Sulfuric acid as autocatalyst in the formation of sulfuric acid

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 51, 2012, Pages 20632-20644

  Torrent Sucarrat, Miquel ^a   Francisco, Joseph S ^b   Anglada, Josep M ^a  

^a INSTITUTE OF ADVANCED CHEMISTRY OF CATALONIA IQAC CSIC   (Spain)

^b PURDUE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AUTOCATALYSTS; CATALYTIC EFFECTS; COMPUTATIONAL INVESTIGATION; GASPHASE; HETEROGENEOUS FORMATION; WATER MOLECULE;

AIRCRAFT ENGINES; HYDROLYSIS; MOLECULES;

SULFURIC ACID;

SULFURIC ACID; WATER;

AEROSOL; AIRCRAFT; ARTICLE; ATMOSPHERE; CATALYSIS; CATALYST; CHEMICAL REACTION; COMPLEX FORMATION; HYDROLYSIS; REACTION ANALYSIS; STRATOSPHERE;

EID: 84871582944     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja307523b     Document Type: Article

References (91)

1. Finlayson-Pitts, B. J.; Pitts, J. N., Jr. Atmospheric Chemistry: Fundamental and Experimentals Techniques; John Wiley and Sons: New York, 1986.
2. Calvert, J. G.; Lazrus, A.; Kok, G. L.; Heikes, B. G.; Walega, J. G.; Lind, H.; Cantrell, C. A. Nature 1985, 317, 27
3. Wayne, R. P. Chemistry of Atmospheres, 3rd ed.; Oxford University Press: Oxford, U.K., 2000.
4. Weber, R. J.; Chen, G.; Davis, D. D.; Mauldin, R. L.; Tanner, D. J.; Eisele, F. L.; Clarke, A. D.; Thornton, D. C.; Bandy, A. R. J. Geophys. Res., [Atmos.] 2001, 106, 24107
5. Sihto, S. L.; Kulmala, M.; Kerminen, V. M.; Dal Maso, M.; Petaja, T.; Riipinen, I.; Korhonen, H.; Arnold, F.; Janson, R.; Boy, M.; Laaksonen, A.; Lehtinen, K. E. J. Atmos. Chem. Phys. 2006, 6, 4079
6. Riipinen, I.; Sihto, S. L.; Kulmala, M.; Arnold, F.; Dal Maso, M.; Birmili, W.; Saarnio, K.; Teinila, K.; Kerminen, V. M.; Laaksonen, A.; Lehtinen, K. E. J. Atmos. Chem. Phys. 2007, 7, 1899
7. Sipila, M.; Berndt, T.; Petaja, T.; Brus, D.; Vanhanen, J.; Stratmann, F.; Patokoski, J.; Mauldin, R. L., III; Hyvarinen, A.-P.; Lihavainen, H.; Kulmala, M. Science 2010, 327, 1243
8. Kuang, C.; McMurry, P. H.; McCormick, A. V.; Eisele, F. L. J. Geophys. Res., [Atmos.] 2008, 113, D10209
9. Zhang, R.; Khalizov, A.; Wang, L.; Hu, M.; Xu, W. Chem. Rev. 2012, 112, 1957
10. Castleman, A. W.; Davis, R. E.; Munkelwitz, H. R.; Tang, I. N.; Wood, W. P. Int. J. Chem. Kinet. 1975, 1, 629
11. Hofmann-Sievert, R.; Castleman, A. W. J. Phys. Chem. 1984, 88, 3329
12. Bondybey, V. E.; English, J. H. J. Mol. Spectrosc. 1985, 109, 221
13. Reiner, T.; Arnold, F. Geophys. Res. Lett. 1993, 20, 2659
14. Reiner, T.; Arnold, F. J. Chem. Phys. 1994, 101, 7399
15. Kolb, C. E.; Jayne, J. T.; Worsnop, D. R.; Molina, M. J.; Meads, R. F.; Viggiano, A. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 10314
16. Jayne, J. T.; Poschl, U.; Chen, Y. M.; Dai, D.; Molina, L. T.; Worsnop, D. R.; Kolb, C. E.; Molina, M. J. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 10000
17. Lovejoy, E. R.; Hanson, D. R.; Huey, L. G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 19911
18. Hofmann, M.; Schleyer, P. V. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4947
19. Morokuma, K.; Muguruma, C. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 10316
