Estudios de procesos químicos en la atmosfera : mecanismos de reacción y caracterización de compuestos de posible existencia atmosférica

Abstract

El presente trabajo de tesis aborda el estudio de peroxinitratos (ROONO2) tanto hidrogenados como fluoroados, compuestos que son de interés atmosférico porque actúan como reservorios de radicales peróxido (ROO) y NO2, que pueden formarse en la degradación de compuestos emitidos a la atmósfera por fuentes tanto biogénicas como antropogénicas, en lugares con altos niveles de polución (altas concentraciones de NOx). Se presenta la síntesis y caracterización del peroxietoxi formil nitrato (PEFN) CH3CH2OC(O)OONO2, el cual podría formarse a partir de la degradación del formiato de etilo, un compuesto producido por muchas frutas y verduras, y usado industrialmente como insecticida, fungicida, larvicida y pesticida. También se presenta un detallado estudio de la familia de peroxinitratos alquílicos perfluorados de fórmula general CxF2x+1OONO2 con x=2, 3 y 4 los cuales podrían ser formados en la degradación de hidroclorofluorocarbonos (HCFCs), hidrofluorocarbonos (HFCs) e hidrofluoroeteres (HFEs), compuestos empleados como refrigerantes, agentes limpiadores, emulsionantes y solventes. La síntesis en el laboratorio de esta familia de peroxinitratos se llevó a cabo fotolizando con luz de 254 nm el precursor fluorado adecuado en presencia de O2 y NO2, en tanto que para el PEFN la síntesis se llevo a cabo a través del ataque de átomos de cloro al formiato de etilo, en presencia de O2 y NO2. La caracterización constó de determinaciones cinéticas de la constante de descomposición térmica, para lo cual se empleó espectroscopia IR, cálculos teóricos, determinación del espectro UV del peroxinitrato, determinación de los perfiles de tiempo de vida atmosférico y la comparación de estas propiedades con peroxinitratos conocidos de estructura similar. Por último se presenta el estudio de la constante de velocidad entre los radicales CH3O2 y OH, una reacción que de acuerdo a los resultados obtenidos presenta una constante de velocidad muy rápida, y que si bien hasta el momento no ha sido incluida en los modelos atmosféricos, podría tener un gran impacto en zonas remotas, en los que las concentraciones de NOx son bajas y el tiempo de vida de los radicales peróxido aumenta, haciendo posible otras vías de reacción. El estudio se llevó a cabo mediante espectroscopia de cavidad resonante acoplada a fluorescencia Inducida por Láser. Los resultados obtenidos a largo de esta tesis permitieron una mayor compresión de los mecanismos que operan en la química atmosférica, y aportan nuevos valores de constantes de velocidad de reacciones que puedan ser incluidas en los modelos atmosféricos.