R3年 大気概論 問6(光化学オキシダント)
問題
光化学オキシダントの主成分であるオゾン(O3)の生成を促進する反応として, 誤っているものはどれか。
- VOC とヒドロキシルラジカル(OH),O2 の反応を経由して,アルキルパーオキシラジカル(RO2)が生成する。
- RO2 から生成するアルデヒドを経由して,パーオキシアセチルナイトレート(PAN)が生成する。
- 光分解反応により,二酸化窒素から酸素原子が生成する。
- RO2 との反応により,一酸化窒素から二酸化窒素が生成する。
- HO2 との反応により,一酸化窒素から二酸化窒素が生成する。
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解答
(2)
解説
VOCなしの状態
NO2は太陽光を受けて、NOとOに分解します。
Oは直ちにO2と反応してO3を生成します。
O3はNOと反応して、NO2とO2を生成します。
この3つの反応がバランスしてNO、NO2、O3は一定濃度になります。
VOCありの場合
上記の状況にVOCが追加された場合を考えます。VOCからはRO2やHO2といった物質が生成します。
このRO2・HO2がNOと反応して、RO・HOとNO2が生成されます。
(6)(7)の反応が進行するとNO2が多く発生し、(1)の反応が促進され、Oが増大します。 その結果、(2)の反応も促進され、O3が増大します。 O3が増大しても、NOは(6)(7)の反応で消費されるため、(3)の反応は促進されず、O3は消費されません。 その結果、O3がどんどん増えることになります。
関連反応
(6)の反応で生成したROはその後アルデヒド(RCHO)やPANを生成していきます。
解説
(1): 反応式(4)の内容であり、これはオゾン生成を促進しているので、正しいです。
(2): 反応式(8)の内容ですが、これはオゾン生成に寄与していないので、誤りです。
(3): 反応式(1)の内容であり、これはオゾン生成を促進しているので、正しいです。
(4): 反応式(6)の内容であり、これはオゾン生成を促進しているので、正しいです。
(5): 反応式(7)の内容であり、これはオゾン生成を促進しているので、正しいです。
解説作成に当たり、以下のページを参考にしました。
https://www.env.go.jp/air/osen/voc/17semi_mat/full.pdf
https://www.env.go.jp/earth/coop/coop/materials/02-apctmj1/02-apctmj1-042.pdf
https://kozu-osaka.jp/cms/wp-content/uploads/2020/03/86eac587dcef3b57d6227ed8aea13cca.pdf
解説記事
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