Shock tube and theoretical studies on the thermal decomposition of propane: Evidence for a roaming radical channel

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 115, Issue 15, 2011, Pages 3366-3379

  Sivaramakrishnan, R ^a   Su, M C ^a,b   Michael, J V ^a   Klippenstein, S J ^a   Harding, L B ^a   Ruscic, B ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b SONOMA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO; ACTIVE CHANNELS; BATH GAS; BOND FISSIONS; CONVENTIONAL TRANSITION STATE THEORIES; DECOMPOSITION RATE CONSTANTS; DISSOCIATION CHANNELS; DISSOCIATION RATE CONSTANT; EXPERIMENTAL DATA; HIGH TEMPERATURE; HIGH-PRESSURE LIMITS; HIGH-SENSITIVITY; MASTER EQUATIONS; MULTI-PASS; OPTICAL ABSORPTION; PRESSURE DEPENDENCE; PRESSURE RANGES; RADICAL MECHANISM; REACTION COORDINATES; REFLECTED SHOCK WAVES; SHOCK TUBE EXPERIMENT; TEMPERATURE RANGE; THEORETICAL RESULT; THEORETICAL STUDY; THERMAL DECOMPOSITIONS; THROUGH CHANNEL; TRANSITION STATE; TRANSITION STATE THEORIES; ULTRA-HIGH; YIELD PREDICTION;

ABSORPTION; CALCULATIONS; DISSOCIATION; EXPERIMENTS; PROPANE; PYROLYSIS; REACTION KINETICS; SHOCK TUBES;

RATE CONSTANTS;

FREE RADICAL; PROPANE;

ARTICLE; CHEMISTRY; KINETICS; QUANTUM THEORY; TEMPERATURE;

FREE RADICALS; KINETICS; PROPANE; QUANTUM THEORY; TEMPERATURE;

EID: 79954619591     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp2006205     Document Type: Article

References (85)

