LANE SILVIA IRENE
Congresos y reuniones científicas
Título:
Evidencia experimental de la formaci¨®n de HNO3 en la reacci¨®n HO2 + NO: efecto del vapor de H2O a diferentes presiones
Autor/es:
PABLO DALMASSO, SILVIA LANE, NADIA BUTKOVSKAYA, GEORGES LE BRAS
Lugar:
C¨®rdoba
Reunión:
Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoqu¨ªmica y Qu¨ªmica Inorg¨¢nica; 2011
Institución organizadora:
Asociaci¨®n Argentina de Investigaci¨®n Fisicoqu¨ªmica
Resumen:

El destino atmosf¨¦rico de los radicales HOx (HOx = OH¡¤ y HO2¡¤) tiene un marcado

efecto sobre la habilidad de la atm¨®sfera en la producci¨®n o destrucci¨®n de ozono. La

generaci¨®n de radicales HOx puede estar limitada, principalmente, por la reacci¨®n de los

radicales OH¡¤ y HO2¡¤ con NOx dando origen a ¨¢cido n¨ªtrico (HNO3). Estas reacciones, las

cuales act¨²an como reacciones de terminaci¨®n que remueven HOx y NOx del ciclo

radicalario de generaci¨®n de ozono, ejercen una influencia directa sobre la

interconversi¨®n catal¨ªtica de los radicales HOx, la producci¨®n eficiente de O3 y la

oxidaci¨®n de compuestos org¨¢nicos vol¨¢tiles y CO. Recientemente Butkovskaya et al.1 y

Cariolle et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

x (HOx = OH¡¤ y HO2¡¤) tiene un marcado

efecto sobre la habilidad de la atm¨®sfera en la producci¨®n o destrucci¨®n de ozono. La

generaci¨®n de radicales HOx puede estar limitada, principalmente, por la reacci¨®n de los

radicales OH¡¤ y HO2¡¤ con NOx dando origen a ¨¢cido n¨ªtrico (HNO3). Estas reacciones, las

cuales act¨²an como reacciones de terminaci¨®n que remueven HOx y NOx del ciclo

radicalario de generaci¨®n de ozono, ejercen una influencia directa sobre la

interconversi¨®n catal¨ªtica de los radicales HOx, la producci¨®n eficiente de O3 y la

oxidaci¨®n de compuestos org¨¢nicos vol¨¢tiles y CO. Recientemente Butkovskaya et al.1 y

Cariolle et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

x puede estar limitada, principalmente, por la reacci¨®n de los

radicales OH¡¤ y HO2¡¤ con NOx dando origen a ¨¢cido n¨ªtrico (HNO3). Estas reacciones, las

cuales act¨²an como reacciones de terminaci¨®n que remueven HOx y NOx del ciclo

radicalario de generaci¨®n de ozono, ejercen una influencia directa sobre la

interconversi¨®n catal¨ªtica de los radicales HOx, la producci¨®n eficiente de O3 y la

oxidaci¨®n de compuestos org¨¢nicos vol¨¢tiles y CO. Recientemente Butkovskaya et al.1 y

Cariolle et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

2¡¤ con NOx dando origen a ¨¢cido n¨ªtrico (HNO3). Estas reacciones, las

cuales act¨²an como reacciones de terminaci¨®n que remueven HOx y NOx del ciclo

radicalario de generaci¨®n de ozono, ejercen una influencia directa sobre la

interconversi¨®n catal¨ªtica de los radicales HOx, la producci¨®n eficiente de O3 y la

oxidaci¨®n de compuestos org¨¢nicos vol¨¢tiles y CO. Recientemente Butkovskaya et al.1 y

Cariolle et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

x y NOx del ciclo

radicalario de generaci¨®n de ozono, ejercen una influencia directa sobre la

interconversi¨®n catal¨ªtica de los radicales HOx, la producci¨®n eficiente de O3 y la

oxidaci¨®n de compuestos org¨¢nicos vol¨¢tiles y CO. Recientemente Butkovskaya et al.1 y

Cariolle et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

x, la producci¨®n eficiente de O3 y la

oxidaci¨®n de compuestos org¨¢nicos vol¨¢tiles y CO. Recientemente Butkovskaya et al.1 y

Cariolle et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

et al.1 y

Cariolle et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

et al.2 han descripto el impacto de la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú HNO3 + M¡±

sobre la composici¨®n qu¨ªmica de la trop¨®sfera, el cual podr¨ªa ser m¨¢s significativo si se

considera la potencial influencia positiva de la presencia de vapor de agua mientras dicha

reacci¨®n tiene lugar.3

3

En el presente estudio experimental se describe el efecto de la presencia de

vapor de agua en la formaci¨®n de ¨¢cido n¨ªtrico a trav¨¦s de la reacci¨®n HO2¡¤ + NO en fase

gaseosa. Dicho estudio fue llevado a cabo a temperatura ambiente y en el intervalo de

presi¨®n de 200-600 Torr empleando un sistema de amplificaci¨®n qu¨ªmica en presencia de

CO y O2. Los experimentos fueron realizados en un tubo de flujo turbulento acoplado a

un espectr¨®metro de masas de ionizaci¨®n qu¨ªmica, montado y puesto a punto en el

Instituto de Combusti¨®n, Aerot¨¦rmica, Reactividad y Medio Ambiente (ICARE-CNRS),

ubicado en la ciudad de Orl¨¦ans (Francia).

