POWSTAWANIE KWASU AZOTOWEGO (V) W ATMOSFERZE (DZIEŃ I NOC)

Kwas azotowy (V) jest istotnym czynnikiem zakwaszającym opad atmosferyczny. Powstaje z tlenków azotu, które w dużym stopniu pochodzą z reakcji spalania.

Emisja tlenku azotu (II) do atmosfery:

Chemia tlenku azotu (II) w czasie dnia:

NO jest utleniany przez O2, O3 lub ROO• (rodnik nadtlenkowy, R- grupa alkilowa), np.: NO + O3 NO2 + O2

NO2 bierze z kolei udział w tworzeniu ozonu O3 i rodników hydroksylowych •OH. Np. reakcja fotochemiczna:

NO2 + hv NO + [O]•

[O]• + O2 O3

W procesach tych tlenek azotu jest regenerowany, może więc ponownie brać udział w powstawaniu ozonu.

Tlenki azotu wraz z tlenkami węgla i węglowodorami są prekursorami do powstania smogu fotochemicznego (mieszanina ozonu, aldehydów, ketonów i PAN)

NOx wykazuje ograniczony czas przebywania w atmosferze, co hamuje zjawisko narastania smogu. Głównym mechanizm usuwania NOx z atmosfery jest ich przemiana w HNO3:
NO2 + •OH + M HNO3 + M przy czym M jest jakimś trzecim ciałem.

W reakcji jako substraty występują częściowo produkty procesów fotochemicznych, zachodzi więc ona głównie w czasie dnia.

Chemia tlenku azotu (II) w czasie nocy:

Po zachodzie słońca w reakcji tworzenia HNO3 bierze udział rodnik tritlenku azotu •NO3, który tworzy się zarówno w czasie dnia, jak i w nocy, ale nagromadza się jedynie w nocy, gdyż ulega zniszczeniu w wyniku fotolizy.

Tworzenie •NO3:

NO2 + O3 •NO3 + O2

Rozkład •NO3:

•NO3 + NO2 NO + NO2 + O2

•NO3 + NO 2NO2

Powstawanie HNO3

•NO3 + NO2 N2O5

N2O5 + H2O 2HNO3

Rodnik •NO3 podobnie jak •OH, inicjuje sekwencję reakcji rozpoczynając od oderwania atomu H. Tworzy się HNO3:

z aldehydami: •NO3 + RCHO RCO• + HNO3

z alkanami: •NO3 + RH •R + HNO3

R- grupa alkilowa

Usuwanie HNO3

HNO3 usuwany jest z atmosfery zarówno jako suchy, jak i mokry opad atmosferyczny i jest jednym z głównych czynników zwiększającym ich kwasowość. W reakcji z amoniakiem: NH3 + HNO3 NH4NO3 azotan (V) amonu może działać jako zarodek kondensacji dla kropel wody.