Molecular beam scattering from supercooled sulfuric acid: Collisions of HCl, HBr, and HNO3 with 70 wt % D2so4

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 104, Issue 29, 2000, Pages 6738-6751

  Morris, John R ^a,b   Behr, Peter ^a,c   Antman, Melissa D ^a,d   Ringeisen, Bradley R ^a   Splan, Jennifer ^a   Nathanson, Gilbert M ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

^b VIRGINIA POLYTECHNIC INSTITUTE AND STATE UNIVERSITY   (United States)

^c UNIVERSITY OF DUISBURG ESSEN   (Germany)

^d PFIZER INC   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACIDITY; DESORPTION; DISSOLUTION; HYDROCHLORIC ACID; HYDROGEN BONDS; INTERFACES (MATERIALS); KINETIC ENERGY; MOLECULAR BEAMS; MOLECULAR DYNAMICS; NITRIC ACID; SCATTERING; SUPERCOOLING;

DEUTERATED ACID; HYDROGEN BROMIDE; MOLECULAR BEAM SCATTERING; SOLVATION;

SULFURIC ACID;

EID: 0034224265     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp000105o     Document Type: Article

References (86)

1. Fahey, D. W.; Kawa, S. R.; Woodbridge, E. L.; Tin, P.; Wilson, J. C.; Jonsson, H. H.; Dye, J. E.; Baumgardner, D.; Borrmann, S.; Toohey, D. W.; Avallone, L. M.; Proffitt, M. H.; Margitan, J.; Loewenstein, M.; Podolske, J. R.; Salawitch, R. J.; Wofsy, S. C.; Ko, M. K. W.; Andersen, D. E.; Schoeberl, M. R.; Chan, K. R. Nature 1993, 363, 509.
2. Hanson, D. R.; Ravishankara, A. R.; Solomon, S. J. Geophys. Res., Atmos. 1994, 99, 3615.
3. Williams, L. R.; Manion, J. A.; Golden, D. M.; Tolbert, M. A. J. Appl. Meteorol. 1994, 33, 785.
4. Robinson, G. N.; Worsnop, D. R.; Jayne, J. T.; Kolb, C. E.; Davidovits, P. J. Geophys. Res., Atmos. 1997, 102, 3583.
5. Carslaw, K. S.; Peter, T.; Clegg, S. L. Rev. Geophys. 1997, 35, 125.
6. Hanson, D. R. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 4794.
7. Hanson, D. R.; Ravishankara, A. R. J. Phys. Chem. 1994, 98, 5728.
8. Abbatt, J. P. D.; Nowak, J. B. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 2131.
9. Waschewsky, G. C. G., Abbatt, J. P. D. J. Phys. Chem. A. 1999, 103, 5312.
10. Donaldson, D. J.; Ravishankara, A. R.; Hanson, D. R. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 4717.
11. Hanson, D. R.; Ravashankara, A. R. Geophys. Res. Lett. 1995, 22, 385.
12. Zhang, R. Y.; Leu, M. T.; Keyser, L. F. J. Phys. Chem. 1994, 98, 13563.
13. Robinson, G. N.; Worsnop, D. R.; Jayne, J. T.; Kolb, C. E.; Swartz, E.; Davidovits, P. J. Geophys. Res., Atmos. 1998, 103, 25371.
14. See also: Zhang, R. Y.; Leu, M. T.; Keyser, L. F. J. Phys. Chem. 1996, 100, 339.
15. Longfellow, C. A.; Imamura, T.; Ravishankara, A. R.; Hanson, D. R. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 3323.
16. Molina, M. J.; Zhang, R.; Wooldridge, P. J.; McMahon, J. R.; Kim, J. E.; Chang, H. Y.; Beyer, K. D. Science 1993, 261, 1418.
17. Tolbert, M. A. Science 1994, 264, 527.
18. Klassen, J. K.; Fiehrer, K. M.; Nathanson, G. M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9098.
19. Radüge, C.; Pflumio, V.; Shen, Y. R. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 140.
20. Baldelli, S.; Schnitzer, C.; Schultz, M. J.; Campbell, D. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10435.
21. Schnitzer, C.; Baldelli, S.; Shultz, M. J. Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 416.
22. Fairbrother, D. H.; Johnston, H.; Somorjai, G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13696.
23. Williams, L. R.; Long, F. S. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3748.
24. Zhana, R.; Wooldridge, P. J.; Abbatt, J. P. D.; Molina, M. J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 7351.
25. Sierra, J.; Ojeda, M.; Wyatt, P. A. H. J. Chem. Soc. 1970, 1570.
26. Zarahkani N. G.; Vinnik, M. I. Russ. J. Phys. Chem. 1963, 37, 260.
27. Chen, H.; Irish, D. E. J. Phys. Chem. 1971, 75, 2672.
28. Young, T. F.; Walrafen, G. E. Faraday Trans. 1961, 57, 34.
29. Carslaw, K. S.; Clegg, S. L.; Brimblecombe, P. J. Phys. Chem. 1995, 99, 11557. Calculations from the aerosol inorganics model available at www.me.udel.edu/wexler/aim.html
30. Lietzke, M. H.; Stoughton, R. W. J. Phys. Chem. 1963, 67, 652.
31. Zhang, R. Y.; Wooldridge, P. J.; Molina, M. J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 8541.
32. Williams, L. R.; Golden, D. M.; Huestis, D. L. J. Geophys. Res., Atmos. 1995, 100, 7329.
33. Hanson, D. R.; Ravishankara, A. R. J. Phys. Chem. 1993, 97, 12309.
34. Sampoli, M.; De Santis, A.; Marziano, N. C.; Pinna, F.; Zingales, A. J. Phys. Chem. 1985, 89, 2864.
