揭示了水化过程中硫氧化物反应化学
Jiwoon Ra1, Julie Tolu1, Daniel Rentsch2
1Eawag, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, CH-8600 Dübendorf, Switzerland.
硫氧化物与低酸 (HOCl) 反应,反应速度受分子结构的影响. 这项研究量化了这些反应,并确定了关键的转化产品,为水处理化学提供了洞察力.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 有机化学 有机化学
- 水处理 处理水的方法
背景情况:
- 硫氧化物是常见的环境污染物和中间体.
- 了解它们与低酸 (HOCl) 等消毒剂的反应动力学对于水处理至关重要.
- 之前的研究还没有完全阐明结构-活性关系和反应途径.
研究的目的:
- 为了确定与HOCl.Cl反应的八种模型硫氧化物,特定于物种的第二阶速常量 (kHOCl).
- 为这些反应开发一个定量结构-活性关系 (QSAR) 模型.
- 识别和描述硫氧化物与物种反应过程中形成的主要转化产物.
主要方法:
- 测量速率常数 (kHOCl) 的动力学研究.
- 使用塔夫特 σ* 常数进行定量结构-活动关系 (QSAR) 建模.
- 先进的分析技术包括HPLC-MS/MS,HPLC-ICP-MS/MS和NMR用于产品识别.
主要成果:
- 速率常数 (kHOCl) 在2.7~5.8×103M-1s-1.1之间.
- 一个QSAR模型显示了与电友反应特征的强有力的线性相关性 (R2 = 0.89).
- HOCl是主要的反应物种,Cl2和Cl2O的贡献较小.
- 主要产品包括硫,化硫氧化物,化物和硫酸.
- 硫氧化物通常与相比与反应更快 (kHOCl/kHOBr比率从6到480).
结论:
- 硫氧化物与HOCl的反应主要是电友性,可以通过QSAR预测.
- 鉴定到的转化产物为反应机制提供了洞察力,可能涉及硫离子中间体.
- 与相比,硫氧化物对基消毒剂的反应性更高,除了有利于卡巴尼中间体的化合物外.
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