Фторная атмосфера

[Носец]

Вопрос не вполне астрономический. Может ли планета с двухкомпонентной атмосферой - гелий и фтор - быть пригодной для жизни? Фтор гораздо более сильный окислитель, чем кислород - следовательно, его концентрация должна быть сильно меньше. Главный вопрос: является ли кислород "эксклюзивным" окислителем жизнеобеспечения? Или другие окислители тоже могут поддерживать жизнь?

[Грехов Михаил]

Нет. Фтор-весьма ядовитый газ....

Фтор — чрезвычайно агрессивное вещество. Раздражающие свойства в несколько раз сильнее, чем у фтороводорода. Резорбтивное действие объясняется возможностью фтора вступать в свободнорадикальные реакции с тканями организма. Контакт кожи с газом в течение 2 секунд вызывает термический ожог II степени; воздействие в концентрации 0,15-0,30 мг/л приводит к раздражению открытых участков кожи. При обследовании 252 человек, подвергающихся воздействию фтора, у 57 обнаружены конъюнктивиты или экзема век. Предельно допустимая концентрация связанного фтора в воздухе промышленных помещений равна 0,0005 мг/литр воздуха.

Если на Земле Азот в атмосфере-безопасен и полезен, ибо входит как газ во многие живые соединения - нитраты, которые важны для растений..... то гелий -бесполезный инертный газ. Он мало нужен для жизни. Кроме всего этого-легкий и поэтому быстро покидает планету.... атмосфере будет сложно удержаться.

[Змей Петров]

Ну, ещё к слову.
Во фторе горит даже вода 
Если уж на то пошло, то лучше хлор.

[Астро]

Подобная возможность (жизни во фторной атмосфере) весьма интересно и обстоятельно описана в повести Ивана Ефремова "Сердце Змеи"
 повесть можно прочитать, например, здесь
Заодно и насладиться великолепным авторским текстом!

"Будто отвечая на ее вопрос, дышащая модель на экране исчезла, заменившись новой фигурой. Черная точка в сероватом кольцевидном облачке — несомненно, ядро атома, окруженное тонкими орбитами светящихся точек — электронов. Мут Анг почувствовал, как сжалось горло, он не мог произнести ни слова. На экране были уже четыре фигуры: две в центре, одна под другой, связанные толстой белой чертой, и две боковые, соединенные черными стрелками.

Все земляне с бьющимися сердцами считали электроны. Нижний, видимо, основной элемент океана: один электрон вокруг ядра — водород. Верхний, главный элемент атмосферы и дыхания: девять электронов вокруг ядра — фтор!

— О-о! — жалобно вскрикнула Афра Деви. — Фтор!..

— Считайте, — перебил командир, — налево вверху — шесть электронов: углерод, направо — семь: азот. Вот и все ясно. Передайте, чтобы изготовили такую же таблицу нашей атмосферы и нашего обмена веществ — все будет то же, только вместо центрального верхнего, фтора, у нас кислород с его восемью электронами. Как жаль, отчаянно жаль!

Когда земляне выдвинули свою таблицу, астролетчики заметили, как пошатнулась передняя белая фигура на мостике своего корабля и поднесла руку к раковине скафандра жестом, понятным человеку Земли. Видимо, те же чувства, но еще более сильные, были у командира чужого звездолета.

Эта же белая фигура перегнулась через ограждение мостика и сделала рукой резкий взмах, как бы разрубая что-то в пустоте. Шиловидные выросты его головной раковины угрожающе наклонились к «Теллуру», который находился на несколько метров ниже белого корабля. Потом командир чужих поднял обе руки и провел ими вниз на некотором расстоянии одна от другой, как бы показывая две параллельные плоскости.

Мут Анг повторил его жест. Тогда командир чужого звездолета высоко поднял одну руку жестом безмолвного привета, повернулся и скрылся в черной пасти. За ним последовали остальные.

— Пойдемте и мы, — сказал Мут Анг, нажимая опускающий рычаг.