35. McCoubrey, J. C. Chem. Soc. Rev. Books 1954, 743.
36. Re, S.; Osamura, Y.; Suzuki, Y.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1998, 109, 973.
37. Conley, C.; Tao, F.-M. Chem. Phys. Lett. 1999, 301, 29. The zero-point energy correction is 1.59 kcal/mol.
38. Tao, F.-M.; Higgins, K.; Klemperer, W.; Nelson, D. D. Geophys. Res. Lett. 1996, 23, 1797.
39. Packer, M. J.; Clary, D. C. J. Phys. Chem. 1995, 99, 14323.
40. Ying, L.; Zhao, X. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 6807.
41. Xu, S. C. J. Chem. Phys. 1999, 111, 2242.
42. Tachikawa, M.; Mon, K.; Osamura, Y. Mol. Phys. 1999, 96, 1207.
43. Beichert, P.; Schrems, O. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 10540.
44. Antman, M. D. Ph.D. Thesis, University of Wisconsin, Madison, WI, 1998.
45. Lednovitch, S. L.; Fenn, J. B. AICHE J. 1977, 23, 454.
46. Saecker, M. E.; Nathanson, G. M. J. Chem. Phys. 1993, 99, 7056.
47. The mass spectrometer views 0.48-cm-diameter (umbra) and 0.90-cm-diameter (penumbra) regions of the surface at normal incidence.
48. Weaver, B. D.; Frankl, D. R. Re v. Sci. Iustrum. 1988, 59, 92.
49. 5 cm/s or higher.
50. Fiehrer, K. M., Nathanson, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 251.
51. Rettner, C. T.; DeLouise, L. A.; Auerbach, D. J. J. Chem. Phys. 1986, 55, 1131.
52. Ringeisen, B. R.; Nathanson, G. M., manuscript in preparation.
53. Dankwerts, P. V. Gas-Liquid Reactions; McGraw-Hill: New York, 1970.
54. Worsnop, D. R.; Zahniser, M. S.; Kolb, C. E.; Gardner, J. A.; Watson, L. R.; Van Doren, J. M.; Jayne, J. T.; Davidovits, P. J. Phys. Chem. 1989, 93, 1159.
55. Jones, R. H.; Olander, D. R.; Siekhaus, W. J.; Schwarz, J. A. J. Vac. Sci. Technol. 1972, 1429.
56. 4).
57. See also: Abbatt, J. P. D. J. Geophys. Res., Atmos. 1995, 100, 14009.
58. 4).
59. Grimmelmann, E. K.; Tully, J. C.; Cardillo, M. J. J. Chem. Phys. 1980, 72, 1039.
60. Bolton, K.; Svanberg, M.; Pettersson, J. B. C. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5380.
61. Wang, L.; Clary, D. C. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5663.
62. Benjamin, I.; Wilson, M. A.; Pohorille, A.; Nathanson, G. M. Chem. Phys. Lett. 1995, 243, 222.
63. Brown, D. E.; George, S. M.; Huang, C.; Wong, E. K. L.; Rider, K. B.; Smith, R. S.; Kay, B. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 4988.
64. Tully, J. C. Surf. Sci. 1981, 111, 461.
65. Isakson, M. J.; Sitz, G. O. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2044.
66. Rieley, H.; Aslin, H. D.; Haq, S. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995, 91, 2349.
67. Worsnop, D. R.; Zahniser, M. S.; Kolb, C. E.; Gardner, J. A.; Watson, L. R.; Van Doren, J. M.; Davidovits, P. J. Phys. Chem. 1989, 93, 1159.
68. Shi, Q.; Davidovits, P.; Jayne, J. T.; Worsnop, D. W.; Kolb, C. E. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8812.
69. Hanson, D. R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4998.
70. l/2], where erfc is the complementary error function.
71. Klassen, J. K.; Hu, Z.; Williams, L. R. J. Geophys. Res; 1998, 103 (D13), 16197.
72. Graham, J. D.; Roberts, J. T. J. Phys. Chem. 1994, 95, 5974.
73. Clary, D. C.; Wang, L. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997, 93, 2763.
74. Gertner, B. J.; Hynes, J. T. Faraday Discuss. 1998, 110, 301.
75. Geiger, F. M.; Hicks, J. M.; de Dios, A. C. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1514.
76. Devlin, J. P.; Uras, N.; Rahman, M.; Buch, V. Isr. J. Chem. 1999, 39, 261.
77. Shi, Q.; Li, Y. Q.; Davidovits, P.; Jayne, J. T.; Worsnop, D. R.; Mozurkewich, M.; Kolb, C. E. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2417.
78. Swartz, E.; Shi, Q.; Davidovits, P.; Jayne, J. T.; Worsnop, D. R.; Kolb, C. E. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8824.
79. Bianco, R.; Gertner, B. J.; Hynes, J. T. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1998, 102, 518.
80. 3 M/atm.
81. Barr, J.; Gillespie, R. J.; Robinson, E. A. Can. J. Chem. 1961, 39, 1266.
82. Schmidt, V. M.; Talsky, G. Z. Anorg. Allg. Chem. 1960, 303, 211.
83. Lee, C.; Sosa, C.; Planas, M.; Novoa, J. J. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7081.
84. Tao, F.-M. California State University, Fullerton, 1999. Private communication.
85. Hanson, D. R.; Lovejoy, E. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 6397.
86. Ringeisen, B. R. Ph.D. thesis, University of Wisconsin, Madison, WI, 1999.