20. Steudel, R. Angew. Chem., Int. Ed. 1995, 34, 1313
21. Loerting, T.; Liedl, K. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 96, 8874
22. Loerting, T.; Liedl, K. R. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5135
23. Fliegl, H.; Gloess, A.; Welz, O.; Olzmann, M.; Klopper, W. J. Chem. Phys. 2006, 125 054312
24. Ignatov, S. K.; Sennikov, P. G.; Razuvaev, A. G.; Schrems, O. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3642
25. Stockwell, W. R.; Calvert, J. G. Atmos. Environ. 1983, 17, 2231
26. Mauldin, R. L., III; Berndt, T.; Sipilae, M.; Paasonen, P.; Petaja, T.; Kim, S.; Kurten, T.; Stratmann, F.; Kerminen, V. M.; Kulmala, M. Nature 2012, 488, 193
27. Larson, L. J.; Kuno, M.; Tao, F. M. J. Chem. Phys. 2000, 112, 8830
28. Gonzalez, J.; Torrent-Sucarrat, M.; Anglada, J. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2116
29. Hazra, M. K.; Sinha, A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17444
30. Long, B.; Long, Z.-W.; Wang, Y.-B.; Tan, X.-F.; Han, Y.-H.; Long, C.-Y.; Qin, S.-J.; Zhang, W.-J. ChemPhysChem 2012, 13, 323
31. Kurten, T.; Noppel, M.; Vehkamaeki, H.; Salonen, M.; Kulmala, M. Boreal Environ. Res. 2007, 12, 431
32. Temelso, B.; Morrell, T. E.; Shields, R. M.; Allodi, M. A.; Wood, E. K.; Kirschner, K. N.; Castonguay, T. C.; Archer, K. A.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 2209
33. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; J. A. Montgomery, J.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ocherski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision C.01; Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2004.
34. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
35. Feller, D. J. Comput. Chem. 1996, 17, 1571
36. Schuchardt, K. L.; Didier, B. T.; Elsethagen, T.; Sun, L.; Gurumoorthi, V.; Chase, J.; Li, J.; Windus, T. L. J. Chem. Inf. Model. 2007, 47, 1045
37. Ishida, K.; Morokuma, K.; Kormornicki, A. J. Chem. Phys. 1977, 66, 2153
38. Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Chem. Phys. 1989, 90, 2154
39. Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523
40. Cizek, J. Adv. Chem. Phys. 1969, 14, 35
41. Barlett, R. J. J. Phys. Chem. 1989, 93, 1963
42. Pople, J. A.; Krishnan, R.; Schlegel, H. B.; Binkley, J. S. Int. J. Quant. Chem. 1978, 14, 545
43. Pople, J. A.; Head-Gordon, M.; Raghavachari, K. J. Chem. Phys. 1989, 90, 4635
44. Rienstra-Kiracofe, J. C.; Allen, W. D.; Schaefer, H. F., III J. Phys. Chem. A 2000, 104, 9823
45. Bak, K. L.; Gauss, J.; Jorgensen, P.; Olsen, J.; Helgaker, T.; Stanton, J. F. J. Chem. Phys. 2001, 114, 6548
46. Rocher-Casterline, B. E.; Ch'ng, L. C.; Mollner, A. K.; Reisler, H. J. Chem. Phys. 2011, 134 211101
47. Curtiss, L. A.; Frurip, D. J.; Blander, M. J. Chem. Phys. 1979, 71, 2703
48. Bondarenko, G. V.; Gorbaty, Y. E. Mol. Phys. 1991, 74, 639
49. Jin, Y. S.; Ikawa, S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12432
50. Nakayama, T.; Fukuda, H.; Kamikawa, T.; Sakamoto, Y.; Sugita, A.; Kawasaki, M.; Amano, T.; Sato, H.; Sakaki, S.; Morino, I.; Inoue, G. J. Chem. Phys. 2007, 127, 134302