Афра даже не успела поглядеть на великолепное сверкание звезд в черной пустоте космоса, которое всегда приводило ее в особенный созерцательный восторг.

Люк закрылся, вспыхнуло освещение шлюзовой камеры, стало слышно легкое шипение насосов — первый признак того, что воздух достиг земной плотности. Звездолетчики стали снимать скафандры.

— Будем строить перегородки, а потом соединять галереи? — спросил Яс Тин командира, едва освободившись от шлема.

— Да. Это и хотел сказать командир из звездолета. Какое горе: у них на планете газ жизни — фтор, смертельно ядовитый для нас! А им так же смертелен наш кислород. Многие наши материалы, краски и металлы, стойкие в кислородной атмосфере, могут разрушиться при соприкосновении с их дыханием. Вместо воды у них жидкий фтористый водород — та самая плавиковая кислота, которая у нас разъедает стекло и разрушает почти все минералы, в состав которых входит кремний, легкорастворимый во фтористом водороде. Вот почему нам придется ставить прозрачную перегородку, стойкую против кислорода, а они поставят свою, из вещества, не разрушаемого фтором. Но пойдемте, надо спешить. Мы обсудим все, пока будет изготовляться переборка!"

[Грехов Михаил]

Если уж на то, то лучше хлор.

Ага... который тяжелее воздуха, стелется по земле и им травили солдат в окопах в первую мировую войну.... Многие соединения хлора агрессивны. Вроде соляной кислоты, перхлората аммония. А типохлорит натрия входит в состав отбеливателей.... Не думаю, что его высокая концентрация в атмосфере совместима с какой-либо жизнью. 

[СТРОБОСКОП]

Может ли планета с двухкомпонентной атмосферой - гелий и фтор - быть пригодной для жизни?

На Земле идут параллельно два процесса, обеспечивающие существование биосферы: окисление углерода кислородом, (условно животными) и обратный процесс, разложение углекислого газа на кислород и углерод (растениями). в случае с фтором не понятно какой процесс будет возвращать фтор в атмосферу.

[Kweni]

Вообще-то фтор как аналог кислорода и фтороводород как аналог воды очень часто встречаются в рассуждениях о возможных разновидностях жизни.
Но вот это утверждение с точки зрения химии совершенно неверно: «Фтор гораздо более сильный окислитель, чем кислород - следовательно, его концентрация должна быть сильно меньше.»

Эти утверждения в данной теме тоже неверны:
«гелий --легкий и поэтому быстро покидает планету.... атмосфере будет сложно удержаться.» – это зависит от массы планеты. Достаточно всего две массы Земли – и гелий прекрасно удержится. А на мелкой легкой планете не удержится, да.
«Фтор-весьма ядовитый газ.» – ядовитость условна. То, что ядовито для земных организмов, будет совсем неядовито для организмов, развившихся на планете с фторной атмосферой.
«Многие соединения хлора агрессивны. Вроде соляной кислоты, перхлората аммония. А типохлорит натрия входит в состав отбеливателей.... Не думаю, что его высокая концентрация в атмосфере совместима с какой-либо жизнью.» – многие соединения кислорода тоже агрессивны, например, надпероксид натрия, тем не менее это не мешает жизни в кислородной атмосфере.
 

[Golossvyshe]

Подобная возможность (жизни во фторной атмосфере) весьма интересно и обстоятельно описана в повести Ивана Ефремова "Сердце Змеи"

При всём моём уважении к Иван Антонычу, в данном вопросе он полностью не прав.

ЕСТЕСТВЕННЫХ планет с фторной атмосферой быть не может, никогда, нигде и в принципе.
Вот, навскидку
https://kosmos-x.net.ru/_fr/32/s2781235.jpg
элементный состав земной коры.

Кислород - 47,2 %, фтор - 0,027.
И это не какая-то случайность, а прямое следствие нуклеосинтеза в недрах звёзд.

