Введение в химию окружающей среды / Андруз Дж. и др.- М:. Мир, 1999-53-57с., ил.
Реакции в фотохимическом смоге
Реакции, в которые входят оксиды азота (NO и
NO2), лежат в основе фотохимического смога:
NO2+hv(менее 310 нм)=O(г) (1)
O(г)+O2+M(г)=O3+M(г)
(2)
O3(г)+NO(г)=O2(г)+NO2(г) (3)
Традиционно эти процессы, в ходе которых разрушается и образуется диоксид азота
(NO2), представляют в виде некоего равновесия, описываемого константой равновесия, связывающей парциальные давления двух оксидов азота и О3:
K=pNO*pO3/pNO2
(4)
Если бы мы увеличили концентрацию NO2 (таким образом, чтобы при этом не использовался О3), тогда равновесие поддерживалось бы за счет увеличения концентрации О3. Это происходит в фотохимическом смоге через посредничество радикалов гидроксила (ОН) в процессе окисления углеводородов. Рассмотрим метан (СН4) в качестве простого примера этого процесса:
OH(г)+CH4(г)=H20(г)+CH3(г)(5)
CH3(г)+O2(г)=CH3O2(г)
(6)
CH3O2(г)+NO(г)=CH3O(г)+NO2 (7)
CH3O(г)+O2(г)=HCOH(г)+HO2(г) (8)
HO2(г)+NO(г)=NO2(г)+OH(г)(9)
Эти реакции показывают превращение оксида азота (NO) в
NO2 и простого алкана типа СН4 в альдегид, в данном случае формальдегид (НСОН). Заметим, что радикал ОН восстанавливается, поэтому может считаться в некотором роде катализатором. Несмотря на то, что реакция протекает в фотохимическом смоге, воздействие радикала ОН на большие и более сложные органические молекулы более быстрое. Альдегиды также могут претерпевать воздействие радикалов ОН:
CH3CO(R)+O2(R)=CH3COO2(R)
(11)
CH3COO2(R)+NO(R)=NO2(R)+CH3CO2(R) (12)
CH3CO2(R)=CH3(R)+CO2(R)
(13)
Метил-радикал (СН3) из уравнения (13) может возвращаться в уравнение (6).
Важным дополнением к этому ряду реакций является следующая:
CH3COO2(R)+NO2(R)=CH3COO2NO2
(14)
приводящая к образованию раздражающего глаза пероксиацетилнитрата (ПАН).