Опыты Миллера, Сазерленда etc с точки зрения химии

[Вольный Сяншен]

В 23.06.2025 в 12:31, Loiso Pondohva сказал:

20% метана на земле - вообще не биогенные.

Это возможно, хотя расчёты здесь понятно плюс минус километр.

Но даже если это и так, из этого никак не следует, что 4+ млрд лет назад он присутствовал в атмосфере в сколь нибудь заметных количествах.

[Вольный Сяншен]

2... Первая (поверхностная) оценка результатов (в чём я ошибся, прошу поправить):

 

Химик-органик: видим конденсацию нитрилов с альдегидами по типу реакций Хеппа, или Тимана или Штреккера, алкенов с альдегидами по типу реакции Принса, углеводов по типу реакции Бутлерова, а также нуклеофильное присоединение к цианоацетилену, которых без счёта. Внутримолекулярные реакции при отсутствии стерических затруднений идут, как обычно, лучше межмолекулярных, что приводит к циклизации. Все реакции известны большей частью с 19 века, идут хорошо, если подобрать условия. 

Исходники весьма активны, полученные гетероциклы за счёт сопряжений стабилизированы, хотя полученные нуклеозиды в свою очередь вступают в реакции с чем попало - нуклеофлами, электрофилами, окислителями,...

 

Физхимик: разница в энергиях Гиббса продуктов и реагентов отрицательна, чего ж этим реакциям не идти? Без дополнительных исследований трудно судить, достигнуто ли было равновесие, в опыте Миллера скорее нет, потому что одним из продуктов была смола, возможно конденсация могла идти дальше. Но можно подобрать равновесные условия для конденсации/гидролиза.

 

Школьный учитель химии: я тоже задаю школьникам задачки на синтез, например получить глицилаланин из неорганических веществ. С такими заданиями школьники справляются, а здесь реакции, которые они не проходили, сложновато для школы, но для факультатива пригодится.

 

Биолог: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества». (с) (Нил Армстронг).

 

...

[Caesium137]

В 23.06.2025 в 17:28, Вольный Сяншен сказал:

Для того, чтобы окислить углерод в метане, нужен кислород-0.

Для того, чтобы окислить кислород -2 до кислорода 0, нужно восстановить углерод.

= чтобы окислить углерод нужно восстановить углерод.

Че к чему вообще. Как вы к этому пришли?

[Вольный Сяншен]

В 24.06.2025 в 19:58, Caesium137 сказал:

Че к чему вообще. Как вы к этому пришли?

Подробно:

Имеем в атмосфере метан, окислять его нечем, нет кислорода.

Фотосинтетики окисляют кислород из воды и одновременно восстанавливают углерод из СО2.

(Надо отметить, что для такой схемы в атмосфере должны одновременно присутствовать СН4 и СО2, что само по себе интересно...).

Полученный кислород окисляет метан в СО2. Кислород вернулся в исходное состояние, углерод тоже. А в чём смысл?

 

А если посмотреть стехиометрию процесса, всё окажется ещё интереснее...

 

[Loiso Pondohva]

В 24.06.2025 в 21:23, Вольный Сяншен сказал:

(Надо отметить, что для такой схемы в атмосфере должны одновременно присутствовать СН4 и СО2, что само по себе интересно...).

Это интересно, но не невозможно. Такие атмосферы (в соотношении обычно 1 к 20) мы наблюдаем. Наша планета в данный момент, марс, ГИПОТЕТИЧЕСКИ если Кеплер не налажал K2-18 b.

В 24.06.2025 в 21:23, Вольный Сяншен сказал:

Фотосинтетики окисляют кислород из воды и одновременно восстанавливают углерод из СО2.

Как я и сказал, заниматься они этим начали сильно позднее, чем начали клепать О2. Сначала - сидели себе на серных субстратах да и делали из CO2 глюкозу, а из H2S - серу. Да и сейчас так делают в общем-то.

В 24.06.2025 в 15:23, Вольный Сяншен сказал:

если подобрать условия.

А тут и кроется дьявол в деталях.
Вся дискуссия ведь строится не на "ВАУ", ТАКИЕ РЕАКЦИИ СУЩЕСТВУЮТ (есть конечно биологи, которые думали что они первые изобрели интегралы и написали на эту тему статью, это мы обсудим отдельно в нашей теме, когда я вам отвечу. Но в целом хороший биолог - это сносный синтетик органик. Механизмы какой-нибудь альдольно-кротоновой конденсации он вам вполне объяснит). 

Вся дискуссия строится на том, как и при каких условиях они могли произойти. Были ли такие условия там где мы предполагаем. В каких объёмах это должно было происходить и как долго? И почему мы наблюдаем именно то, что мы наблюдаем.

UPD
Да и не обязательно серу. Там любой электродонор годится. H2, Fe2⁺,

Изменено 24 Июня, 2025 в 19:38 пользователем Loiso Pondohva

[Вольный Сяншен]

В 24.06.2025 в 22:35, Loiso Pondohva сказал:

Как я и сказал, заниматься они этим начали сильно позднее, чем начали клепать О2. Сначала - сидели себе на серных субстратах да и делали из CO2 глюкозу, а из H2S - серу.

Это пожалуйста. Речь именно про момент, когда наконец дошло дело до окисления метана. Нужен кислород, если его брать из фотосинтеза, получается замкнутый круг.

В 24.06.2025 в 22:35, Loiso Pondohva сказал:

Вся дискуссия строится на том, как и при каких условиях они могли произойти.

Да.

[фосолиф-кимих]

В 23.06.2025 в 11:54, Вольный Сяншен сказал:

Таво.

По углекислому газу да, я забыл отметить, но он вполне укладывается в оксидный состав планет земной группы, включая состав литосферы и гидросферы.

А вот восстановленных форм на этих планетах нет, если что и обнаруживается, то микроколичества на грани погрешности измерений. Земной метан очевидно имеет биогенное происхождение, и до жизни присутствовать на Земле не мог. Вулканические газы состоят практически из воды и углекислого газа, очень отдельные вулканы дают некоторое количество аммиака или углеводородов, их синтез считается метаморфическим, при прохождении тех же воды и СО2 через отложения ископаемой органики.

Не имеет никакого значения, каких периодов эти элементы. Не надо путать элементы и их соединения (8 класс), элементы есть, а указанных соединений нет.

Водород самый распространенный элемент во вселенной. По этому чисто статистически прочие элементы будут соединяться именно с водородом.

[фосолиф-кимих]

Давайте посчитаем. Смотрим распространенность химических элементов по атомам (примем количество Si за 1), на благородные газы не смотрим. Получается следующее:

H 26600,0

O 18,4

C 11,1

N 2,3

Mg 1,1

Si 1,0

Соответственно химический состав такой:

H₂ 13259,1

H₂O 14,2

CH₄ 11,1

NH₃ 2,3

Mg(OH)₂ 1,1

SiO₂ 1,0

 

 

 

 

[фосолиф-кимих]

Теперь слепим планету, H₂ остается в космосе.

H₂O 15,2

CH₄ 11,1

NH₃ 2,3

MgSiO3 1,0

Mg(OH)₂ 0.1

Изменено 25 Июня, 2025 в 07:57 пользователем фосолиф-кимих

[фосолиф-кимих]

Самый слабый тут метан. Излучение его развалит и заберет H в космос. Получается:

HCOH 8,8

H₂O 6,4

MgSiO3 1,0

уротропин 0,6

Mg(OH)₂ 0.1

Вот так и органика и зародилась, с уротропина!

Изменено 25 Июня, 2025 в 07:58 пользователем фосолиф-кимих