Los investigadores ahora pueden discriminar entre los radicales hidroperoxialquilo no identificados previamente encontrados en las primeras etapas del proceso de combustión de compuestos similares, gracias a los datos de la Fuente de luz avanzada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Además, los investigadores pueden medir directamente la reactividad QOOH.Los experimentos de caracterización y medición se confirmaron mediante cálculos detallados del mecanismo de reacción.
Estos resultados experimentales y teóricos combinados sirven como un punto de referencia crítico para futuros cálculos y predicciones de modelos de toda la familia de reacciones químicas de ignición. Los modelos más precisos acelerarán la producción de motores de combustión cada vez más eficientes y proporcionarán una base científica que informa las decisiones políticas con respecto a los impactosun clima cambiante puede tener en nuestra seguridad nacional.
La reacción de combustión neta en el papel es muy sencilla: el oxígeno reacciona con los hidrocarburos para formar agua y dióxido de carbono. Sin embargo, los intrincados detalles de cómo se rompen y se forman todos los enlaces durante la reacción son extremadamente complicados. Los investigadores ahora han detectado directamente un problema críticopieza del rompecabezas de la combustión postulada durante mucho tiempo pero evasiva: los radicales hidroperoxialquilo, también llamados intermedios QOOH, que son el resultado de que el oxígeno unido elimine un átomo de hidrógeno del carbono, oxidando el compuesto orgánico y dejando atrás un radical centrado en el carbono.Las especies y sus interacciones con el oxígeno son responsables de las reacciones en cadena radicales que sostienen la autoignición, o las primeras etapas del proceso de combustión, en los vehículos. Además, estas especies están implicadas en procesos de oxidación atmosférica que pueden formar compuestos de baja volatilidad que típicamente se condensanformar partículas de aerosol.
Los investigadores observaron y midieron directamente la cinética de un intermedio QOOH en la oxidación del 1,3-cicloheptadieno, una molécula que ofrece información sobre los radicales estabilizados por resonancia electrones deslocalizados y los radicales no estabilizados. Los resultados establecen que la estabilización por resonancia dramáticamentecambia la reactividad de QOOH y, por lo tanto, esa oxidación de compuestos orgánicos insaturados compuestos de hidrocarburos con enlaces dobles y / o triples de carbono-carbono puede producir intermedios QOOH excepcionalmente duraderos. El desarrollo de este conocimiento de los intermedios QOOH es crucial para muchos desarrollos futuros, que vandesde modelos climáticos mejorados hasta motores de combustión "limpios".
Departamento de Energía de EE. UU., Oficina de Ciencias, Oficina de Ciencias Básicas de Energía, División de Ciencias Químicas, Geociencias y Biociencias, Programa de Física Química en Fase de Gas.
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Materiales proporcionado por Departamento de Energía, Oficina de Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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