Nuevo tipo de sustancia extremadamente reactiva descubierta en la atmósfera


por la Universidad de Copenhague


Por primera vez, se ha descubierto en condiciones atmosféricas una clase completamente nueva de compuestos químicos superreactivos. Investigadores de la Universidad de Copenhague, en estrecha colaboración con colegas internacionales, han documentado la formación de los llamados trióxidos, un compuesto químico extremadamente oxidante que probablemente afecta tanto a la salud humana como a nuestro clima global.

El peróxido de hidrógeno es un compuesto químico comúnmente conocido . Todos los peróxidos tienen dos átomos de oxígeno unidos entre sí, lo que los hace altamente reactivos y, a menudo, inflamables y explosivos. Se utilizan para todo, desde blanquear los dientes y el cabello hasta limpiar heridas, e incluso como combustible para cohetes. Pero los peróxidos también se encuentran en la atmósfera .

En los últimos años, se ha especulado sobre si los trióxidos , compuestos químicos con tres átomos de oxígeno unidos entre sí y, por lo tanto, incluso más reactivos que los peróxidos, también se encuentran en la atmósfera. Pero hasta ahora, nunca se ha probado de forma inequívoca.

«Esto es lo que hemos logrado ahora», dice el profesor Henrik Grum Kjærgaard, del Departamento de Química de la Universidad de Copenhague. Kjærgaard es el autor principal del estudio, recién publicado en Science . «El tipo de compuestos que descubrimos son únicos en su estructura. Y, debido a que son extremadamente oxidantes, lo más probable es que produzcan una serie de efectos que aún tenemos que descubrir».

Los hidrotrióxidos (ROOOH), como se les conoce, son una clase completamente nueva de compuestos químicos. Investigadores de la Universidad de Copenhague (UCPH), junto con colegas del Instituto Leibniz para la Investigación Troposférica (TROPOS) y el Instituto Tecnológico de California (Caltech), han demostrado que estos compuestos se forman en condiciones atmosféricas .

Los investigadores también han demostrado que los hidrotrióxidos se forman durante la descomposición atmosférica de varias sustancias conocidas y ampliamente emitidas, incluidos el isopreno y el sulfuro de dimetilo.

«Es bastante significativo que ahora podamos mostrar, a través de la observación directa, que estos compuestos realmente se forman en la atmósfera, que son sorprendentemente estables y que se forman a partir de casi todos los compuestos químicos. Todas las especulaciones ahora deben dejarse de lado», dice. Jing Chen, un doctorado. estudiante del Departamento de Química y segundo autor del estudio.

Los hidrotrióxidos se forman en una reacción entre dos tipos de radicales. Los investigadores esperan que casi todos los compuestos químicos formen hidrotrióxidos en la atmósfera y estiman que su vida útil oscila entre minutos y horas. Esto los hace lo suficientemente estables para reaccionar con muchos otros compuestos atmosféricos.

Presuntamente absorbido en aerosoles

El equipo de investigación también cree que los trióxidos pueden penetrar en diminutas partículas en el aire, conocidas como aerosoles, que representan un peligro para la salud y pueden provocar enfermedades respiratorias y cardiovasculares.

«Lo más probable es que ingresen a los aerosoles, donde formarán nuevos compuestos con nuevos efectos. Es fácil imaginar que se forman nuevas sustancias en los aerosoles que son dañinas si se inhalan. Pero se requiere más investigación para abordar estos posibles efectos en la salud». dice Henrik Grum Kjærgaard.

Si bien los aerosoles también tienen un impacto en el clima, son una de las cosas más difíciles de describir en los modelos climáticos. Y según los investigadores, existe una alta probabilidad de que los hidrotrióxidos afecten la cantidad de aerosoles que se producen.

«Como los aerosoles reflejan y absorben la luz solar, esto afecta el balance de calor de la Tierra, es decir, la proporción de luz solar que la Tierra absorbe y devuelve al espacio. Cuando los aerosoles absorben sustancias, crecen y contribuyen a la formación de nubes, lo que afecta la temperatura de la Tierra». el clima también», dice el coautor y Ph.D. estudiante, Eva R. Kjærgaard.

El efecto del compuesto debe estudiarse más a fondo.

Los investigadores esperan que el descubrimiento de los hidrotrióxidos nos ayude a aprender más sobre los efectos de las sustancias químicas que emitimos.

«La mayor parte de la actividad humana conduce a la emisión de sustancias químicas a la atmósfera. Por lo tanto, el conocimiento de las reacciones que determinan la química atmosférica es importante si queremos poder predecir cómo afectarán nuestras acciones a la atmósfera en el futuro», dice el coautor. y posdoctorado, Kristan H. Møller.

Sin embargo, ni él ni Henrik Grum Kjærgaard están preocupados por el nuevo descubrimiento: «Estos compuestos siempre han existido, simplemente no los conocíamos. Pero el hecho de que ahora tengamos evidencia de que los compuestos se forman y viven por un cierto cantidad de tiempo significa que es posible estudiar su efecto de una manera más específica y responder si resultan ser peligrosos», dice Henrik Grum Kjærgaard.

«El descubrimiento sugiere que podría haber muchas otras cosas en el aire que aún no conocemos. De hecho, el aire que nos rodea es una enorme maraña de reacciones químicas complejas. Como investigadores, debemos mantener la mente abierta si queremos mejorar en la búsqueda de soluciones», concluye Jing Chen.


Más información: Torsten Berndt et al, Formación de hidrotrióxido (ROOOH) en la atmósfera, 

Science (2022). DOI: 10.1126/ciencia.abn6012 . 

ww.science.org/doi/10.1126/science.abn6012



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