火星上的高氯酸盐的制备 是什么?

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一项旨在探测火星上氨基酸的新试验,虽然在火星土壤中有活性的高氯酸盐,通常会破坏有机化合物,但它可可以会飞到火星上,帮助寻觅那里的生命。哪里有氨基酸,哪里就有——或者者曾经是——生命。所以自然地,当美国宇航局的凤凰号火星探测器收集火星土壤的样品时,科学家们寻觅这些有机化合物。然而当他们为他们测试的时候,却无处可寻。虽然它们来自火星上的陨石,但也有少量有机化合物。未来的火星探测器能携带水进行亚临界水提取,以检测氨基酸,虽然在火星的风化层存在高氯酸盐。图片:NASA/JPL–Caltech当进行湿化学分析时,问题变得很显著。碱性土壤样品中含有近1%的高氯酸盐(ClO4),这是一种高度活性的化学物质。因而,当科学家们最初使用热解(即利使用高温分解化合物)对有机物进行测试时,在地球上使用作炸药和燃料推进剂的高氯酸盐,破坏了他们所寻觅的分子。高氯酸盐是一种特殊的有机化合物,在加热过程中,它是一种特殊的有机化合物。为理解决这个问题需要一种新的工具,不仅需要解决高氯酸盐问题,而且还必需足够简单,安全到达火星上的下一个着陆器。美国宇航局喷气推进试验室的亚伦·诺埃尔博士最近发表的一篇论文,研究了使用亚临界水萃取法(SCWE -声称的“squee”)来处理热解/高氯酸盐问题。SCWE听起来更复杂,诺埃尔告诉《天体生物学》杂志。我们开玩笑地称它为制作火星浓缩咖啡,由于基本上,把高压热水放入土壤样本中。对于许多化合物来说,热解是一种很好的技术,但氨基酸最好可以溶于水。在他的研究中,Noell用了三种不同的土壤模拟物(一种JSC火星- 1A模拟,一种阿塔卡马沙漠土壤,一种南极洲的山谷土壤),以及一种控制,来测试SCWE技术。从凤凰号着陆器发现的火星北极地区,在火星的风化层中发现了高氯酸盐。图片:NASA/JPL–Caltech/University of Arizona/Texas A&M University他和他的团队在185、200和215摄氏度的温度下测试了SCWE,并在10分钟到2小时内进行了屡次测试。他们发现“天然氨基酸的高产量……即便是在高氯酸盐的存在下,这些氨基酸的分布也会受到轻微破坏”。Tufts大学的化学教授Samuel Kounaves和美国宇航局的凤凰号火星探测器上的湿化学试验室的首席科学家,并没有参加这篇论文的研究,他认为SCWE可可以是分析火星未来任务的一个很好的方法。有少量改进,SCWE会带来很多优势太空任务,希望看到未来测试尝试更高的温度超过215度,这将使更多的大型有机分子可溶性,也会帮助研究人员理解的全面影响的高氯酸盐SCWE测试方法。他还希望在火星模拟土壤上进行测试,这比最近少量研究中用的土壤更接近火星上发现的土壤。然而,Kounaves喜欢用水作为溶剂的简单性。在火星着陆器上运输水相对简单,由于它容易储存,而且没有腐蚀性。其余更复杂的东西也不容易储存,一旦使用水提取东西,它们就更容易用了。诺埃尔称SCWE是一种“诱人的技术”,由于当温度升高时,水的性质会发生变化,因而科学家能利使用它来检测土壤中的其余化合物。“氨基酸一直是天体生物学的高优先级目标,开始瞄准……长链脂肪酸,甚至可可以是少量多环芳烃(PAHs;这些是由氢和碳原子组成的大分子,它们通常不溶于水,但在SCWE的高温下,它们开始形成。这意味着,假如SCWE是未来任务的湿试验室的一部分,一种萃取溶剂将适使用于各种不同类型的化合物。使用SCWE测试土壤有第三个优势:在较高的温度下,这个过程有助于分解多肽(连接在一起的短链氨基酸)到单个氨基酸。这使得研究人员可以够确定氨基酸的来源,从而为生命的存在和生命的构建提供线索。更复杂的化学经常显示生活,当更复杂的分子更容易发现,科学家们即可以确定过去的生活,现在的生活,或者少量非生物火星过程是最可可以的罪魁祸首,科学家们能开始问下一组关于火星上存在生命的问题。多肽与地球上的多肽类似吗?假如是这样的话,他们发现了什么类型的有机体?说到这一点,火星上的高氯酸盐并不都是坏消息。