1. Manion, J. A.; Huie, R. E.; Levin, R. D.; Burgess, D. R., Jr.; Orkin, V. L.; Tsang, W.; McGivern, W. S.; Hudgens, J. W.; Knyazev, V. D.; Atkinson, D. B.; Chai, E.; Tereza, A. M.; Lin, C.-Y.; Allison, T. C.; Mallard, W. G.; Westley, F.; Herron, J. T.; Hampson, R. F.; Frizzell, D. H. NIST Chemical Kinetics Database; NIST Standard Reference Database 17; version 7.0 (web version), release 1.4; National Institute of Standards and Technology (NIST): Gaithersburg, MD, 2000; available at http://kinetics.nist.gov.
2. Lifshitz, A.; Frenklach, M. J. Phys. Chem. 1975, 79, 686
3. Bradley, J. N. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1979, 75, 2819
4. Chiang, C.; Skinner, G. B. Proc. Combust. Inst. 1981, 18, 915
5. Al-Alami, M. Z.; Kiefer, J. H. J. Phys. Chem. 1983, 87, 499
6. Koike, T.; Gardiner, W. C., Jr. J. Phys. Chem. 1980, 84, 2005
7. Simmie, J. M.; Gardiner, W. C., Jr.; Eubank, C. S. J. Phys. Chem. 1982, 86, 799
8. Hidaka, Y.; Oki, T.; Kawano, H. Int. J. Chem. Kinet. 1989, 21, 689
9. Oehlschlaeger, M. A.; Davidson, D. F.; Hanson, R. K. Proc. Combust. Inst. 2005, 30, 1119
10. Townsend, D.; Lahankar, S. A.; Lee, S. K.; Chambreau, S. D.; Suits, A. G.; Zhang, X.; Rheinecker, J.; Harding, L. B.; Bowman, J. M. Science 2004, 306, 1158
11. Houston, P. L.; Kable, S. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 16079
12. Heazlewood, B. R.; Jordan, M. J. T.; Kable, S. H.; Selby, T. M.; Osborn, D. L.; Shepler, B. C.; Braams, B. J.; Bowman, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 12179
13. Marcy, T. P.; Diaz, R. R.; Heard, D.; Leone, S. R.; Harding, L. B.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8361
14. Klippenstein, S. J.; Miller, J. A.; Harding, L. B. Proc. Combust. Inst. 2002, 29, 1209
15. Sivaramakrishnan, R.; Klippenstein, S. J.; Michael, J. V. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 755
16. Harding, L. B.; Georgievskii, Y.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 765
17. Harding, L. B.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3016
18. Michael, J. V. Prog. Energy Combust. Sci. 1992, 18, 327
19. Michael, J. V. In Advances in Chemical Kinetics and Dynamics; Barker, J. R., Ed.; JAI: Greenwich, 1992; Vol. I, pp 47 - 112.
20. Michael, J. V.; Lifshitz, A. In Handbook of Shock Waves; Ben-Dor, G.; Igra, O.; Elperin, T.; Lifshitz, A., Eds.; Academic Press: New York, 2001; Vol. 3, pp 77 - 105.
21. Klippenstein, S. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 367
22. Georgievskii, Y.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 9776
23. Klippenstein, S. J.; East, A. L. L.; Allen, W. D. J. Chem. Phys. 1996, 105, 118
24. Klippenstein, S. J.; Harding, L. B. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9388
25. Michael, J. V.; Sutherland, J. W. Int. J. Chem. Kinet. 1986, 18, 409
26. Michael, J. V. J. Chem. Phys. 1989, 90, 189
27. Michael, J. V.; Fisher, J. R. In Seventeenth International Symposium on Shock Waves and Shock Tubes; Kim, Y. W., Ed.; AIP Conference Proceedings 208; American Institute of Physics: New York, 1990; pp 210 - 215.
28. Michael, J. V.; Fisher, J. R.; Bowman, J. M.; Sun, Q. Science 1990, 249, 269
29. Lim, K. P.; Michael, J. V. Proc. Combust. Inst. 1994, 25, 713 and references therein
30. Kumaran, S. S.; Su, M.-C.; Lim, K. P.; Michael, J. V. Proc. Combust. Inst. 1996, 26, 605
31. Mielke, S. L.; Peterson, K. A.; Schwenke, D. W.; Garrett, B. C.; Truhlar, D. G.; Michael, J. V.; Su, M.-C.; Sutherland, J. W. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 063201
32. Su, M.-C.; Kumaran, S. S.; Lim, K. P.; Michael, J. V. Rev. Sci. Instrum. 1995, 66, 4649
33. Davidson, D. F.; Chang, A. Y.; Di Rosa, M. D.; Hanson, R. K. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 1993, 49, 559
34. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
35. MOLPRO is a package of ab initio programs written by Werner, H.-J.; Knowles, P. J. with contributions from Almlof, J.; Amos, R. D.; Berning, A.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Elbert, S. T.; Hampel, C.; Lindh, R.; Lloyd, A. W.; Meyer, W.; Nicklass, A.; Peterson, K.; Pitzer, R.; Stone, A. J.; Taylor, P. R.; Mura, M. E.; Pulay, P.; Schutz, M.; Stoll, H.; Thorsteinsson, T. The majority of calculations reported here were done with Version 2008.1.
36. Hampel, C.; Peterson, K.; Werner, H.-J. Chem. Phys. Lett. 1992, 190, 1
37. Harding, L. B.; Georgievskii, Y.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4646
38. Klippenstein, S. J.; Georgievskii, Y.; Harding, L. B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1133
39. Georgievskii, Y.; Klippenstein, S. J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 194103
40. Pechukas, P.; Light, J. C. J. Chem. Phys. 1965, 42, 3281
41. Pechukas, P.; Rankin, R.; Light, J. C. J. Chem. Phys. 1966, 44, 794
