Efectos isotópicos del hidrógeno y mecanismo de las descomposiciones de ozono acuoso y peroxono

Área de la Ciencia:

• Química del medio ambiente Química del medio ambiente
• Química de la oxidación Química de la oxidación

Sus antecedentes:

• La reactividad del ozono acuoso (O3) se ve reforzada por el peróxido de hidrógeno (H2O2), pero los mecanismos subyacentes no están claros.
• A menudo se propone un mecanismo de cadena radical que involucra radicales hidroxilo (.OH) y superóxido (.O2-) para la descomposición del ozono en presencia de H2O2.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los mecanismos de reacción del ozono acuoso y el peróxido de hidrógeno.
• Aclarar el papel de las vías radicales frente a las no radicales en el sistema de peroxona.

Principales métodos:

• Estudios cinéticos utilizando los efectos del isótopo del disolvente H2O/D2O.
• Comparación de las tasas experimentales de descomposición del ozono con las predicciones de los mecanismos de la cadena radical.

Principales resultados:

• Los mecanismos radicales predicen con precisión la descomposición del ozono en H2O, pero la sobreestiman en el peróxido (O3 + H2O2).
• Los experimentos de deuteración con disolventes indican que los productos radicales no se forman a partir de la reacción de ozono + anión hidroperoxido (HO2-).
• Un gran efecto de isótopo cinético (KIE) en el sistema de peroxón apunta a una reacción de transferencia de hidruro no radical entre el ozono y HO2-, formando HO3- y O2.

Conclusiones:

• El aumento de la reactividad del ozono por H2O2 en el sistema de peroxón es impulsado principalmente por un mecanismo de transferencia de hidruro no radical, no por reacciones en cadena de radicales.
• La especie HO3- formada puede estar relacionada con el trióxido bactericida recientemente identificado.