chemia72

SI

40 2. ATMOSFERA

Ramka 2.11

Reakcje w smogu fotochemicznym

Reakcje kluczowe smogu fotochemicznego przebiegają z udziałem tlenków azotu (NO i NO,) i ozonu (O,)

N0_2(g) + hv (długość fali poniżej 310 nm) -> 0_(g) + NO_(g)    (1)

0_(g) + 0_2(g) + M_(g) —> Oj_(g) + M₍g)    (2)

Oj(_g) + NO_(g) —> 0,(_g) + N0₂(_g)    (3)

Ten proces, w którym ditlenek azotu (N0₂) ulega rozkładowi i jest jednocześnie wytwarzany, jest przedstawiany umownie jako rodzaj równowagi, którą opisuje równanie stałej równowagi, uwzględniające ciśnienia cząstkowe dwóch tlenków azotu oraz 0₃

pNO pO_}

K = ‘

pN0₂

(4)

Jeśli zwiększa się stężenie N0₂ (jednak bez wykorzystania 0₃), równowaga może być zachowana, gdy wzrasta stężenie O_v W smogu fotochemicznym następuje to za pośrednictwem rodnika wodorotlenowego (OH) podczas utlenienia węglowodorów. Przedstawimy prosty przykład tego procesu z udziałem metanu

|Ł1

OH(„) + CH.iig, —> H20(g) + CH1(„)	(5)
metan
OH3ii.) + 02(g) —> CH302(g)	(6)
CH30,<g) + NO(g) -* CH30(g, + NO,(g)	(7)
CH30(g) + 02(„, -» HCHO(g) + H02(g)	(8)
H02(g) + NO(g) -»NO:(g) + OH(g)	(9)
Te reakcje przedstawiają konwersję tlenku azotu (NO) do ditlenku azotu (N02), prostego alkanu CH4, do aldehydu, w tym przypadku do formaldehydu (metanalu, HCHO). Rodnik OH odtwarza się w procesie i stąd może być uważany za rodzaj katalizatora. Gdy reakcja przebiega w smogu fotochemicznym, rodnik OH atakuje najszybciej większe i bardziej złożone cząstki. Aldehydy również mogą ulegać działaniu rodnika OH
CH3CHO(g) + OH(g) -> CH,CO(g) + H,0(g> acetaldehyd (aldehyd octowy, elanal)	(10)
CH3CO(g) + 02(g) -» CH3COO,(g)	OD
CH3C002(g)-H- NO(g) —> N02(g) + CH3C02(g)	(12)
CH3C02(g) CH3 + C02(g)	(13)