Na klar, das sind alles Eisenverbindungen. :rolleyes:
Nur, damit ist ja noch überhaupt nichts erklärt. Schließlich ist der Mars eindeutig Fe(III)-rot, und das ist bei näherer Betrachtung schon ungewöhnlich.
Atmosphären im Sonnensystem sind normalerweise reduzierend, einschließlich die der frühen Erde.
Also: Wo ist das Oxidationsmittel auf dem Mars hergekommen? :confused:
Muzmuz
15.11.2006, 10:47
hallo,
wasserstoff liegt vor allem in leichten, (bei raumtemperatur) gasförmigen verbindungen vor
diese werden u.a. durch komische strahlung gespalten
der leichtere wasserstoff (auch binäre wasserstoffverbindungen) verflüchtigt sich aber eher aus der atmosphäre als der sauerstoff und geistert dann herrenlos durchs all
daher sind vor allem die sonnennahen planeten, falls überhaupt, mit oxidierenden atmosphären ausgestattet (venus: schwefelsäure und CO2, erde sauerstoff, mars CO2)
erst bei den erdfernen bleibts reduzierend (methan, ammoniak, etc..)
salopp gesagt: ist die atmosphäre oxidierend, hat's den wasserstoff weggeblasen
lg,
Muzmuz
zweiPhotonen
15.11.2006, 12:07
Also: Wo ist das Oxidationsmittel auf dem Mars hergekommen?
Ich dachte das wäre immer noch Gegenstand der Marsforschung und Grund, dort Raumsonden hinzufeuern:
Zuerst wird nach Wasser gesucht und dann nach Organismen, die in der Frühzeit des Sonnensystems dort vielleicht -wie auch auf der Erde geschehen- Sauerstoff produziert haben.
Auf der Erde sollen dies bereits vor 3.5 Mrd. Jahrenangefangen haben - genug Zeit also, wieder zu Staub zu zerfallen.
Wolfgang
Godwael
15.11.2006, 13:27
wasserstoff liegt vor allem in leichten, (bei raumtemperatur) gasförmigen verbindungen vor
diese werden u.a. durch komische strahlung gespalten
der leichtere wasserstoff (auch binäre wasserstoffverbindungen) verflüchtigt sich aber eher aus der atmosphäre als der sauerstoff und geistert dann herrenlos durchs all
Das hab ich auch vermutet, aber da gibt's zwei Probleme: Zum einen ist an der Marsbahn die Intensität der Sonneneinstrahlung deutlich geringer, zum anderen ist der Mars so klein, dass er den in der Hochatmosphäre entstehenden Sauerstoff wohl auch verlieren würde.
Der Effekt allein kann reicht m.E. nicht aus.
Muzmuz
15.11.2006, 13:53
hallo,
es ist ja auch keine merkliche menge freien sauerstoffs in der marsatmosphäre
die dünne atmosphäre besteht hauptsächlich aus CO2 (fast 1.5mal so schwer wie sauerstoff)
es ist auch nicht so, dass zuerst große mengen sauerstoff entstehen, die dann nach und nach reagieren, sondern der sauerstoff ist sehr reaktiv, und oxidiert schnell das auf, was er kriegen kann
wasserstoff hingegen ist reaktionsträger und leichter
die meisten oxidationsprodukte sind dann nicht oder nur schwer flüchtig
der mars ist zwar weiter von der sonne weg als die erde, aber er hat erstens kein ausgeprägtes magnetfeld, das den sonnenwind abhält, und zweitens ist die atmosphäre durch die geringe größe dünner, wodurch die sonneninduzierten prozesse schneller die ganze atmosphäre beeinflussen und verändern, als es auf der erde der fall war
ich kann nicht sagen, wie das evaporationsverhältnis der einzelnen elemente quantitativ aussah, aber auf alle fälle ist der wasserstoff am schnellsten weg, auch wenn gewisse mengen der anderen elemente ebenfalls abdüsen
auf der erde ist ja auch nur eine global gesehen sehr geringe menge an sauerstoff in der atmosphäre; und jener wurde von lebewesen in die luft gepustet