Так что вышеупомянутым "фторным людям" можно даже ни секунды не сомневаться - их планета есть продукт могучей астроинженерии неких сверхцивилизантов (богов без кавычек, при таком-то уровне!), и сами они их детища.

Вот такой зверский эксперимент.

[Geen]

ЕСТЕСТВЕННЫХ планет с фторной атмосферой

Естественных планет и с кислородной атмосферой не бывает - кислород в атмосфере Земли лишь следствие жизнедеятельности синезелёных...

[Грехов Михаил]

«гелий --легкий и поэтому быстро покидает планету.... атмосфере будет сложно удержаться.» – это зависит от массы планеты. Достаточно всего две массы Земли – и гелий прекрасно удержится. А на мелкой легкой планете не удержится, да.
«Фтор-весьма ядовитый газ.» – ядовитость условна. То, что ядовито для земных организмов, будет совсем неядовито для организмов, развившихся на планете с фторной атмосферой.
«Многие соединения хлора агрессивны. Вроде соляной кислоты, перхлората аммония. А типохлорит натрия входит в состав отбеливателей.... Не думаю, что его высокая концентрация в атмосфере совместима с какой-либо жизнью.» – многие соединения кислорода тоже агрессивны, например, надпероксид натрия, тем не менее это не мешает жизни в кислородной атмосфере.

1. Двух масс Земли явно будет маловато. у воздуха молярная масса 29. скажем еще бы поверил, если бы гелий был бы массой около 16.... но он массой 4. То есть в 7 раз легче воздуха. Пары Земель точно не хватит.

Насчет всего остального -тоже еще по воде вилами писано. Эту другую жизнь на других принципах надо еще вообразить. На нашей планете полно экстремофилов, но не до такой степени, чтобы использовать совсем иные принципы. Типа построить жизнь без белков, РНК, ДНК, митохондрий и проч. И как мне кажется на любой планете законы химии не обманешь. Еще и в плане энергетических/обменных процессов и экзотермических реакций.

[Golossvyshe]

ЕСТЕСТВЕННЫХ планет с фторной атмосферой

Естественных планет и с кислородной атмосферой не бывает - кислород в атмосфере Земли лишь следствие жизнедеятельности синезелёных...

Земля - тоже астроинженерное творение ?

Не придирайтесь зря, право. Вы же поняли, о чём речь...

[Kweni]

ЕСТЕСТВЕННЫХ планет с фторной атмосферой быть не может, никогда, нигде и в принципе.
Вот, навскидку
https://kosmos-x.net.ru/_fr/32/s2781235.jpg
элементный состав земной коры.
Кислород - 47,2 %, фтор - 0,027.
И это не какая-то случайность, а прямое следствие нуклеосинтеза в недрах звёзд.

Есть звёзды, в которых наблюдается сильное расслоение, приводящее к обогащению отдельных слоёв различными элементами а иногда даже и изотопами. Например, в звезде 3 Кентавра А 83% гелия – это редкий изотоп гелий-3, обычно присутствующий в виде небольшой примеси. Наблюдаются обогащения галлием, криптоном, технецием и др. Совершенно нетрудно представить себе звезду с обогащением фтором, которая сбрасывает оболочку в виде планетарной туманности, далее материал из этой туманности входит в состав формирующейся звёздно-планетной системы, и образуются планеты, в которых больше фтора, чем кислорода. Во всяком случае, возможность подобного сценария нельзя голословно отрицать.

Двух масс Земли явно будет маловато. у воздуха молярная масса 29. скажем еще бы поверил, если бы гелий был бы массой около 16.... но он массой 4. То есть в 7 раз легче воздуха. Пары Земель точно не хватит.

В формуле молярная масса стоит под знаком корня, поэтому скорость атомов гелия всего в 2,6 раз больше скорости молекул азота.
В результате даже с Земли гелий улетучивается настолько медленно, что образует заметную примесь в атмосфере.

