Exploration of the phase diagram of liquid water in the low-temperature metastable region using synthetic fluid inclusions

文献情報

出版日 2016-09-01
DOI 10.1039/C6CP04250C
インパクトファクター 3.676
著者

C. Qiu, Y. Krüger, M. Wilke, J. Rička, M. Frenz


原文を見る

要旨

We present new experimental data of the low-temperature metastable region of liquid water derived from high-density synthetic fluid inclusions (996–916 kg m−3) in quartz. Microthermometric measurements include: (i) prograde (upon heating) and retrograde (upon cooling) liquid–vapour homogenisation. We used single ultrashort laser pulses to stimulate vapour bubble nucleation in initially monophase liquid inclusions. Water densities were calculated based on prograde homogenisation temperatures using the IAPWS-95 formulation. We found retrograde liquid–vapour homogenisation temperatures in excellent agreement with IAPWS-95. (ii) Retrograde ice nucleation. Raman spectroscopy was used to determine the nucleation of ice in the absence of the vapour bubble. Our ice nucleation data in the doubly metastable region are inconsistent with the low-temperature trend of the spinodal predicted by IAPWS-95, as liquid water with a density of 921 kg m−3 remains in a homogeneous state during cooling down to a temperature of −30.5 °C, where it is transformed into ice whose density corresponds to zero pressure. (iii) Ice melting. Ice melting temperatures of up to 6.8 °C were measured in the absence of the vapour bubble, i.e. in the negative pressure region. (iv) Spontaneous retrograde and, for the first time, prograde vapour bubble nucleation. Prograde bubble nucleation occurred upon heating at temperatures above ice melting. The occurrence of prograde and retrograde vapour bubble nucleation in the same inclusions indicates a maximum of the bubble nucleation curve in the ϱ–T plane at around 40 °C. The new experimental data represent valuable benchmarks to evaluate and further improve theoretical models describing the p–V–T properties of metastable water in the low-temperature region.

関連文献

Confined platinum nanoparticle in carbon nanotube: structure and oxidation

Guang-Feng Wei, Cheng Shang, Zhi-Pan Liu

2014-11-19 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04145C

Evidence of benzenoid domains in nanographenes

Matteo Baldoni, Francesco Mercuri

2014-11-24 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04848B

Determination of protein binding affinities within hydrogel-based molecularly imprinted polymers (HydroMIPs)

Hazim F. EL-Sharif, Daniel M. Hawkins, Derek Stevenson, Subrayal M. Reddy

2014-06-16 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01798F

Deactivation mechanism of a novel AIE-active naphthalimide derivative in more polar solutions

Yunqing Chen, Yi Wang, Yuan Yuan, Yan Jiao, Xuemei Pu, Zhiyun Lu

2014-11-03 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04213A

CdS nanorod arrays with TiO2 nano-coating for improved photostability and photocatalytic activity

Liangpeng Wu, Yulan Zhang, Xinjun Li, Chaoping Cen

2014-05-29 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01347F

Alkali metal cation binding affinities of cytosine in the gas phase: revisited

Bo Yang, M. T. Rodgers

2014-06-13 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01128G

Quaternary ammonium and phosphonium based ionic liquids: a comparison of common anions

Rebecca K. Blundell, Peter Licence

2014-06-11 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01901F

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarはどのように保存すればよいですか?

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarは、冷暗所で、直射日光を避け、密栓の容器に保存し、遠隔場所に保管してください。温度は常温(0〜2...

149506-25-24'-Bromo-biphenyl-3-...
化合物よくある質問

間甲苯乙腈とは何ですか?

間甲苯乙腈はCAS番号2947-60-6の有機化合物で、化学式はC9H11CNです。この物質は液体で、芳族性と氰基の特性を有しています。

2947-60-6(3-Methylphenyl)acet...
化合物よくある質問

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩とは何ですか?

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩は、CAS番号58928-82-8を有する化合物で、構造式はC11H14N2HClです。これは塩基性化合物であり、水に溶けやす...

58928-82-8(2-Isopropylphenyl)h...
化合物よくある質問

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンは取り扱いに注意が必要です。PPEとして防塵マスク、ゴーグル、手袋を使用し、ドラフトチャンバーを...

98554-00-85-(4-Chlorophenyl)-1...
化合物よくある質問

去甲基雷贝拉唑硫醚はどのように合成されますか?

去甲基雷贝拉唑硫醚は、ベンジミダゾール硫化物と3-メチル-4-ピリジノールの反応によって合成されます。具体的には、2-チオキシドベンジミダゾールと3-メチル-4...

117976-91-73-({2-[(1H-Benzimida...
化合物よくある質問

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは安全ですか?

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは、毒性や刺激性の実験データに基づき、適切な取扱いと防護措置を講じることで安全に使用できます。...

923722-86-52-Bromo-5-fluoro-N-(...
化合物よくある質問

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚の物理化学的性質は何ですか?

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚のCAS番号は86259-89-4です。この化合物は無色の液体で、分子量は約724.8です。高濃度では溶血性が報告されており...

86259-89-42-(2-{2-[2-(Tetrahyd...
化合物よくある質問

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環はどのように保存すればよいですか?

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環は、室温で暗い場所に保管し、直射日光から遠ざけ、容器は密閉状態で保存してくだ...

445303-65-12-[3-(difluoromethyl...
化合物よくある質問

6-アミノ-5-クロロ-2-シクロプロピルピリミジンカルボン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品には、ピロリミジン酸やその類似物、またピロリミジンカルボン酸の他の異性体があります。これらの代替品は、特定の化学反応や目的に応じて選択すること...

858956-08-86-Amino-5-chloro-2-c...
化合物よくある質問

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンに適用される法規ガイドラインは何ですか?

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンはCAS番号379228-45-2に該当します。この化合物はGHS分類でH314(接触により急性毒性がある)と...

379228-45-25-Chloro-1,3-benzodi...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。