der großteil ist in form von wasser, silikaten und carbonaten gebunden
d.h. auch auf der erde ist fast alles aufoxidiert worden, was oxidiert werden kann
lg,
Muzmuz
Muzmuz
15.11.2006, 14:28
zusatz:
dieser wegblaseffekt ist wahrscheinlich auch der grund, warum argon in der erdatmosphäre das häufigste edelgas ist
das universell häufigste edelgas ist zweifelsfrei helium, und je höher die periode, desto seltener
doch von helium gibts in unserer atmosphäre nur mickrige spuren
danach müsste neon kommen, aber davon gibts auch nicht so viel
erst das schwerere argon hat sich bei uns halten können
wenn man analog zu membranen einen molecular weight cutoff angeben wollte, würde der bei der erde wohl im bereich von 25 (neon ist fast weg, stickstoff aber zuhauf noch da), auf dem mars vielleicht bei 35 liegen (nur wenig stick- und sauerstoff, aber CO2 noch da)
gase mit kleineren molmassen werden vornehmlich weggepustet, jene mit höheren bleiben vornehmlich zurück
bei den äußeren planeten liegt der cutoff offenbar so weit unten (1. durch ihre entfernung, 2. durch ihre größe), sodass nicht einmal relevante mengen an wasserstoff weggehen
lg,
Muzmuz
Friedrich Karl Schmidt
15.11.2006, 14:50
daher sind vor allem die sonnennahen planeten, falls überhaupt, mit oxidierenden atmosphären ausgestattet (venus: schwefelsäure und CO2, erde sauerstoff, mars CO2)Was spricht eigentlich gegen die Reaktion
4 Fe + 3 CO2 -> 2 Fe2O3 + 3 C
Gruß FKS
Muzmuz
15.11.2006, 15:01
Was spricht eigentlich gegen die Reaktion
4 Fe + 3 CO2 -> 2 Fe2O3 + 3 C
Gruß FKS
ich würde sagen, 2 umstände:
A) die thermodynamik
dH ist für diese reaktion bei gewöhnlichen bedingungen >0 und dS <0; vor allem bei niedrigen drücken sollte das nicht gehen
natürlich können bei einwirkung von passender strahlung seltsame reaktionen statt finden, und dH, dS sind nicht gleich dH(0) bzw dS(0)...aber dS wird wohl immer negativ sein, weil ein edukt, aber kein produkt gasförmig ist....dass es bedingungen gäbe, die dH so negativ machen, sodass der entropieterm überrannt werden könnte, ist schwer vorstellbar
B) das ausbleiben der auffindung von riesigen mengen an elementarem kohlenstoff
eisenoxide habe eine höhere dichte als kohlenstoff; daher müsste letzterer obenauf liegen, und der mars wäre dunkelgrau anstatt rot
außerdem müsste das CO2 ja auch vorher entstanden sein; also selbst wenn diese reaktion statt gefunden haben sollte und der kohlenstoff nur noch nicht gefunden sein sollte, wäre es nur der selbe pfad mit einem umweg über das CO2
lg,
Muzmuz
Friedrich Karl Schmidt
15.11.2006, 18:53
A) die thermodynamik
dH ist für diese reaktion bei gewöhnlichen bedingungen >0 und dS <0; vor allem bei niedrigen drücken sollte das nicht gehen
Ich denke, dass wir beide in der Lage sind, dies zu berechnen. Bei Standardbedingungen ist die freie Reaktionsenthapie jedenfall negativ für die von mir angegebene Reaktion.
Wie hoch sind denn
a) die Oberflächentemperatur
b) der CO2-Partialdruck
c) der Gesamtdruck der Atmosphäre ?
Die Abwesenheit von Kohlenstoff ließe sich vielleicht über CO erklären.
Gruß FKS
Muzmuz
15.11.2006, 19:01
Ich denke, dass wir beide in der Lage sind, dies zu berechnen. Bei Standardbedingungen ist die freie Reaktionsenthapie jedenfall negativ für die von mir angegebene Reaktion.