尽管它的确阻碍了科学家寻觅生命迹象的方法,但它的存在实际上是火星可居住性的一个好迹象。高氯酸盐是可燃的,但作为防冻剂,它也可以帮助火星上的液态水,否则在大气压力下,这是不可可以的,大约是地球的0.6%。由于高氯酸盐能分解释放氧气,这就意味着我们需要呼吸的是一颗行星。至于火星上的生命,无论使用什么化学方法或者技术来形容火星表面,都没有什么证据能证实。在这一点上,我所看到的所有证据表明火星表面对生命有害——但我们可可以会在地下找到生命。可可以会有少量趋化细菌用高氯酸盐作为可以源——可可以有整个生态系统,甚至有液态水可使用。博科园-科学科普|来自: 天体生物学期刊高氯酸盐_百度百科
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高氯酸盐是高氯酸形成的,含有四面体型的离子—ClO4-,其中氯的为+7。高氯酸盐存在于中,主要用作火箭燃料和烟火中的氧化剂和安全气囊中的爆炸物。多数高氯酸盐可溶于水。
高氯酸盐基本概述
含有高氯酸根的盐类(ClO4-)。多数高氯酸盐易溶于水,钾,铷,铯及铵的高氯酸盐较小,仅溶
于热水中。高氯酸盐可用作氧化剂,与易燃物质或还原剂,会引起燃烧。或可用作高效脱水剂。
A 空间填装的模型 高氯酸盐离子
高氯酸盐是通过高氯酸(HClO4)反应制取出来的。它们在医学上被使用来治疗甲状腺紊乱已经超过50年了。它们可以当作火箭燃料来使用(作为氧化剂),并且可以在安全气囊中使用,还可以在烟花中使用或者充当肥料。两个高氯酸盐:高氯酸钾(KClO4)和高氯酸铵(NH4ClO4)在烟火制造术产业之内广泛地使用,而高氯酸铵更主要用于航天事业。高氯酸锂分解可以释放氧气,得用于航天,潜水和在其他情况,可靠的或补充氧气供应是需要的。多数高氯酸盐是可溶解在水中的。
1 科学定义
4 环境存在
5 健康效应
6 高氯酸盐的类型
8 外部链接
高氯酸盐科学定义
高氯酸盐 离子是ClO4-且它有分子大量99.45 a.u。
高氯酸盐(化合物)是包含这个离子,在化合物中,氯的氧化态 为+7。
高氯酸盐氧化作用
高氯酸盐离子是广义的最微弱的氧化剂, 高氯酸盐有最高。尽管其中氯的氧化态为+7,但在氯的所有含氧酸根离子中,高氯酸根离子的氧化性最弱。这是由于氯在高氯酸根离子中处于四面体的中心,不易发生反应。
高氯酸盐稳定
多数高氯酸盐,尤其电正性金属如钠形成的化合物如高氯酸钠,都相对较稳定,也因此可以取代曾经用于烟火中但具不稳定性的氯酸盐类氧化剂。
高氯酸盐环境存在
高氯酸盐是一种有毒化学物质,在自然界存在于土壤的比例很低,然而在发射航天飞船、人造卫星和导弹所用火箭的燃料中大量存在。航天燃料会扩散污染环境,并对人和其他生物造成危害。
高氯酸盐健康效应
2005年,美国环境保护署所确定的高氯酸盐的安全阈值为每日每千克体重0.7 mg。[2]高氯酸盐可以干扰甲状腺素的合成与分泌,从而影响人体正常的新陈代谢,阻碍人体的生长于发育,对生长发育期的儿童影响尤为严重,一旦婴幼儿体内的高氯酸盐过量,儿童会出现智商偏低、学习障碍、发育迟缓、多动症、注意力分散,甚至会出现弱智等症状。
高氯酸盐类型
高氯酸盐常见类型
氨盐基高氯酸盐 NH4ClO4
铯高氯酸盐 CsClO4
锂高氯酸盐 LiClO4
镁高氯酸盐镁Mg(ClO4)2
高氯酸 HClO4
钾高氯酸盐 KClO4
铷高氯酸盐 RbClO4
银高氯酸盐 AgClO4
钠高氯酸盐 NaClO4
高氯酸盐主要种类
高氯酸钠是高氯酸的钠盐,化学式为NaClO4。它是无色晶体,具,可溶于水和乙醇,480°C时分解,为-382.75kJ/mol。通常以的一水合物形式使用。
可用作固体推进剂中的,但具,应用不及和广泛。类似的是所有化合物中氧含量最高的一个,但其使得其应用很少。
可作制取和的原料。利用的是与氯化钾/氯化铵之间的。
由或氯酸钠的阳极氧化反应制备,为铂、、或磁铁矿,阳极材料为、、或。
,也称过氯酸钾,是高氯酸的钾盐,化学式为KClO4,具强。它是无色晶体或白色粉末,熔点约为610°C。常用在烟火和闪光粉中作,也用作起爆药。它可以作固体火箭推进剂材料之一,但此应用基本上已被所取代。所有高氯酸盐中,高氯酸钾的最低(1.5g/100g,水,25°C)。
