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The Carbonate Radical (HCO3·/CO3-·) as a Reactive Intermediate in Water Chemistry: Kinetics and Modelling

1999; Wiley; Volume: 27; Issue: 4 Linguagem: Alemão

10.1002/(sici)1521-401x(199907)27

1521-401X

Th. Umschlag, Hartmut Herrmann,

Atmospheric Ozone and Climate

Acta hydrochimica et hydrobiologicaVolume 27, Issue 4 p. 214-222 Research Paper The Carbonate Radical (HCO3·/CO3–·) as a Reactive Intermediate in Water Chemistry: Kinetics and Modelling Th. Umschlag, Th. Umschlag Institut f. Physikalische und Theoretische Chemie, Universität GH Essen, Universitätsstr. 5, D-45117 Essen, GermanySearch for more papers by this authorH. Herrmann, H. Herrmann [email protected] Search for more papers by this author Th. Umschlag, Th. Umschlag Institut f. Physikalische und Theoretische Chemie, Universität GH Essen, Universitätsstr. 5, D-45117 Essen, GermanySearch for more papers by this authorH. Herrmann, H. Herrmann [email protected] Search for more papers by this author First published: 22 July 1999 https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-401X(199907)27:4 3.0.CO;2-6Citations: 48AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onEmailFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Abstracten Results from kinetic laboratory studies of reactions of the carbonate radical anion (CO3–·) with aromatic compounds in aqueous solution at T = 298 K are presented. Data were obtained in using a laser photolysis laser long-path absorption (LP-LPLA) apparatus which was designed for direct time-resolved studies of radical reactions. For the reactions of CO3–· with hydroquinone dimethyl ether (2), methyl anisole (3), benzene (4), p-xylene (5), toluene (6), chlorobenzene (7), nitrobenzene (8), and benzonitrile (9), rate coefficients of k2 = (3.0 ± 0.6)·107 M–1 s–1, k3 = (9.7 ± 1.7)·105 M–1 s–1, k4 = (3.2 ± 0.7)·105 M–1 s–1, k5 = (3.8 ± 0.9)·104 M–1 s–1, k6 = (6.8 ± 2.3)·104 M–1 s–1, k7 = (2.7 ± 0.6)·105 M–1 s–1, k8 = (1.4 ± 0.5)·104 M–1 s–1, and k9 < 1.3·102 M–1 s–1 were obtained. In further studies the effect of temperature on the reactions (2), (4), and (5) has been studied. The kinetic data obtained for the reaction of the carbonate radical anion with aromatic compounds were compared to the corresponding reactions of the hydroxyl radical. Finally, these kinetic data were used within a simple model system to investigate the implications of carbonate radical anion kinetics within water treatment processes. It is shown that the degradation of organic pollutants in ·OH-radical based water treatment may proceed via the CO3–·/HCO3· radical under certain conditions. Abstractde Das Carbonatradikal (HCO3·/CO3–·) als eine reaktive Spezies in der Wasserchemie: Kinetische Daten und einfache Modellierungen Im Rahmen dieser Arbeit werden Ergebnisse der kinetischen Untersuchungen der Reaktionen des Carbonatradikalanions (CO3–·) mit aromatischen Verbindungen in wäßriger Lösung bei T = 298 K präsentiert. Diese kinetischen Daten wurden mit Hilfe eines Laserphotolyse-Laser-Langweg-Absorptionsexperimentes (LP-LPLA) zur direkten, zeitaufgelösten Untersuchung von Radikalreaktionen in wäßriger Lösung erhalten. {e}Die Geschwindigkeitskonstanten zweiter Ordnung für die Reaktion von CO3–· mit Hydrochinondimethylether (2), p-Methylanisol (3), Benzol (4), p-Xylol (5), Toluol (6), Chlorbenzol (7), Nitrobenzol (8) und Benzonitril (9) konnten bestimmt werden zu k2 = (3.0 ± 0.6)·107 M–1 s–1, k3 = (9.7 ± 1.7)·105 M–1 s–1, k4 = (3.2 ± 0.7)·105 M–1 s–1, k5 = (3.8 ± 0.9)·104 M–1 s–1, k6 = (6.8 ± 2.3)·104 M–1 s–1, k7 = (2.7 ±0.6·105 M–1 s–1, k8 = (1.4 ± 0.5)·104 M–1 s–1 und k9 < 1.3·102 M–1 s–1. Der Einfluß der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit wurde für die Reaktionen (2), (4) und (5) untersucht. Die für die Reaktionen des Carbonatradikalanions mit den verschiedenen aromatischen Verbindungen erhaltenen kinetischen Daten wurden anschließend mit den entsprechenden Geschwindigkeitskonstanten für die Reaktionen des Hydroxylradikals (·OH) verglichen. Abschließend wurden diese kinetischen Daten auf einfache Modellsysteme angewendet. In diesen konnte der Einfluß von Reaktionen des Carbonatradikalanions mit organischen Verbindungen in Wasserbehandlungsmaßnahmen dargestellt werden. Es kann gezeigt werden, daß der Abbau organischer Bestandteile in ·OH-Radikal-initiierten Wasserbehandlungsmethoden unter gewissen Bedingungen auch über Reaktionen des CO3–·/HCO3·-Radikals ablaufen können. Citing Literature Volume27, Issue4July 1999Pages 214-222 RelatedInformation