Wie hoch sind denn
a) die Oberflächentemperatur
b) der CO2-Partialdruck
c) der Gesamtdruck der Atmosphäre ?
Die Abwesenheit von Kohlenstoff ließe sich vielleicht über CO erklären.
Gruß FKS
a) meist im bereich von -130 bis +20 °C
b) knapp 600 Pa
c) ~600 Pa
lg,
Muzmuz
Godwael
15.11.2006, 19:20
4 Fe + 3 CO2 -> 2 Fe2O3 + 3 C
Die Reaktion ist auf der frühen Erde jedenfalls nicht abgelaufen, und da waren sowohl Druck als auch Temperatur deutlich höher als auf dem Mars.
Friedrich Karl Schmidt
16.11.2006, 13:16
Die Reaktion ist auf der frühen Erde jedenfalls nicht abgelaufen, und da waren sowohl Druck als auch Temperatur deutlich höher als auf dem Mars. Der höhere Gesamtdruck würde die Reaktion zwar begünstigen. Allerdings eher unwesentlich. Höhere Temperatur jedoch verschafft der Reaktion eine positive freie Reaktionsenthalpie, was ja auch die Grundlage der Roheisenerzeugung im Hochofen ist.
Gruß FKS
Friedrich Karl Schmidt
16.11.2006, 13:28
a) meist im bereich von -130 bis +20 °C
b) knapp 600 Pa
c) ~600 Pa
Nach meiner Rechnung ( für T = 298 K) ergibt sich eion Gleichgewichtsdruck für CO2, der um einige Zehnerpotenzen unter den Partialdruck 600 Pa liegt. Thermodynamisch steht der Reasktion also nichts im Wege. Es sei denn, ich habe mich verrechnet.
Zum Nachrechnen die freien Standardbildungsenthalpien aus dem ATKINS:
Fe2O3 : - 742,2 kJ/mol
CO2 : - 394,4 kJ/mol
Gruß FKS
Godwael
16.11.2006, 15:33
Ich vertrau da mal auf Ihre Rechnung.
Das Resultat legt meiner Meinung nach nahe, dass die Reaktion kinetisch stark gehemmt ist.
Friedrich Karl Schmidt
17.11.2006, 16:25
Ich vertrau da mal auf Ihre Rechnung.
Das Resultat legt meiner Meinung nach nahe, dass die Reaktion kinetisch stark gehemmt ist.
Dass man die Reaktion als gehemmt annehmen muss, liegt auch für mich auf der Hand. Jedenfalls bei den obwaltenden Temperaturen.
Andererseits geht es um sehr lange Zeiträume, so dass eine nach üblichen Maßstäben "zu langsame" Reaktion über den langen Zeitraum gesehen möglicherweise doch noch hinreichend schell gewesen sein könnte, um das "Rosten" an der Marsoberfläche zu erklären.
Vor allem aber ist hier für mich die Frage, ob es im Verlauf der Abkühlung des Planeten eine Temperatur-Zeitphase gegeben hat, in der sich ein für den Ablauf der Reaktion hinreichendes Optimum in Bezug auf Reaktionsgeschwindigkeit und Gleichgewichtslage gegeben hat.
Gruß FKS
josuav
17.11.2006, 17:18
Also ich hab mal gelesen, dass die rote Farbe durch die UV-Strahlung entsteht(Astronomie Heute). Ich hab da auch die Erklärung gelesen, warum der Mond nicht rot ist, das weiß ich jetzt aber nicht mehr.
Friedrich Karl Schmidt
17.11.2006, 17:47
Also ich hab mal gelesen, dass die rote Farbe durch die UV-Strahlung entsteht(Astronomie Heute). Wenn ich das einmal zugunsten meines Erklärungsversuchs interpretiere : Die UV-Strahlung sorgt für energiereiches CO2 oder sogar Zerfallsprodukte, so dass sich die kinetische Hemmung der Reaktion
4 Fe + 3 CO2 -> 2 Fe2O3 + 3 C
nicht unerheblich vermindert.
