La metacroleína reacciona con los radicales superóxido producidos por una reacción "similar a Fenton". Esto afecta el forzamiento radiativo atmosférico debido a la formación de hidróxido de hierro insoluble. Crédito:Yu Wang
La reacción de Fenton es una transición química que involucra peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) e iones de hierro, que actúan como catalizador. Este proceso se utiliza para destruir contaminantes peligrosos en las aguas residuales a través de la oxidación. En la atmósfera, una reacción similar, o reacción "similar a Fenton", ocurre continuamente con oxalato férrico ([Fe (III) (C 2 O 4 ) 3 ] 3- ) y aerosoles suspendidos en el aire. Ésta es la reacción química más frecuente que se produce en la atmósfera. La capacidad de oxidación de una partícula está directamente relacionada con su fase, ya sea gaseoso o acuoso, que tiene un impacto importante en la formación de aerosoles orgánicos secundarios (SOA). Por lo tanto, La investigación es necesaria no solo para evaluar la contribución de esta reacción tipo Fenton a la oxidación atmosférica, sino también para mejorar la consistencia de los presupuestos SOA observados en campo y simulados por modelos.
"Generalmente se cree que la contribución de la reacción de Fenton a la oxidación atmosférica proviene de la generación de radicales hidroxilo". dijo el profesor Wenbo Dong del Departamento de Ciencia e Ingeniería Ambiental, Universidad de Fudan. "Los científicos no han abordado con frecuencia el papel de los radicales superóxido, que se considera generalmente como la fuente de peróxido de hidrógeno y radicales hidroxilo ".
Metacroleína (CH 2 =C (CH 3 ) CHO) es el principal producto de oxidación del isopreno (CH 2 =C (CH 3 ) CH =CH 2 ), que es el compuesto orgánico volátil biológico (COV) más abundante en la atmósfera. Puede reaccionar directamente con radicales superóxido para generar SOA. Si bien esta es una reacción común, este proceso muestra que existen otras vías para la oxidación de COV.
"Estudios anteriores creían que los radicales superóxido no reaccionan con la mayoría de los compuestos orgánicos". dijo el profesor Dong.
Algunos COV en la atmósfera pueden reaccionar con radicales superóxido al igual que la metacroleína. Sin embargo, El potencial de producción de SOA a partir de cualquier COV con radicales superóxido y radicales hidroxilo concomitantes es distinto de la reacción de metacroleína. Los investigadores se centraron en el proceso de oxidación de contaminantes orgánicos provocados por estos radicales libres. Descubrieron que el proceso de oxidación está relacionado con el mecanismo de reacción de la materia orgánica que acompaña a estos radicales libres.
Estudios anteriores han demostrado que el cambio en la absorbancia del aerosol acuoso se atribuye a la formación de carbón marrón. Sin embargo, en el caso de fotooxidación de metacroleína con oxalato férrico, El grupo de investigación del Prof. Dong notó un aumento sustancial en la absorbancia de aerosoles sin formación de carbón marrón. Se proporciona un análisis más detallado en su artículo de investigación titulado "Fotooxidación de metacroleína en el sistema acuoso de oxalato de Fe (III) y su implicación atmosférica", publicado en Avances en ciencias atmosféricas .
"Cuando ocurre la reacción similar a Fenton con una alta concentración de hierro, la absorbancia de la solución cambiará significativamente, con la solución volviéndose amarilla ", dijo el profesor Dong." Esta puede no ser la única situación con la metacroleína, ya que puede producir una reacción similar a la de Fenton de otros compuestos orgánicos ".
El profesor Dong continuó, "La formación de hidróxido de hierro insoluble o coloidal aumenta la absorbancia de los aerosoles atmosféricos, afectando el forzamiento radiativo, que se ha pasado por alto durante mucho tiempo ".
