pH Afecta la formación espontánea de H₂O₂ en las interfaces aire-agua

Área de la Ciencia:

• Química de la atmósfera
• Ciencias del medio ambiente
• Química Física

Sus antecedentes:

• La interfaz aire-agua de las micropartículas es una fuente significativa de oxidantes atmosféricos como los radicales hidroxilo (OH) y el peróxido de hidrógeno (H2O2).
• Factores como el tamaño de las gotas, la concentración de sal y el contenido orgánico influyen en la formación de oxidantes, pero el papel de la acidez requiere más investigación.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la acidez en la formación espontánea de peróxido de hidrógeno interfacial en micropartículas acuosas que contienen sal.
• Comprender cómo el pH y el dióxido de carbono disuelto influyen en la producción de H2O2 en la interfaz aire-agua.

Principales métodos:

• Nebulización de soluciones de sulfato de sodio (Na2SO4), cloruro de sodio (NaCl) y bromuro de sodio (NaBr) en un rango de pH de 4 a 9,5.
• Recolección de microgotas y medición de las concentraciones de H2O2 a temperatura (292 ± 1 K) y humedad (90 ± 2%) controladas utilizando gas N2/O2 de ultraalta pureza.
• Adición de CO2 al gas del baño para evaluar su impacto en la formación de H2O2.

Principales resultados:

• La concentración de H2O2 aumentó aproximadamente en un 40% en condiciones alcalinas para las gotas de Na2SO4 y NaCl, lo que indica la producción de OH-.
• La presencia de CO2 disuelto condujo a niveles más bajos de H2O2 a un pH más alto, lo que sugiere que el CO2 interfiere con la producción de H2O2 interfacial.
• La formación de H2O2 en las gotas de NaBr no mostró dependencia del pH o del gas de baño, destacando el papel de Br- como fuente de electrones.

Conclusiones:

• La acidez tiene un impacto significativo en la formación de H2O2 interfacial, con condiciones alcalinas que favorecen la producción de gotas de sulfato y cloruro.
• El CO2 disuelto puede suprimir la formación de H2O2 interfacial al reaccionar con radicales y electrones OH.
• Los iones de bromuro actúan como una fuente de electrones interfacial eficiente, desacoplando la formación de H2O2 del pH y la composición del gas del baño.