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氨雪线与铵盐的解吸

地球与行星天体物理 2021-08-04 v1 天体物理仪器与方法 化学物理

摘要

背景。行星系统中的氮储库是一个长期存在的问题。部分含N分子可能在恒星演化的冷阶段被并入冰体内部,并当冰被加热时(如活动彗星中)逐渐释放到气相。N储库的化学性质应极大影响N以何种形式、在何时以及怎样返回气相,或被并入形成行星体的难熔物质中。目的。我们呈现了对两种铵盐——甲酸铵和乙酸铵——从金表面及水冰基底上热解吸的研究。方法。采用程序升温解吸实验与傅里叶变换红外反射光谱来研究铵盐的解吸行为。结果。铵盐是半挥发性物质,在高于水冰热解吸温度时释放中性物质作为主要组分,即氨与相应的有机酸(HCOOH和CH3COOH)。其解吸遵循一级Wigner-Polanyi定律。我们得到甲酸铵的一级动力学参数A = 7.7 ±\pm 0.6 ×\times 1015^{15} s1^{-1}、Ebind_{bind} = 68.9 ±\pm 0.1 kJ~mol1^{-1},乙酸铵的A = 3.0 ±\pm 0.4 ×\times 1020^{20} s1^{-1}、Ebind_{bind} = 83.0 ±\pm 0.2 kJ~mol1^{-1}。水冰基底的存在不影响解吸动力学。锁定于盐中的氨分子以中性分子形式在远高于此前预期(通常归因于难熔物质)的温度下解吸。结论。氨雪线半径小于水雪线。因此,太阳系天体中的NH3/H2O比值可作为其形成与后续迁移位置的线索。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.10464,
  title  = {Ammonia snow-lines and ammonium salts desorption},
  author = {F. Kruczkiewicz and J. Vitorino and E. Congiu and P. Theulé and F. Dulieu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.10464},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in A&A, 10 pages, 7 figures