Gruß FKS
Muzmuz
19.11.2006, 13:42
vor allem, wenn man sich konkurrenzreaktionen überlegt
nämlich mit wasser, wobei das CO2 als katalysator dient
aus wasser macht es kohlensäure, welche das eisen oxidiert, und der wasserstoff haut ab
übrig bleibt eisencarbonat, wobei sich dieses offensichtlich zu eisenoxid zersetzt hat (das rote zeug ist ja eisenoxid, und nicht eisen(III)carbonat, soweit ich weiß)
sollte themodynamisch gehen und wäre kinetisch der reduktion von kohlendioxid allemal vorzuziehen, und würde auch das fehlen von elementarem kohlenstoff erklären
lg,
Muzmuz
Friedrich Karl Schmidt
19.11.2006, 14:50
nämlich mit wasser, wobei das CO2 als katalysator dient
aus wasser macht es kohlensäure, welche das eisen oxidiert, und der wasserstoff haut ab Nach meiner Kenntnis hat man auf dem Mars noch kein Wasser gefunden. Und wird man auch nicht finden. Jedenfalls dann nicht, wenn Sie damit Recht haben:
wasserstoff liegt vor allem in leichten, (bei raumtemperatur) gasförmigen verbindungen vor
diese werden u.a. durch komische strahlung gespalten
der leichtere wasserstoff (auch binäre wasserstoffverbindungen) verflüchtigt sich aber eher aus der atmosphäre als der sauerstoff und geistert dann herrenlos durchs all
Es stellt sich also ( unter anderem) die Frage, in welchem Zeitraum der Marsentwicklung die von Ihnen postulierte Oxidation des Eisens durch Wasser Ihrer Meinung nach erfolgt sein soll.
Oder anders gefragt : Welche Oberflächentemperatur stellen Sie sich für den fraglichen Zeitraum vor ?
Gruß FKS
FK
19.11.2006, 15:12
Auf dem Mars war es früher mit Sicherheit deutlich wärmer, und Wasser gab es auch in größeren Mengen (und gibt es auch heute noch).
btw: Spuren von freiem Sauerstoff finden sich auch heute noch in der Marsatmosphäre.
Wie ich kürzlich herausfinden musste, wird schwarzes Eisenoxid schon bei Temperaturen knapp oberhalb 100 °C in wenigen Tagen rot.
Auf dem Mars hat es also mal genug Wasser gegeben und es gibt immer noch welches in gefrorener Form.
nobody
19.11.2006, 15:22
Der Mars ist rot weil es Gott so wollte. Seht ihr das denn nicht ? Ihr Ungläubigen......
hehheeeee
Muzmuz
19.11.2006, 15:24
wasser mit seiner molaren masse von 18 liegt deutlich unter dem MWCO des mars
durch die bedingungen (druck, temperatur) hat es jetzt auch nicht die neigung, flüssig vorzuliegen
falls wasser noch vorhanden ist, müsste es also gut geschützt unter der oberfläche vorliegen
in der atmosphäre bzw an der oberfläche gibt's wenig chance, welches zu finden
lg,
Muzmuz
Friedrich Karl Schmidt
19.11.2006, 15:32
Auf dem Mars hat es also mal genug Wasser gegeben und es gibt immer noch welches in gefrorener Form.Wenn es so ist ( ich weiß es ja nicht), so wäre das nicht mein Problem. War es doch muzmuz, der uns erklärt hat, warum es auf dem Mars keine Wasserstoffverbindungen mehr geben kann.
Gruß FKS
Godwael
19.11.2006, 15:34
Der Grund, weshalb sich Wasser auf dem Mars bis heute in großen Mengen gehalten hat, ist einfach der, das es nicht an der Oberfläche ist, sondern unter mehreren Metern Staub im Porenraum des Bodens gebunden ist. Mars Express hat sogar fließende Gletscher unter der Oberflächwe gefunden.
Abgesehen davon gibt es auch freiliegendes Wassereis an der Marsoberfläche:
http://www.geoinf.fu-berlin.de/projekte/mars/hrsc209-CraterIce.php
btw: Spuren von freiem Sauerstoff finden sich auch heute noch in der Marsatmosphäre.