42. Light, J. C. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1967, 44, 14
43. Nikitin, E. E. Teor. Eksp. Khim. Acad. Nauk Ukr SSR 1965, 135, 428
44. Miller, J. A.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10528
45. Hirschfelder, J. O.; Curtiss, C. F.; Bird, R. B. Molecular Theory of Gases; Wiley: New York, 1954.
46. Jasper, A. W.; Miller, J. A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 5612
47. Sivaramakrishnan, R.; Su, M.-C.; Michael, J. V.; Klippenstein, S. J.; Harding, L. B.; Ruscic, B. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 9425
48. Sivaramakrishnan, R.; Michael, J. V.; Wagner, A. F.; Dawes, R. A.; Jasper, A. W.; Harding, L. B.; Georgievskii, Y.; Klippenstein, S. J. Combust. Flame 2011, 158, 618
49. Klippenstein, S. J.; Harding, L. B. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9388
50. Kiefer, J. H.; Santhanam, S.; Srinivasan, N. K.; Tranter, R. S.; Klippenstein, S. J.; Oehlschlaeger, M. A. Proc. Combust. Inst. 2005, 30, 1129
51. Kumaran, S. S.; Su, M.-C.; Michael, J. V. Int. J. Chem. Kinet. 1997, 29, 535
52. Lutz, A. E.; Kee, R. J.; Miller, J. A. SAND87-8248 Revised; Sandia National Laboratory, November, 1997.
53. Davidson, D. F.; Di Rosa, M. D.; Chang, E. J.; Hanson, R. K. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 1995, 53, 581
54. Moller, W.; Mozzhukhin, E.; Wagner, H. G. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1986, 90, 854
55. Hwang, S. M.; Rabinowitz, M. J.; Gardiner, W. C., Jr. Chem. Phys. Lett. 1993, 205, 157
56. Saito, K.; Tahara, H.; Murakami, I. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1984, 57, 3023
57. Baeck, H. J.; Shin, K. S.; Yang, H.; Qin, Z.; Lissianski, V.; Gardiner, W. C., Jr. J. Phys. Chem. 1995, 99, 15925
58. Yang, X.; Goldsmith, C. F.; Tranter, R. S. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 8307
59. Takahashi, K.; Inoue, A.; Inomata, T. In Shock Waves Proceedings of the 20th International Symposium on Shock Waves, Pasadena, CA, July, 1995; Sturtevant, B.; Shepard, J. E.; Hornung, H. G., Eds.; World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.: Singapore, 1996; pp 959 - 964.
60. Irle, S.; Morokuma, S. J. Chem. Phys. 2000, 113, 6139
61. Zhu, R. S.; Xu, Z. F.; Lin, M. C. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6566
62. Ruscic, B.; Pinzon, R. E.; Morton, M. L.; von Laszewski, G.; Bittner, S.; Nijsure, S. G.; Amin, K. A.; Minkoff, M.; Wagner, A. F. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 9979
63. Ruscic, B.; Pinzon, R. E.; von Laszewski, G.; Kodeboyina, D.; Burcat, A.; Leahy, D.; Montoya, D.; Wagner, A. F. J. Phys.: Conf. Ser. 2005, 16, 561
64. Ruscic, B.; Pinzon, R. E.; Morton, M. L.; Srinivasan, N. K.; Su, M.-C.; Sutherland, J. W.; Michael, J. V. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 6592
65. Widicus Weaver, S. L.; Woon, D. E.; Ruscic, B.; McCall, B. J. Astrophys. J. 2009, 697, 601
66. Stevens, W. R.; Ruscic, B.; Baer, T. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 13134
67. Bodi, A.; Kercher, J. P.; Bond, C.; Meteesatien, P.; Sztaray, B.; Baer, T. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13425
68. Knyazev, V. D.; Slagle, I. R. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 6490
69. Baulch, D. L.; Bowman, C. T.; Cobos, C. J.; Cox, R. A.; Just, T.; Kerr, J. A.; Pilling, M. J.; Stocker, D.; Troe, J.; Tsang, W.; Walker, R. W.; Warnatz, J. J. Phys. Chem. Ref. Data 2005, 34, 757
70. Mousavipour, S. H.; Homayoon, Z. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8566
71. Dean, A. M. J. Phys. Chem. 1985, 89, 4600
72. Harding, L. B.; Klippenstein, S. J.; Jasper, A. W. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 4055
73. Lifshitz, A.; Frenklach, M. J. Phys. Chem. 1975, 79, 686
74. Juste, C.; Scacchi, G.; Niclause, M. Int. J. Chem. Kinet. 1981, 13, 855
75. Kanan, K.; Purnell, H.; Smith, H. Int. J. Chem. Kinet. 1983, 1, 63
76. Belmeliani, A.; Perrin, D.; Martin, R. J. Chim. Phys. 1994, 91, 313
77. Tsang, W. J. Phys. Chem. Ref. Data 1988, 17, 887
78. Bryukov, M. G.; Slagle, I. R.; Knyazev, V. D. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 6900
79. Sullivan, J. H. J. Phys. Chem. 1961, 65, 722
80. Flowers, M. C.; Benson, S. W. J. Chem. Phys. 1963, 38, 882
81. Hynes, R. G.; Mackie, J. C.; Masri, A. R. Proc. Combust. Inst. 2000, 28, 1557
82. Saito, K.; Tahara, H.; Kondo, O.; Yokubo, T.; Higashihara, T.; Murakami, I. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1980, 53, 1335
83. Baulch, D. L.; Cobos, C. J.; Cox, R. A.; Esser, C.; Frank, P.; Just, Th.; Kerr, J. A.; Pilling, M. J.; Troe, J.; Walker, R. W.; Warnatz, J. J. Phys. Chem. Ref. Data 1992, 21, 411
84. Tsang, W.; Hampson, R. F. J. Phys. Chem. Ref. Data 1986, 15, 1087
85. Sutherland, J. W.; Su, M.-C.; Michael, J. V. Int. J. Chem. Kinet. 2001, 33, 669