Producción directa de organosulfatos a partir de interacciones de terpenoides-SO2 en la fase acuosa

Área de la Ciencia:

• Química atmosférica
• Ciencia de aerosoles
• Geoquímica orgánica

Sus antecedentes:

• Los organosulfatos (OS) son componentes cruciales de los aerosoles orgánicos secundarios (SOA).
• Una porción significativa de la masa de SOA ambiental sigue sin explicación química.
• Los terpenoides biogénicos son compuestos orgánicos volátiles abundantes en la atmósfera.

Objetivo del estudio:

• Investigar la reacción directa del dióxido de azufre disuelto (SO2) con terpenoides biogénicos.
• Cuantificar las tasas de formación de organosulfatos (OS) a través de esta vía novedosa.
• Evaluar la contribución de esta reacción a la carga atmosférica de organosulfatos y a las propiedades de los aerosoles.

Principales métodos:

• Espectrometría de masas con ionización por electrospray (ESI-MS) para la identificación de productos.
• Experimentos cinéticos en diversas mezclas de disolventes (acetonitrilo/agua) para determinar las constantes de velocidad.
• Estudios dependientes del pH para simular condiciones de agua en nubes y aerosoles.

Principales resultados:

• La reacción directa de SO2 con terpenoides (α-pineno, β-pineno, d-limoneno, β-cariofileno, α-terpineol) forma OS sin oxidantes tradicionales.
• Constante de velocidad de segundo orden para α-pineno + SO2 determinada como 4.0 ± 0.9 M⁻¹s⁻¹ en 50% de acetonitrilo/agua, aumentando con el contenido de agua.
• Las velocidades de reacción a pH 3-5 (condiciones de nube/aerosol) son significativas (60-80 M⁻¹s⁻¹ para α-pineno), comparables a las vías de oxidantes conocidas.

Conclusiones:

• La reacción directa de SO2 disuelto con terpenoides es una vía viable para la formación de OS en fases condensadas atmosféricas.
• Este mecanismo puede explicar una fracción sustancial de la masa de SOA inexplicada.
• La incorporación de esta química en los modelos mejorará las predicciones de la composición de los aerosoles, la acidez y el impacto climático.