Degradación atmosférica del furano y sus derivados por átomos de cloro: Estudio cinético y de productos de reacción
- Autores: Florentina Villanueva García
- Directores de la Tesis: María del Pilar Martín Porrero (dir. tes.), Beatriz Cabañas Galán (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2006
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ernesto Martínez Ataz (presid.), José Albaladejo (secret.), Ian Barnes (voc.), Sergio Alonso Oroza (voc.), Àngels Gonzàlez Lafont (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RUIdeRA
- Resumen
En la baja troposfera, los compuestos orgánicos volatiles (vocs) emitidos a la atmosfera sufren procesos de degradación, tales como la fotolisis y las reacciones de oxidación. En este último caso, las reacciones fotoquímicas están iniciadas por el ataque sobre los vocs del radical oh durante el día, del radical no3 durante la noche y del ozono tanto por el día como por la noche. También existe una contribución de átomos de ci en las áreas costeras donde se generan a partir de aerosoles de sal marina que forman especies fotolizables como ci2, cino, cino2. Puesto que muchos compuestos orgánicos tienen constantes de velocidad para la reacción con átomos de ci de?102 mayores que para la reacción con los radicales oh, indica que las reacciones con átomos de ci en la capa limítrofe marina y también en las regiones costeras podría ser significativa. Los furanos son compuestos heterociclos aromáticos que se emiten a la atmosfera como contaminantes antropogenicos primarios a partir de la combustión de combustibles fósiles, basuras, plantas y especialmente a partir de la quema de biomasa. Estos compuestos tambien son contaminantes secundarios generados a partir de la fotooxidación de hidrocarburos con estructura ch2=ch-cr1=chr2, como 1,3-butadieno, isopreno y 1,3-pentadieno y compuestos aromáticos como tolueno y o-xyleno. Asi, en esta tesis se ha estudiado la oxidación atmosférica de furano y algunos de sus derivados con átomos de cloro. El comportamiento cinético y los productos dse estas reacciones se han estudiado a 298 ? 2 k y 1 atm de presión empleando una técnica relativa para determinar los coeficientes de velocidad. El estudio cinético se ha llevado a cabo utilizando un sistema estático con una bolsa de teflon como reactor y gc-ms/fid como técnicas de separación y detección de especies. El estudio de productos se ha realizado en ausencia e nox empleando dos técnicas diferentes. Primero, con el mismo sistema experimental que el empleado en el estudio cinético pero con la microextracción en fase solida (spme) con sistema de preconcentración. Y en segundo lugar, empleando un foto-reactor de cuarzo con análisis in situ mediante un infrarrojo con transformada de fourier (ftir). La relación de constantes de velocidad para las reacciones de átomos de ci con furano y sus derivados relativos al nonano son las siguientes. Furano (0.41 ? 0.05); 2-metilfurano (0.85 ? 0.03); 3-metilfurano (0.88 ? 0.04); 2-metilfurano (0.95 ? 0.05); y 2,5-dimetilfurano (1.17 ? 0.06). Tomando k (ci + n-nonano)= (4.82 ? 0.14)x1010 cm3molecula-1s-1 las constantes de velocidad absolutas obtenidas (en unidades de x1010 cm3 molecula-1s-1) fueron: furano (2.0 ? 0.2); 2-metilfurano (4.1 ? 0.2); 3-metilfurano (4.2 ? 0.3); 2-etilfurano (4.6 ? 0.3) y 2,5-dimetilfurano (5.7 ? 0.3). La oxidación iniciada por ci de furanos conduce a la formación de compuestos clorados como furanonas cloradas (para furano, 2-metilfurano, 3-metilfurano y 2-etilfurano) cloruros de acido (para 2-metilfurano, 2-etilfurano y 2,5-dimetilfurano) como productos principales. Además, se han obtenido compuestos 1,4-dicarbonilicos insaturados y aldehidos como formaldehido, acetaldehido, furfural, 3-furaldehido, 5-metilfurfural, hci y otros productos. Este estudio muestra que la sustracción del átomo de hidrogeno es pequeña y la adición al doble enlace es el principal camino de reacción (>90%). Este estudio permitió establecer el mecanismo de reacción detallado de cada uno de los furanos seleccionados, los cuales son necesarios para la construcción de modelos atmosféricos.