KClO4可与很多还原剂发生反应,如与(C6H12O6)的反应如下:
3 KClO4 + C6H12O6 → 6 H2O + 6 CO2 + 3 KCl
高氯酸钾与蔗糖的混合物还算稳定,但与其它混合很可能发生爆燃,发生剧烈,火焰呈钾的焰色紫色。鞭炮中用高氯酸钾与铝粉的混合物以制造闪光。
不可与硫混用,但可以。一个通用的解释为:硫会被氧化为和硫酸,后者与反应,生成氯酸。高浓度的氯酸很不稳定,会发生自燃,但是由生成的高氯酸则相对稳定,不会分解。
高氯酸盐安全操作
在高氯酸和高氯酸盐的使用中遇到的爆炸事故,已经引起了人们的极大关注。高氯酸的危险性一方面因为它是一种,故与皮肤、眼睛或呼吸道接触时会产生严重的烧伤;另一方面热而浓的高氯酸是一种,很不稳定。无水高氯酸甚至在下也不稳定,它会自发地分解而发生剧烈爆炸。只要一与可被氧化的物质接触就会立即引起爆炸。
高氯酸盐的安全操作
高氯酸盐可分为两大类:①对热和碰撞较敏感的盐;②对热和碰撞较不敏感的盐。属于第二类的物质有纯、碱金属和的盐、高氯酰氟。属于第一类的物质有重金属高氯酸盐、盐、有机高氯酸盐、高氯酸酯、高氯酸盐与有机物金属粉末或硫的。
许多重金属的高氯酸盐,有机高氯酸盐(如,二高氯酸肼以及均极易爆炸),必须通慎操作。高氯酸盐与易被氧化的物质混合也非常容易发生爆炸,必须注意,应避免摩擦,受热、火星、震动以及等因素,并要采取适当的隔离、屏蔽和人身防护措施,确保工作人员安全。,碱土金属的高氯酸盐和铵盐较为安定。合成新的无机或有机高氯酸盐,只应由有经验、细心而又对工作熟悉的研究人员承担。用锤子锤击铜板上的高氯酸盐晶粒(一至两颗),根据撞击时产生的爆炸声大小可大致估计离级酸盐对撞击的敏感程度。
做简单的热稳定性试验,可将一两颗晶粒放在热钢板上,观察其产生激烈的时并作观察,塞子勿塞紧。
武汉大学,吉林大学等 .无机化学(第三版).北京:高等教育出版社 ,1994
蔡亚岐,史亚利,张萍,牟世芬,江桂斌,高氯酸盐的环境污染问题,《化学进展》,):
.国际化学品安全卡[引用日期]
.国际化学品安全卡[引用日期]
.国际化学品安全卡[引用日期]
.国际化学品安全卡[引用日期]
中国化工学会成立于1922年4...
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清除历史记录关闭NASA40年前就在火星上发现了生命的证据,然后一把火把它烧了NASA40年前就在火星上发现了生命的证据,然后一把火把它烧了科学探索者er百家号维京 2在火星'乌托邦平原上拍照。在分析附近的土壤时,NASA着陆器可能无意中破坏了火星上的最初生命迹象。在20世纪70年代后期,两艘维京机器人驶向火星,采样土壤并焚烧他们发现的任何生命痕迹。当然,这绝不是计划内的做法。40年前美国国家航空航天局首次登陆火星表面的双子宇宙飞船维京 1和维京 2时,科学家们终于能开始研究火星土壤中有机(碳基)分子的迹象,这些分子可以证明这颗红色星球是否适合生命。但事实并非如此。经过五年地球上的研究,维京登陆者都没有发现任何有机物质的证据。为什么找不到?美国宇航局的好奇号探测器今年早些时候在火星上证实了有机分子的存在,那么维京错失了什么呢?6月20日发表在&地球物理研究:行星杂志&上的一篇新论文提供了一个解释。研究人员写道,碳一直存在;不幸的是,维京登陆器将它全部烧掉了。&通过将样品快速加热到四个温度步骤中的一个,共分析了四个[土壤]样品,&美国宇航局加利福尼亚州艾姆斯研究中心和大气,媒介,空间观测实验室(LATMOS)的研究人员法国在新研究中写道。维京人将他们的土壤样品加热到932华氏度(500摄氏度)的最高温度,试图释放这些样品中捕获的任何挥发性有机化合物。如果那里有碳,那么在土壤蒸汽中就可以检测到痕迹。那么,为什么没有呢?根据这项新研究的作者认为,在土壤中可能还有其他东西,一种不易燃烧的燃料,意外地将碳燃烧成碎片。这两个维京登陆器是第一个成功登陆火星表面的登陆器。