C₁₆H₃₄) и додекана (С₁₂H₂₆) с помощью метода колебательной спектроскопии с генерацией суммарной частоты.