酸/碱化学
气态氨(NH_3美元)作为基础溶解于水的时候。下面的反应。
NH_3美元(g) + H_2美元O(左)\ rightleftharpoons美元NH_3美元(aq)
NH_3美元(aq) + H_3美元O$ ^ + $(aq)\ rightleftharpoons美元NH美元_4 ^ + $(aq) + H_2美元O(左)
最终的产品是一种铵离子。我们也有气态物种_2美元也没有_2美元在空气中。他们的轭合物溶于水形成酸H_2美元所以_4美元和HNO_3美元(如。美元_4 ^ {2,}$)。
protonized铵和deprotonized酸(例如没有美元_3 ^ -美元不气了。他们也不是固体。他们是溶解离子。
降水和成核
铵阳离子与酸阴离子反应在一个复杂的酸/碱反应形成盐。一个例子是硫酸铵(NH_4美元)_2美元所以_4美元。当浓度较低,仍盐在水中溶解的物种。随着盐浓度的增加,在某种程度上,盐浓缩固体(经过沉淀的解决方案)。盐浓度增加空气中的水滴承担更多的酸和碱的物种。水滴蒸发盐浓度也增加。这导致水滴作为网站的固体盐颗粒的形成。
空气中还包含其他固体超细粒子。认为……灰尘。
所有固体表面在水作为网站促进进一步捕获溶解盐。他们作为质子交换介质,比液相本身。
形成的过程中溶解的固体颗粒或逮捕物种到固体表面被称为成核。成核是增长紧随其后。时的一些固体盐可以另外再溶解条件逆转……如周围在溶液中盐的浓度降低。
下图说明了整个过程使用氨和硝酸(由二氧化氮)。
图片标题:绿颜色的字体的化合物是位于(主要是湿)粒子表面或溶解在水里滴。化合物用黑颜色的字体是气态的。第二个箭头是失踪的箭头连接气体HNO_3美元和particle-boundsHNO_3美元。气体NH_3美元是这个图失踪。
因为有利”其本身就具有交换质子发生在表面或液滴粒子生长有利,而不是再溶解(见下文)。
引用
一个模范粒度分布如下所示(自己的工作(诺依曼,2016,图2.1),但内容基于宋飞和Pandis(2006,图2.7,p.59)基于惠特比和坎特雷尔(1976))。y轴显示粒子的数量(约;请参见图2.2在上面的链接文档详细信息)。
右边的粗颗粒的主要来源是主要的排放颗粒(灰尘,海盐,…)。积累模式粒子主要排放造成的中心部分(细海盐,燃烧过程,…),部分从更小的微粒(艾特肯模式或超细粒子)。实际上,所谓的超细粒子生长成核模式进一步凝聚粒子的大气气态化合物。成核模式缺失(与艾特肯合并模式)。粒子的粒子成核模式,这是由氨和大气酸。
其他来源对于这些粒子成核模式气态有机化合物,肿块在一起形成颗粒。后者粒子也称为SOA(二次有机气溶胶)。异戊二烯是SOA的化合物形式之一。
健康影响
当我们把空气污染燃烧排放(NO_X美元)与空气受到农业排放的影响,我们可以预期的形成硝酸铵粒子(美元NH_4 ^ + $+美元NO_3 ^ -美元)。硝酸铵会刺激眼睛,鼻子和肺。如上所述的评论,我所知,硝酸铵粒子并不如细煤烟颗粒一样有害。但我不是这个领域的专家。
硫酸铵(从二氧化硫美元从燃烧排放)已被证明有负面健康影响呼吸系统也在心血管系统(心脏等;如果足够小的粒子皮尔斯lung-blood障碍)。
超细硝酸铵粒子可以为凝结核进一步的气态化合物,例如VOC(挥发性有机化合物),这可能会影响我们的呼吸系统有害。
笔记
通常,大气粒子不是干球/肿块与水相关的问题但不知何故:水滴与溶解的化合物或固体核心与水附加表面;而化合物可以溶解在水中溶解的类型。
气体酸的大气的生活时间很短,因为他们往往会附加到水(和deprotonize——减少水的pH值)。部分的反应前体酸发生在湿颗粒/滴阶段。例如,大多数生产硫酸(H_2SO_4美元)发生在潮湿的阶段。
博士tl;
因此,我们促进超细的凝结核的生长氨(基)和冷凝/酸的形成。
引用:
- 宋飞和Pandis, 2006:大气化学和物理:从空气污染和气候变化。
- 惠特比卡佩尔,1976:微粒在Proc, Int。相依之环境。参议员和驴。
