Kinetic study of the gas phase reactions of 2,2,2-trifluoroethanol with clorine atoms and hydroxyl radicals, as a function of temperature and pressure

This item is provided by the institution :

Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

2011 (EN)
Κινητική μελέτη των αντιδράσεων ριζών υδροξυλίου και ατόμων χλωρίυ με 2,2,2,-τριφθοροαιθανόλη στην αέρια φάση. Εξάρτηση από τη θερμοκρασία και την πίεση
Kinetic study of the gas phase reactions of 2,2,2-trifluoroethanol with clorine atoms and hydroxyl radicals, as a function of temperature and pressure

Kounenidakis, Michael
Κουνενιδάκης Μιχάλης Μύρ.

Παπαγιαννακόπουλος, Πάνος

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η κινητική των αντιδράσεων ατόμων χλωρίου (Cl) και ριζών υδροξυλίου (OH) με την 2,2,2-Τριφθορο-αιθανόλη (CF3CH2OH) στην αέρια φάση, χρησιμοποιώντας την τεχνική μέτρησης του συντελεστή σχετικής ταχύτητας του Θερμοστατούμενου Φωτοχημικού Αντιδραστήρα, συζευγμένου με φασματοσκοπία υπερύθρου (Thermostatted PhotoChemical Reactor/Fourier Transformed InfraRed, TPCR/FTIR). Συγκεκριμένα, προσδιορίστηκαν οι συντελεστές ταχύτητας των ανωτέρω αντιδράσεων συναρτήσει πίεσης (P: 30 -700 Torr) και θερμοκρασίας (T: 258-363 K), σε περιβάλλον αζώτου (N2), παρουσία περίσσειας μοριακού O2, ώστε να διασφαλίζεται η αποτελεσματική απομάκρυνση των πρωτογενώς παραγόμενων άλκυλ-ριζών και να περιορίζονται ενδεχόμενες δευτερογενείς αλυσιδωτές διεργασίες. Τα πειραματικά αποτελέσματα κατέδειξαν ότι ο συντελεστής ταχύτητας για την αντίδραση ατόμων Cl με την CF3CH2OH είναι ανεξάρτητος της πίεσης σε εύρος 30 – 700 Torr, ενώ η εξάρτησή του από τη θερμοκρασία περιγράφεται ικανοποιητικά από την έκφραση Arrhenius k(T)=(1.68 ±0.47) ×10-11 exp(-1033.7 ±41.6/T) cm3 molecules--1 s-1, k(298 K) =(5.36 ±0.62) ×10-13 cm3 molecules-1 s-1. Οι αβεβαιότητες αναφέρονται σε επίπεδο εμπιστοσύνης 95 % (2σ) και συμπεριλαμβάνουν εκτιμώμενα συστηματικά σφάλματα των μετρήσεων. Τα τελικά προϊόντα της αντίδρασης που ανιχνεύθηκαν σε τετραπολική φασματομετρία μαζών και υπέρυθρη φασματοσκοπία FTIR, σε συνδυασμό με τη μη εξάρτηση του συντελεστή ταχύτητας της προς αναφορά αντίδρασης από την πίεση υποδεικνύουν ότι οι αντιδράσεις συντελούνται μέσω απευθείας απόσπασης ατόμου υδρογόνου. Επιπλέον, στα πλαίσια της παρούσας διατριβής μετρήθηκε επίσης ο συντελεστής ταχύτητας της αντίδρασης των ριζών OH με την τρίφθορο-αιθανόλη, στην αέρια φάση, σε θερμοκρασία T =298 K και πίεση P =700 Torr, με k(298 K)=(1.04 ±0.1) ×10-13 cm3 molecules-1 s-1. Τέλος, προσδιορίστηκε η ενεργός διατομή απορρόφησης υπερύθρου για τη CF3CH2OH και αποτιμήθηκε η επίδρασή της στο ενεργειακό ισοζύγιο της Γήινης ατμόσφαιρας, και συνακόλουθα η ενδεχόμενη συνδρομή της στην υπερθέρμανση του πλανήτη και την Κλιματική αλλαγή. (EL)
The rate coefficients for the gas phase reactions of 2,2,2-Trifluoroethanol with chlorine atoms and hydroxyl radicals were determined as a function of temperature (258 - 363 K) and pressure (30 – 700 Torr), using the Thermostated PhotoChemical Reactor coupled with FTIR spectroscopy (TPCR-FTIR) method. Experiments were carried out in N2 bath gas, adding excess of O2, in order to efficiently remove primary alkyl-radical products and inhibit secondary chain reactions simulating the atmospheric conditions. The experimental results showed, that reaction rate coefficients, for the Cl reaction, were pressure-independent and very well represented by the Arrhenius expression k(T)=(1.68±0.47)×10-11 exp(-1033.7±41.6/T) cm3 molecules-1 s-1, k(298 K) =(5.36 ±0.62) ×10-13 cm3 molecules-1 s-1. The quoted uncertainties are at 95% level of confidence and include estimated systematic uncertainties of the measurements End-products analysis via quadrupole mass spectrometry and FTIR spectroscopy along with the non pressure dependence of the reaction rate coefficients observed in this work, provide with strong indications that the Cl atom reaction proceeds via direct hydrogen abtraction mechanism within the pressure range experiments performed. Moreover, OH reaction rate coefficient at temperature T=298 K and pressure P=700 Torr was determined to be k(298 K) =(1.04 ±0.1) ×1010-13 cm3molecules-1 s-1. Finally, the infrared cross-section of CF3CH2OH was measured in order to evaluate its impact in atmospheric radiative forcing and to assess its effect on Global Warming and Climate Change. (EN)

Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Climate change
Reference reaction
Relative rate measurment
Αντίδραση αναφοράς
Τεχνική μέτρησης συντελεστή σχετικής ταχύτητας
Rate coefficient
Κλιματική αλλαγή
Συντελεστής ταχύτητας



Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)