[Klapaucius]

Фтор - как-то хило как окислитель, по встречаемости элемента. Вот если вспомнить про углеводороды, этиловый спирт чем не окислитель в атмосфере? Давно хотел создать такую тему,  про планету с парами спирта вместо кислорода.

[Грехов Михаил]

Спирт сам окисляется в кислороде. Посему скорее это восстановитель, чем окислитель.

[Golossvyshe]

Есть звёзды, в которых наблюдается сильное расслоение, приводящее к обогащению отдельных слоёв различными элементами а иногда даже и изотопами. Например, в звезде 3 Кентавра А 83% гелия – это редкий изотоп гелий-3,

Ого!

Можно ссылочку на источник?

Если это не инструментальная ошибка - звёздочка прямой кандидат в мой список космических чудес.

[Kweni]

Можно ссылочку на источник?

  Пожалуйста:
«Физика космоса», энциклопедия под ред. Р.Сюняева, М, 1986, с. 26
или английский источник:
http://stars.astro.illinois.edu/sow/3cen.html

[AlexAV]

и образуются планеты, в которых больше фтора, чем кислорода.

Для возможности существования фторной атмосферы этого мало. Проблема в том, что фтор плавиковой кислоты вытесняет кислород из большинства оксидов. Т.е. даже в том случае, если фтора будет намного больше, чем кислорода - кора планеты будет состоять из фторидов, а вот океан из водного раствора кремнефтористоводородной кислоты (в атмосфере практически неизбежно будет огромное количество летучего тетрафторида кремния). Причём в форме воды в этом случае будет находиться большая часть кислорода на планете.

Т.е. в данных условиях если на планете будет океан (а иначе о какой жизни речь?), то в его состав практически неизбежно будет входить и вода (причём скорее всего она будет доминирующей компонентой). Представить условия, при которых может образоваться океан безводного фтороводорода практически невозможно. А наличие воды исключает возможность накопления фтора в атмосфере, просто по той причине, что фтор реагирует с водой. В итоге даже если местный экзотический фотосинтез даже и будет производить элементарный фтор, то в атмосфере всё равно будет накапливаться не фтор, а кислород (фториды кислорода, образующиеся при реакции воды со фтором малостабильны и будут в конечном итоге давать собственно кислород).

P.S. Можно придумать правда экзотический случай, когда в составе планеты O<C<<F. В этом случае можно представить ситуацию, когда почти весь кислород на планете будет связан в атмосфере в виде СOF2, в этом случае океан на поверхности может состоять и из безводного фтороводорода. Правда ситуация, когда два чётно-чётных "магических" элемента менее распространены, чем нечётный... это даже не фантастика, а фэнтези. Без прямого вмешательства сверхцивилизации здесь никак не обойтись...

[Geen]

Причём в форме воды в этом случае будет находиться большая часть кислорода на планете.

Например на Венере

[AlexAV]

Например на Венере

На Венере, как и на всех планетах земной группы - большая часть кислорода находится в форме оксидов в литосферы и мантии. А в контексте темы существенно, что такая литосфера несовместима с наличием свободного фтора в атмосфере (оксид кремния и большинство алюмосиликатов с элементарным фтором реагируют), фторная атмосфера возможна только для планеты с совершенно иным составом литосферы и соответственно иной геохимией кислорода.

[Kweni]

Можно придумать правда экзотический случай, когда в составе планеты O<C<<F. В этом случае можно представить ситуацию, когда почти весь кислород на планете будет связан в атмосфере в виде СOF2, в этом случае океан на поверхности может состоять и из безводного фтороводорода. Правда ситуация, когда два чётно-чётных "магических" элемента менее распространены, чем нечётный... это даже не фантастика, а фэнтези.

Чётно-чётное и магическое обеспечивают доминирование кислорода в среднем по галактике. Местные естественные процессы разделения веществ могут привести к доминированию фтора в небольшой области одной планетной системы. Гелий-4 тоже чётный и магический, но в фотосфере звезды 3 Центавра А больше гелия-3 – это наблюдательный факт, с которым бесполезно спорить.