Hydroperoxyl

Hydroperoxylový radikál, často označovaný jen jako hydroperoxyl, je vysoce reaktivní radikál složený z dvou atomů kyslíku a jednoho atomu vodíku se souhrnným chemickým vzorcem HO2. V chemii se obvykle označuje jako HO2• – znak bullet zde jako u jiných radikálů označuje nepárový elektron.

Hydroperoxyl

Strukturní vzorec

Prostorový model

Obecné
Systematický název Dioxidanyl
Anglický název hydroperoxyl
Německý název Hydroperoxyl-Radical
Sumární vzorec HO₂
Identifikace
Registrační číslo CAS 3170-83-0
Vlastnosti
Molární hmotnost 32,997 654 Da
Disociační konstanta pKa 4,88[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Tento radikál má velký význam v atmosférické chemii (např. při destrukci ozonu) a v molekulární biologii, kde ovlivňuje např. reakce na lipidové dvouvrstvě.

Vlastnosti a reakce

Hydroperoxylový radikál neexistuje v čisté formě, ale pouze v plynném prostředí (v přírodě v atmosféře) a v roztocích (obecně v elektrolytech).

Ve vodném roztoku je hydroperoxylový radikál v rovnováze se svou konjugovanou zásadou, superoxidovým aniontem:

O2− + H2O ⇌ HO2• + OH−

Disociační konstanta pKa hydroperoxylového radikálu má hodnotu 4,88,[1] a proto je rovnováha této reakce posunuta výrazně vlevo: v roztoku se vyskytuje 99,7 % aniontů O2− a jen 0,3 % nedisociovaného HO2• .

Působení v atmosféře

Hydroperoxylový radikál je díky své vysoké reaktivitě jednou z významných látek v chemii atmosféry, kde se vyskytuje od troposféry až po vrchní část stratosféry a v omezené míře ještě výše.[2] Funguje zde jako jeden z meziproduktů chemických reakcí a celých cyklů.[3]

Vznik hydroperoxylu

Hydroperoxylový radikál může v atmosféře vznikat několika způsoby.[2] Prvním z nich je reakce hydroxylového radikálu s ozonem.

Hydroxylový radikál se vytváří reakcí vodní páry s atomárním kyslíkem (který v atmosféře vzniká např. fotolýzou kyslíku ultrafialovým zářením):

H2O + O• → 2HO•

V dalším korku hydroxylový radikál reaguje s ozonem

HO• + O3 → HO2• + O2

Druhým, obvykle méně významným zdrojem je reakce s produkty fotolýzy aldehydů. Příkladem může být reakce formaldehydu, nejjednoduššího aldehydu (hν zde značí působení světla, v tomto případě ultrafialového záření s vlnovou délkou pod 350 nm).

HCOH + hν → H• + HCO•

Oba produkty reagují s kyslíkem za vzniku hydroperoxylového radikálu:

H• + O2 → HO2•
HCO• + O2 → CO + HO2•

Tato reakce mají význam v troposféře, protože aldehydy do stratosféry prakticky nepronikají.

Další reakcí je oxidace oxidu uhelnatého CO hydroxylovým radikálem

CO + HO• + O2 → CO2 + HO2•

Vzniká také jako meziprodukt při oxidaci alkanů. Příkladem jsou reakce methanu CH4 – nejjednoduššího alkanu: methan se postupně oxiduje až na methoxylový radikál CH3O•, který další oxidací kyslíkem reaguje na formaldehyd HCHO a hydroperoxylový radikál:

CH3O• + O2 → HCHO + HO2•

Reakce

V troposféře i ve stratosféře reaguje hydroperoxylový radikál s oxidem dusnatým NO (který se do ovzduší dostává především při spalování v elektrárnách, domácnostech i ve spalovacích motorech):[4]

NO + HO2• → NO2 + HO•

Tato reakce v troposféře vytváří oxid dusičitý NO2, který je nebezpečný pro lidský organismus i pro životní prostředí. V stratosféře však tento proces odebírá z prostředí oxid dusnatý, který by jinak reagoval s ozonem O3 podle rovnice

NO + O3 → NO2 + O2

a snižoval tak jeho množství v ozonové vrstvě.

V nižší stratosféře a v troposféře reaguje hydroperoxylový radikál přímo s ozonem za vzniku kyslíku a hydroxylového radikálu HO•:

HO2• + O3 → HO• + 2O2

V troposféře je tato reakce jedním ze dvou nejdůležitějších procesů, který snižuje koncentraci škodlivého troposférického ozonu.

Za určitých okolností – především v atmosféře s nízkou koncentrací oxidů dusíku – mohou hydroperoxylové radikály reagovat s hydroxylovým radikálem HO• za vzniku vodní páry a kyslíku[2]

HO2• + HO• → H2O + O2

nebo se slučovat navzájem

2HO2• → H2O2 + O2

kdy vzniká plynný peroxid vodíku H2O2.

Odkazy

Reference
  1. Reactivity of HO2/O2− Radicals in Aqueous Solution. J. Phys. Chem. Ref. Data. 1985, s. 1041–1091. Dostupné online. (anglicky)
  2. MOLDANOVÁ, Jana. Chemie plynné fáze. In: BRANIŠ, Martin; HŮNOVÁ, Iva. Atmosféra a klima. Praha: Nakladatelství Karolinum, 2009. [dále jen MOLDANOVÁ]. ISBN 978-80-246-1598-1. Kapitola Cyklus oxidů vodíku (HOx), s. 105–106.
  3. Hydroperoxyl radical [online]. American Meteorological Society, 25 April 2012 [cit. 2013-08-22]. Dostupné online. (anglicky)
  4. MOLDANOVÁ s. 108

Související články
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.