Hydroperoxyl

Technology

12 hours ago

Author

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.

Tento radikál má velký význam v atmosférické chemii (např. při destrukci ozonu) a v molekulární biologii, kde ovlivňuje např. +more 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, 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. Funguje zde jako jeden z meziproduktů chemických reakcí a celých cyklů.

Vznik hydroperoxylu

Hydroperoxylový radikál může v atmosféře vznikat několika způsoby. 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). +more : 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): : 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 : HO2• + HO• → H2O + O2

nebo se slučovat navzájem : 2HO2• → H2O2 + O2 kdy vzniká plynný peroxid vodíku H2O2.