Degradación de hidrocarburos por contacto con microgotas de agua anóxica

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Química de las superficies
• Ciencia de las interfaces

Sus antecedentes:

• Los aceites son típicamente hidrofóbicos, sin embargo, la presencia de agua acelera su degradación.
• Los efectos químicos directos de las interfaces agua-aceite no se han examinado en gran medida.
• Comprender estas reacciones es crucial para predecir la estabilidad del petróleo y las vías de degradación.

Objetivo del estudio:

• Investigar las consecuencias químicas directas del contacto agua-aceite a nivel de microgotas.
• Identificar los productos formados por la interacción de microgotas acuosas con hidrocarburos.
• Para aclarar el mecanismo que impulsa estas inesperadas transformaciones químicas.

Principales métodos:

• Utilizando la cromatografía de gases, la espectroscopia de resonancia paramagnética de electrones y la espectrometría de masas para la detección de productos.
• Creación de mezclas emulsionadas de agua y hexadecano (C16H34) para simular microgotas de agua-aceite.
• Análisis del origen del gas hidrógeno (H2) producido durante la reacción.

Principales resultados:

• Generación espontánea de dióxido de carbono (CO2), hidrógeno (H2), átomos de hidrógeno (•H) e hidrocarburos de cadena corta (C1-C2) a partir de microgotas de agua y hexadecano.
• Identificación de especies reactivas de oxígeno, incluidos los radicales hidroxilo hidratados y el peróxido de hidrógeno, en la interfaz.
• Confirmación de que el gas hidrógeno se origina en la propia microgotas de agua.

Conclusiones:

• La electrificación de contacto en la interfaz de microgotas de agua-aceite es un motor clave de las reacciones químicas.
• Este fenómeno conduce a la formación de varias especies químicas que anteriormente se pasaron por alto en los estudios de degradación del petróleo.
• La electrificación de contacto interfacial presenta una nueva vía para generar nueva química en las interfaces líquido-líquido.