在着陆器的分析库中,有一个用于将土壤加热到炽热温度的烤箱。然后测试所得蒸汽的有机化合物。火与冰2008年,一只名为菲尼克斯的火星探测器在火星北极附近的土壤上捞起,当时它发现了一种叫做高氯酸盐的异常盐的证据。这是当时令人兴奋的发现;科学家们知道,地球上的古老微生物使用高氯酸盐作为能量来源。这项新研究的作者对咸味发现感到兴奋,原因不同:高氯酸盐强氧化剂,他的氧化性极强,如今在地球上主要用途是火箭燃料和烟花添加剂。如果火星土壤中富含高氯酸盐,那么维京试图加热土壤可能会导致高氯酸盐立即消灭可能存在的任何有机分子。这种情况的一线希望是,如果火星高氯酸盐确实在维京烤箱中焚烧任何碳基分子,那么灰烬中就会有证据。当碳与高氯酸盐燃烧时,它会产生一种叫做氯苯的分子 —一种碳,氢和氯的混合物,可以在土壤中持续数月。幸运的是,美国宇航局的好奇号探测器在2013年的探险中发现了火星土壤中氯苯的痕迹。为了进一步证据,研究人员决定回到维京本身。&我们在维京数据中搜索了维京烤箱中盐和有机物之间可能的反应产物,&研究人员写道。该团队重新分析了维京任务期间采集的原始数据集,这次专门研究了氯苯的痕迹。根据他们的新论文,研究人员发现了他们正在寻找的东西。该团队在维京 2采集的样品中看到了痕量的氯苯,得出的结论是着陆器可能已经将有机物质保留在其机器人手中,然后无意中将整个成果点燃。研究作者,法国LATMOS研究中心的博士生Melissa Guzman告诉NewScientist,虽然这个新证据令人信服,但它并不是火星有机物的明确证据。例如,在维京烤箱中与火星高氯酸盐一起燃烧的碳化合物实际上可能来自地球并且意外污染了样品。该研究表明,有机分子可能存在于整个红色星球的许多地方。但这是否意味着那里的微生物生命 - 以及人类是否能在确定生命之前确认生命 - 还有待观察。本文由百家号作者上传并发布,百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点,不代表百度立场。未经作者许可,不得转载。科学探索者er百家号最近更新:简介:每天有点科学知识,科学小人物作者最新文章相关文章火星生命藏地底?科学家称地表有剧毒高氯酸盐秒杀生物
▲火星将是人类在2020年要积极探索的星球。
火星是人类在本世纪末跃升为人类最想征服的星球,除了NASA的洞察号(InSight)足以探测火星地底、研究岩石,欧洲太空总署也计划2020年在“火星天文生物学任务”(ExoMars)送探测车到火星上寻找外星生物。但天文学家最新的研究指出,火星土壤覆盖一种剧毒,使表面的微生物、细菌一律无法存活。
爱丁堡大学天体生物学的研究生珍妮佛.韦德史沃斯(Jennifer Wadsworth)和另一名学者查理斯(Charles Cockell)合作,根据过去40年来对火星土壤资料发现,NASA于2008年送上火星的凤凰号(Phoenix)和2012年的好奇号探测车(Curiosity)都发现火星土壤中有强力氧化剂─高氯酸盐(perchlorates),2015年时,火星勘测轨道卫星(MRO)又再度于火星上的沟渠、火山口有发现水合矿物,同时也测到高氯酸盐的迹象,因此他们才对高氯酸盐产生好奇。
他们利用地球上常见、也被称为基本的生命形式的“枯叶杆菌(Bacillus subtilis)”与高氯酸盐作实验,仿照火星环境、再照射紫外线,发现枯叶杆菌碰到高氯酸盐,竟在一分钟之内消失,仿佛就像遇到强烈杀菌的物质一样。这是因为高氯酸盐被紫外线照射后,变成次氯酸盐和亚氯酸盐的混合物,才让微生物、细菌都无法存活。他们同时也认为,这样的环境人类根本无法居住。
透过这项研究,火星表面的土壤让人了解“致命”、“不宜生物居住”的特征,但反过来说,物来如果想要找到火星上的生命体,可能就要往土里钻,只要挖到火星地表相当深的地方,也许就有可能找到生物存在的迹象。目前已知有美国NASA的洞察号(InSight)跟欧洲太空总署(ESA)的ExoMars探测车,最有可能对此作出贡献了。
▼“洞察号”
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