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contents 1 대기의 화학적 전이의 형태 2 기체반응 기작 3 광화학 반응 4 기체상 화학반응의 경로 5 대기로부터의 제거 introduction 대기화학(atmospheric chemistry)
대류권과 성층권 사이의 모든 대기층에서 일어나는 화학적인 변화를 포함
대기중에 존재하는 수많은 오염물질이 대류권 뿐만 아니라 전영역과층간의 혼합과
확산을 통해 이동 → 여러가지 화학적 반응을 일으킴
대기화학반응 대류권 성층권 대류권 분자와 라디칼 사이의 매우 복잡한 균일반응 (ex) 광화학스모그 성층권 오존의 생성과 소멸과 같은 반응 1 대기의 화학적 전이의 형태 탄소, 질소, 황 등의 화합물 반응이 대표적
대류권의 hc, no 및 so2가 산화하여 알데하이드, no2, h2so4 등의 산화물을 만들며 이러한
산화종들은 대기중에서 형성된 이차생성물들이 됨
대기중에서 일어나는 화학적 변화 : 산화작용 대기화학반응 광화학적 반응 열적반응
생성물 형성에 영향을 미치는 종을 가진 광자들의 상호작용
생성된 물질은 또 다른 화학반응을 수행
부차적인 화학반응들을 열적 혹은 암 반응이라 함
대기화학전이 기체상(균일상) 액체방울(불균일상)
-액체 방울에 용해된 이산화황의 산화
no2와 o3 등의 이차생성을 형성
산화된 물질이 응축되면 기체와 입자간 전환이 일어날 수 있음
2 기체반응 기작
기체상 물질들이 여러가지 화학반응으로 생성되거나 제거되는 과정을 거치게 되므로
화학반응속도를 이해하는 것은 매우 중요 기체반응 기작 단분자 반응 2분자 반응 3분자 반응 화학반응 하나의 분자가 분해 단 하나의 반응물질만이 관여 반응속도는 반응 물질의 농도에 비례 두 개의 분자가 관여 세 개의 분자가 관여 가장 흔한 형태로 두 개의 원자 또는 분자가 관계하는 반응 ex : 오존의 생성반응 2 기체반응 기작
‘m’의 경우 반응제 3인자로서 n2와 같이 화학적으로 안정한 기체가
반응물로서는 작용하지 않지만 화학반응 중에 발생하는 여분의 에너지를 흡수하여 생성물을 안정화시키는 역할을 할 수 있게 하는 물질
3 광화학 반응
대기화학 반응이 일어나는데 요구되는 시간은 열역학에 의존
대기중에서 대부분의 기체상 화학반응들은 새로운 분자를 생성하기 위해 화학결합의
부수적 재배열과 함께 2~3개의 분자충돌을 수반 이분자 반응의 간단한 예 여기서, k a exp(-ea/rt) 속도상수 k는 빈도인자(a) 온도(t) 반응의 활성화에너지(ea)
이상기체상수(r)에 의존하며 빈도인자 a는 대부분의 기체반응에서 차수가 같음
3 광화학 반응 t298k에서 반응속도는 활성에너지의 영향을 크게 받음 ea가 30kj/mol보다 크면 반응속도는 대단히 작고 총괄 반응속도를 제어
활성화 에너지의 함수로서 exp(-ea/rt)의 값(298k)
각 대기화학 반응의 활성화 에너지 처음 세개의 반응에서는 ea가 100kj/mol보다 크지만 마지막 세개에서는 10kj/mol보다 작음 마지막 세 개의 반응들은 자유 라디칼 혹은 원자종의 참여를 수반하고 원자나 자유기를 수반한 반응의 활성화 에너지는 대단히 작으며 짧은 시간에 반응을 일으킴 538
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