La dependencia del canal de formaci¨®n de HNO3 con la humedad a cada presi¨®n

fue medida introduciendo diferentes concentraciones de vapor de agua en el reactor a

una posici¨®n fija del inyector m¨®vil, generalmente 40 cm, y manteniendo constante la

velocidad de flujo del gas portador principal N2 y de los reactantes. Debido al fuerte

impacto del agua en los procesos de detecci¨®n, se llevaron a cabo experimentos

complementarios utilizando agua deuterada (D2O) con el objeto de clarificar la ¡°real¡±

influencia del agua en la producci¨®n de HNO3.

Los resultados obtenidos indican que la concentraci¨®n de HNO3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2¡¤ + NO en fase

gaseosa. Dicho estudio fue llevado a cabo a temperatura ambiente y en el intervalo de

presi¨®n de 200-600 Torr empleando un sistema de amplificaci¨®n qu¨ªmica en presencia de

CO y O2. Los experimentos fueron realizados en un tubo de flujo turbulento acoplado a

un espectr¨®metro de masas de ionizaci¨®n qu¨ªmica, montado y puesto a punto en el

Instituto de Combusti¨®n, Aerot¨¦rmica, Reactividad y Medio Ambiente (ICARE-CNRS),

ubicado en la ciudad de Orl¨¦ans (Francia).

La dependencia del canal de formaci¨®n de HNO3 con la humedad a cada presi¨®n

fue medida introduciendo diferentes concentraciones de vapor de agua en el reactor a

una posici¨®n fija del inyector m¨®vil, generalmente 40 cm, y manteniendo constante la

velocidad de flujo del gas portador principal N2 y de los reactantes. Debido al fuerte

impacto del agua en los procesos de detecci¨®n, se llevaron a cabo experimentos

complementarios utilizando agua deuterada (D2O) con el objeto de clarificar la ¡°real¡±

influencia del agua en la producci¨®n de HNO3.

Los resultados obtenidos indican que la concentraci¨®n de HNO3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2. Los experimentos fueron realizados en un tubo de flujo turbulento acoplado a

un espectr¨®metro de masas de ionizaci¨®n qu¨ªmica, montado y puesto a punto en el

Instituto de Combusti¨®n, Aerot¨¦rmica, Reactividad y Medio Ambiente (ICARE-CNRS),

ubicado en la ciudad de Orl¨¦ans (Francia).

La dependencia del canal de formaci¨®n de HNO3 con la humedad a cada presi¨®n

fue medida introduciendo diferentes concentraciones de vapor de agua en el reactor a

una posici¨®n fija del inyector m¨®vil, generalmente 40 cm, y manteniendo constante la

velocidad de flujo del gas portador principal N2 y de los reactantes. Debido al fuerte

impacto del agua en los procesos de detecci¨®n, se llevaron a cabo experimentos

complementarios utilizando agua deuterada (D2O) con el objeto de clarificar la ¡°real¡±

influencia del agua en la producci¨®n de HNO3.

Los resultados obtenidos indican que la concentraci¨®n de HNO3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

3 con la humedad a cada presi¨®n

fue medida introduciendo diferentes concentraciones de vapor de agua en el reactor a

una posici¨®n fija del inyector m¨®vil, generalmente 40 cm, y manteniendo constante la

velocidad de flujo del gas portador principal N2 y de los reactantes. Debido al fuerte

impacto del agua en los procesos de detecci¨®n, se llevaron a cabo experimentos

complementarios utilizando agua deuterada (D2O) con el objeto de clarificar la ¡°real¡±

influencia del agua en la producci¨®n de HNO3.

Los resultados obtenidos indican que la concentraci¨®n de HNO3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2 y de los reactantes. Debido al fuerte

impacto del agua en los procesos de detecci¨®n, se llevaron a cabo experimentos

complementarios utilizando agua deuterada (D2O) con el objeto de clarificar la ¡°real¡±

influencia del agua en la producci¨®n de HNO3.

Los resultados obtenidos indican que la concentraci¨®n de HNO3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2O) con el objeto de clarificar la ¡°real¡±

influencia del agua en la producci¨®n de HNO3.

Los resultados obtenidos indican que la concentraci¨®n de HNO3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

3.

Los resultados obtenidos indican que la concentraci¨®n de HNO3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

3 aumenta

linealmente con el incremento de la concentraci¨®n de agua, presentando un incremento

de 7 a 11 veces en el rango de presi¨®n de 200 a 600 Torr, si consideramos una humedad

relativa del 50% ([H2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2O] ¡Ö 3,5 x 1017 mol¨¦culas cm-3) a 298 K. Tal incremento puede ser

racionalizado por la reacci¨®n del NO con el complejo HO2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2H2O enlazado por puentes de

hidr¨®geno. Considerando un mecanismo ¡°chaperona¡± en el cual el H2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2O presente en el

complejo HO2H2O es eyectada del intermediario ¡°HOONO¡± naciente, llev¨¢ndose consigo

una porci¨®n de energ¨ªa, lo que conlleva a una reducci¨®n de la energ¨ªa del ¡°HONO2¡±

excitado, el cual se genera cuando dicho intermediario isomeriza. Tal ¡°secuestro¡± de

energ¨ªa parece favorecer la estabilizaci¨®n del ¡°HONO2¡±, por lo que es de esperarse un

aumento de la producci¨®n de HNO3.

El an¨¢lisis de los resultados permite indicar que la reacci¨®n ¡°HO2¡¤ + NO + M ¡ú

2H2