Ученые из Университета Кэмбриджа и Института Макса Планка исследовали воздействие распределения ионов на молекулы воды там, где вода встречается с воздухом, сообщает Phys.org. Обычно такие опыты проводятся с использованием метода колебательной спектроскопии с суммированием частоты (VSFG), которая меряет точные колебания молекул.

Однако этот способ показывает только силу сигнала, но не говорит, положительный ли он или отрицательный. Поэтому ученые применили для исследования различных электролитных растворов более сложную форму VSFG с гетеродинным обнаружением. А затем разработали передовые компьютерные модели для имитации взаимодействия в других сценариях.

Обобщенные результаты показали, что границу воды и воздуха стремятся покинуть и положительно, и отрицательно заряженные ионы. Эти катионы и анионы ориентируют молекулы воды как вверх, так и вниз. Это противоречит тому, что написано в учебниках химии, где говорится, что ионы образуют двойной слой и ориентируют молекулы воды только в одном направлении.

«Наша работа показала, что поверхность простых электролитных растворов имеет другое распределение ионов, чем считалось ранее, и что обогащенная ионами поверхность определяет, как организовано это взаимодействие: на само верху несколько слоев чистой воды, затем насыщенный ионами слой и, наконец, солевой раствор», — сказал Яир Литман, соавтор исследования.

В 1806 году немецкий химик Теодор Гротгус предложил теорию электролиза, ставшую впоследствии известной как механизм Гротгуса. За двести лет многие ученые пытались исправить имеющиеся в ней неточности, но теория продолжала считаться верной. Пока израильские ученые после 17 лет исследований не представили убедительных доказательств новой гипотезы. Так что в следующем издании учебника по химии вместо механизма Гротгуса может уже быть описан механизм Пайнса.