OH + CH3CH2OH -reaktion kaasufaasikinetiikka tähtienvälisen väliaineen lämpötiloissa (T = 21-107 K) – Fysikaalinen kemia Kemiallinen fysiikka (RSC Publishing)

Etanoli, CH3CH2OH, on paljastunut tähtienvälisessä väliaineessa (ISM) radioastronomian avulla, ja sen ajatellaan vapautuvan kaasufaasiin jyvän pinnan lämpenemisvaiheen jälkeen, jolloin se muodostuu. Kaasufaasiin päästyään se voi tuhoutua erilaisissa reaktioissa atomi- ja radikaalilajien, kuten hydroksyyli- (OH) radikaalien kanssa. Kaikkien näiden prosessien nopeuskertoimien tunteminen ISM:n lämpötiloissa on olennaista havaittujen runsauksien tarkan tulkinnan kannalta. Tässä työssä olemme määritelleet nopeuskertoimen OH:n ja CH3CH2OH:n reaktiolle (k(T)) 21 ja 107 K:n välillä käyttämällä pulssitettua ja jatkuvaa CRESU-tekniikkaa (Cinétique de Réaction en Ecoulement Supersonique Uniforme, mikä tarkoittaa Reaction Kinetics in a Uniform Supersonic Flow). Pulssi-laserfotolyysi-tekniikkaa käytettiin OH-radikaalien tuottamiseen, joiden ajallista kehitystä seurattiin laserindusoidulla fluoresenssilla. Noin nelinkertainen kasvu havaittiin k(21 K):lla verrattuna k(107 K):een. Verrattuna k(300 K):een OH-reaktiivisuus 21 K:n lämpötilassa paranee kaksi kertaluokkaa. Tutkitulla lämpötila-alueella saatu T-ilmaisu on k(T) = (2,1 ± 0,5) × 10-11 (T/300 K)-(0,71 ± 0,10) cm3 molekyyli-1 s-1. Lisäksi on tutkittu k(T):n riippuvuutta paineesta useissa lämpötiloissa 21 K:n ja 90 K:n välillä. K(T):n riippuvuutta paineesta ei havaittu tutkituilla alueilla. Tämä saattaa merkitä sitä, että reaktio on puhtaasti bimolekulaarinen tai että korkeapaineen raja saavutetaan alimmassa kokeellisesti saavutettavissa olevassa kokonaispaineessa järjestelmässämme. Tulostemme perusteella k(T) tavanomaisissa IS-lämpötiloissa (∼10-100 K) on hyvin nopea. Tyypillisten nopeuskertoimien voidaan katsoa vaihtelevan noin 4 × 10-11 cm3 molekyyli-1 s-1 välillä 100 K:n lämpötilassa ja noin 1 × 10-10 cm3 molekyyli-1 s-1 välillä 20 K:n lämpötilassa. K:n ekstrapolointia ISM:n tiheiden molekyylipilvien alimmissa lämpötiloissa käsitellään myös tässä artikkelissa.

Jätä kommentti