Fotoquímica y oxidación troposférica
Cómo la luz solar impulsa la producción de radicales reactivos que oxidan y eliminan los gases traza en toda la atmósfera inferior.
Definition
La fotoquímica y oxidación troposférica es el conjunto de reacciones radicales impulsadas por la luz solar que inician y propagan la eliminación química de los gases traza en la atmósfera inferior.
Scope
Cubre las reacciones de fotólisis que generan radicales, la producción del radical hidroxilo a partir de la fotólisis del ozono y el vapor de agua, las cadenas de oxidación del metano y el monóxido de carbono, el ciclo de los radicales hidroperoxilo y peroxilo orgánicos, y el concepto de la capacidad auto-limpiadora oxidante de la atmósfera.
Core questions
- ¿Cómo se produce el radical hidroxilo en la troposfera?
- ¿Por qué el radical hidroxilo es el oxidante dominante a pesar de su ínfima concentración?
- ¿Cómo controlan las cadenas de radicales la vida útil del metano y el monóxido de carbono?
Key theories
- Cadenas de oxidación impulsadas por hidroxilo
- La fotólisis del ozono produce átomos de oxígeno excitados que reaccionan con el vapor de agua para formar el radical hidroxilo, que inicia cadenas de radicales que oxidan la mayoría de los gases traza.
Mechanisms
La luz ultravioleta del sol fotoliza el ozono para producir oxígeno atómico excitado, una fracción del cual reacciona con el vapor de agua para formar dos radicales hidroxilo. El hidroxilo reacciona rápidamente con el monóxido de carbono, el metano y los compuestos orgánicos volátiles, produciendo radicales hidroperoxilo y peroxilo orgánicos que reaccionan con el óxido nítrico y reciclan el hidroxilo, manteniendo la cadena oxidante. La concentración de hidroxilo en estado estacionario, aunque solo de aproximadamente un millón de moléculas por centímetro cúbico, establece la vida útil atmosférica de la mayoría de los gases traza reactivos.
Clinical relevance
La capacidad oxidante del radical hidroxilo determina cuánto tiempo persisten los contaminantes y los gases de efecto invernadero como el metano, un control clave sobre la calidad del aire y el clima.
History
El cálculo de Hiram Levy en 1971 de que la troposfera limpia mantiene concentraciones sustanciales de radicales hidroxilo, basándose en las ideas de Crutzen y otros, estableció la comprensión moderna de la capacidad oxidante de la atmósfera.
Key figures
- Hiram Levy
- Paul Crutzen
Related topics
Seminal works
- levy1971
- seinfeldPandis2016
Frequently asked questions
- ¿Por qué se llama al radical hidroxilo el detergente de la atmósfera?
- Porque reacciona e inicia la descomposición de casi todos los gases traza reactivos, limpiando la atmósfera de contaminantes a pesar de estar presente solo en cantidades traza.