Die MER-Missionen haben zudem beträchtliche Mengen Peroxide im Marsstaub gefunden. Die Oberfläche ist nicht nur oxidiert, sondern sogar stark oxidierend.
nämlich mit wasser, wobei das CO2 als katalysator dient
aus wasser macht es kohlensäure, welche das eisen oxidiert, und der wasserstoff haut ab
übrig bleibt eisencarbonat, wobei sich dieses offensichtlich zu eisenoxid zersetzt hat (das rote zeug ist ja eisenoxid, und nicht eisen(III)carbonat, soweit ich weiß)
sollte themodynamisch gehen und wäre kinetisch der reduktion von kohlendioxid allemal vorzuziehen, und würde auch das fehlen von elementarem kohlenstoff erklären
Das klingt plausibel, zumal Carbonate auf dem Mars gefunden wurden. :up:
Friedrich Karl Schmidt
19.11.2006, 16:29
Der Grund, weshalb sich Wasser auf dem Mars bis heute in großen Mengen gehalten hat, ist einfach der, das es nicht an der Oberfläche ist, sondern unter mehreren Metern Staub im Porenraum des Bodens gebunden ist. Mars Express hat sogar fließende Gletscher unter der Oberflächwe gefunden.
Abgesehen davon gibt es auch freiliegendes Wassereis an der Marsoberfläche:
http://www.geoinf.fu-berlin.de/projekte/mars/hrsc209-CraterIce.php All dieses Wasser müsste nach der Hypothese von muzmuz längst weg sein. Immerhin dürfte es auch auf dem Mars einmal ziemlich heiß gewesen sein. Wasser, das in dieser Zeit durch Strahlung dissoziiert wurde, dessen Waserstoff müsste also nach muzmuz längst "herrrenlos durchs All geistern".
Die MER-Missionen haben zudem beträchtliche Mengen Peroxide im Marsstaub gefunden. Die Oberfläche ist nicht nur oxidiert, sondern sogar stark oxidierend. Weshalb zerbrechen wir uns eigentlich dann noch den Kopf über mögliche Szenarien der Oxidation von Eisen ?
Das klingt plausibel, zumal Carbonate auf dem Mars gefunden wurden. :up:Plausibel ist die Existenz von Carbonaten schlechthin. Immerhin herrscht eine CO2-Atmosphäre.
Sollte es sich um FeCO3 handeln( Eisen(III)carbonat kommt wohl kaum in Betracht), so wäre dies ( mal wieder !) ein Stoff, der nach muzmuz' Hypothese gar nicht mehr existieren dürfte.
Auch habe ich Probleme, mir einen Feststoff wie FeCO3 als metastabiles Zwischenprodukt bei fortbestehenden Reaktionsbedingungen vorzustellen.
Gruß FKS
Godwael
19.11.2006, 16:52
Weshalb zerbrechen wir uns eigentlich dann noch den Kopf über mögliche Szenarien der Oxidation von Eisen ?
Damit permanent Peroxid auf der Oberfläche vorhanden sein kann, muss erst das Eisen (und der ganze Rest) komplett oxidiert werden, und ich kann mir beim besten Willen keinen Mechanismus vorstellen, der Millionen Jahre lang Peroxid in den dafür nötigen Mengen auf den Mars regnen lässt. Einleuchtend?
Plausibel ist die Existenz von Carbonaten schlechthin. Immerhin herrscht eine CO2-Atmosphäre.
Das reicht noch nicht. Ohne Wasser keine Carbonate.
Auch habe ich Probleme, mir einen Feststoff wie FeCO3 als metastabiles Zwischenprodukt bei fortbestehenden Reaktionsbedingungen vorzustellen.
der Marsstaub besteht zu 2-5% aus verschiedenen Carbonaten. Welche, sagen meine Quellen leider nicht.
Muzmuz
19.11.2006, 17:45
der mwco betrifft die zusammensetzung der atmosphäre
unter der oberfläche hat die kosmische strahlung wenig auswirkung
wenn dann die temperatur niedrig ist, und wenig wasser verdunstet/verdampft, kann es sich dort halten