Uma imagem reprocessada de dados arquivados da Mariner 10 coletados em 1974. Esta é uma imagem de cor falsa criada usando filtros laranja e ultravioleta para os canais vermelho e azul, respectivamente. As nuvens estão a cerca de 60 quilômetros de altitude, e a imagem ilustra a presença de um absorvedor ultravioleta desconhecido na atmosfera, um mistério há muito não resolvido de Vênus. Crédito:NASA/JPL-Caltech
Cientistas usando técnicas sofisticadas de química computacional identificaram um novo caminho para a formação de partículas de enxofre na atmosfera de Vênus. Esses resultados podem ajudar a entender a identidade há muito procurada do misterioso absorvedor de ultravioleta em Vênus.
"Sabemos que a atmosfera de Vênus tem SO
2 abundante e partículas de ácido sulfúrico. Esperamos que a destruição ultravioleta de SO
2 produz partículas de enxofre. Eles são construídos de S atômico (enxofre) para S
2 , então S
4 e finalmente S
8 . Mas como esse processo é iniciado, ou seja, como S
2 forma?" disse o cientista sênior do Planetary Science Institute, James Lyons, autor do livro
Nature Communications artigo "Caminhos fotoquímicos e termoquímicos para S
2 e formação de polissulfur na atmosfera de Vênus."
Uma possibilidade é formar S
2 de dois átomos de enxofre, ou seja, reação de S e S. Moléculas de S
2 e S
2 pode então combinar para formar S
4 , e assim por diante. Partículas de enxofre podem se formar por condensação de S
8 ou por condensação de S
2 , S
4 e outros alótropos—diferentes formas físicas nas quais um elemento pode existir—que então se reorganizam para formar S
8 condensado .
"As partículas de enxofre e o enxofre amarelo que encontramos mais comumente são compostos principalmente de S
8 , que tem uma estrutura em anel. A estrutura do anel faz S
8 mais estável contra a destruição pela luz UV do que os outros alótropos. Para formar S
8 , podemos começar com dois átomos de S e fazer S
2 , ou podemos produzir S
2 por outro caminho, que é o que fizemos no jornal", disse Lyons.
As moléculas de enxofre vêm em muitas formas chamadas alótropos, de S2 até S8 . O subscrito indica o número de átomos de S no alótropo. Estamos propondo aqui um novo caminho para S2 formação. Com S2 disponível na atmosfera, S4 e S8 são produzidos. S8 é a forma comum de enxofre amarelo que pode ser visto perto de respiradouros vulcânicos ou que vem em uma garrafa. Os alótropos de enxofre S3 e S4 foram propostos para ser o misterioso absorvedor de UV na atmosfera de Vênus. Embora ainda não haja consenso sobre a identidade do absorvedor, é muito provável que a química do enxofre esteja envolvida. Crédito:Figura adaptada de Jackson et al., Chem. Sci., 2016, publicado pela Royal Society of Chemistry.
"Encontramos um novo caminho para S
2 formação, a reação de monóxido de enxofre (SO) e monóxido de dissulfureto (S
2 O), que é muito mais rápido do que combinar dois átomos de S para fazer S
2 ", disse Lyons.
"Pela primeira vez, estamos usando técnicas de química computacional para determinar quais reações são mais importantes, em vez de esperar que as medições de laboratório sejam feitas ou usar estimativas altamente imprecisas da taxa de reações não estudadas. Esta é uma abordagem nova e muito necessária. para estudar a atmosfera de Vênus", disse Lyons. "As pessoas estão relutantes em ir ao laboratório para medir constantes de taxa para moléculas compostas de S, cloro (Cl) e oxigênio (O) - estes são compostos difíceis e às vezes perigosos de se trabalhar. Os métodos computacionais são os melhores - e realmente apenas – alternativa.
Métodos computacionais foram usados para calcular as constantes de velocidade e determinar os produtos de reação esperados. São modelos computacionais de última geração (o que chamamos de modelos ab initio). Esses cálculos ab initio foram feitos pelos autores da Espanha e da Universidade da Pensilvânia.
"Esta pesquisa ilustra outro caminho para S
2 e formação de partículas de enxofre. A química do enxofre é dominante na atmosfera de Vênus e, muito provavelmente, desempenha um papel fundamental na formação do enigmático absorvedor de UV. De maneira mais geral, este trabalho abre as portas para o uso de técnicas moleculares ab initio para desvendar a complexa química de Vênus", disse Lyons.
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