Хімія туману, або явище, що зачаровує

 

Що таке туман із хімічної точки зору?

    Туман складається з дрібних крапель води, зважених у повітрі. Його можна назвати аерозолем, де дисперсійне середовище — це повітря, а дисперсна фаза — краплі води. Але склад цих крапель не такий простий, як здається. Вода в тумані майже ніколи не буває чистою, адже вона розчиняє у собі гази, а також контактує із частинками пилу, сажі, солей та органічних речовин, присутніх у повітрі.

Які хімічні речовини утворюють туман?

⚛️Вуглекислий газ (CO₂): легко розчиняється у воді, утворюючи слабку вугільну кислоту (H₂CO₃). Це одна з причин, чому туман має слабокисле середовище.

⚛️Оксиди сірки (SO₂) і азоту (NO): у вологому середовищі вони перетворюються на сульфатну (H₂SO₄) і азотну (HNO₃) кислоти. Ці процеси значною мірою відповідальні за кислотні дощі.

⚛️Органічні сполуки: туман у великих містах часто містить леткі органічні речовини (ЛОР), які, реагуючи зі світлом і озоном, формують вторинні органічні аерозолі.

⚛️Солі: у прибережних регіонах туман збагачений натрієвими і калієвими солями, які приходять із морських бризів.

Як туман впливає на довкілля та людей?

    Забруднений туман може мати серйозні наслідки для здоров’я. Згадаймо відомий Великий лондонський смог 1952 року, де краплі туману містили сульфати, які призвели до тисяч смертей.

    Однак туман також виконує корисні функції. У природі він діє як «переносник», зволожуючи ґрунт у посушливих регіонах. Такі механізми є особливо важливими в екосистемах пустель, наприклад у пустелі Атакама.

Цікаві факти про хімію туману

1️⃣ Рідка вода в тумані може мати температуру нижче 0°C, але не замерзати. Це явище називається переохолодженням.

2️⃣ Смог — це «туман + хімія». У ньому активну роль відіграють фотохімічні реакції, наприклад, перетворення оксидів азоту під дією сонячного світла.

3️⃣ Краплі туману неймовірно малі. Їхній середній розмір — 1-10 мікрометрів, а це дозволяє їм триматися в повітрі тривалий час.

Як досліджують туман?

Сучасні методи дослідження туману включають лазерну спектроскопію, хроматографію та мас-спектрометрію. Ці методи дозволяють визначити склад і навіть походження аерозолів у краплях туману.

Чому туман важливий?

Туман — це не лише гарне природне явище, а й індикатор стану атмосфери. Він може розповісти про якість повітря, рівень забруднення та кліматичні зміни.