51. Klopper, W.; van Duijneveldt-van de Rijdt, J.; van Duijneveldt, F. B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 2227
52. Dunn, M. E.; Pokon, E. K.; Shields, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2647
53. Shank, A.; Wang, Y.; Kaledin, A.; Braams, B. J.; Bowman, J. M. J. Chem. Phys. 2009, 130 144314
54. Gonzalez, J.; Caballero, M.; Aguilar-Mogas, A.; Torrent-Sucarrat, M.; Crehuet, R.; Solé, A.; Giménez, X.; Olivella, S.; Bofill, J.; Anglada, J. Theor, Chem. Acc. 2011, 128, 579
55. Standard, J. M.; Buckner, I. S.; Pulsifer, D. H. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2004, 673, 1
56. Pfeilsticker, K.; Lotter, A.; Peters, C.; Bosch, H. Science 2003, 300, 2078
57. Ptashnik, I. V.; Smith, K. M.; Shine, K. P.; Newnham, D. A. Q. J. R. Meteorol. Soc. 2004, 130, 2391
58. Scribano, Y.; Goldman, N.; Saykally, R. J.; Leforestier, C. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 5411
59. Leopold, K. R. In Annu. Rev. Phys. Chem.; Leone, S. R.; Cremer, P. S.; Groves, J. T.; Johnson, M. A., Eds.; Annual Reviews: Palo Alto, CA, 2011; Vol. 62, p 327.
60. Brauer, C. S.; Sedo, G.; Leopold, K. R. Geophys. Res. Lett. 2006, 33
61. Rozenberg, M.; Loewenschuss, A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 4963
62. Fiacco, D. L.; Hunt, S. W.; Leopold, K. R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 145, 4504
63. Hanson, D. R.; Lovejoy, E. R. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9525
64. Hanson, D. R.; Eisele, F. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 1715
65. Miller, Y.; Chaban, G. M.; Gerber, R. B. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 6565
66. Arstila, H.; Laasonen, K.; Laaksonen, A. J. Chem. Phys. 1998, 108, 1031
67. Kakizaki, A.; Motegi, H.; Yoshikawa, T.; Takayanagi, T.; Shiga, M.; Tachikawa, M. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2009, 901, 1
68. Partanen, L.; Hanninen, V.; Halonen, L. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 2867
69. Vaida, V.; Kjaergaard, H. G.; Hintze, P. E.; Donaldson, D. J. Science 2003, 299, 1566
70. Vaida, V.; Kjaergaard, H. G.; Feierabend, K. J. Int. Rev. Phys. Chem. 2003, 22, 203
71. Vaida, V. J. Chem. Phys. 2011, 135 020901
72. Couling, S. B.; Sully, K. J.; Horn, A. B. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1994
73. Re, S.; Osamura, Y.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3535
74. Frost, G.; Vaida, V. J. Geophys. Res., [Atmos.] 1995, 100, 18803
75. Fegley, B., Jr. In Treatise on Geochemistry; Holland, H. D.; Turekian, K. K., Eds.; Elsevier Ltd.: Amsterdam, 2003; Vol. 1, p 487.
76. Vaida, V.; Headrick, J. E. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 5401
77. Eisele, F. L.; Tanner, D. J. J. Geophy. Res., [Atmos.] 1993, 98, 9001
78. Mikkonen, S.; Romakkaniemi, S.; Smith, J. N.; Korhonen, H.; Petaja, T.; Plass-Duelmer, C.; Boy, M.; McMurry, P. H.; Lehtinen, K. E. J.; Joutsensaari, J.; Hamed, A.; Mauldin, R. L., III; Birmili, W.; Spindler, G.; Arnold, F.; Kulmala, M.; Laaksonen, A. Atmos. Chem. Phys. 2011, 11, 11319
79. Reiner, T.; Arnold, F. Geophys. Res. Lett. 1997, 24, 1751
80. Lee, D. S.; Pitari, G.; Grewe, V.; Gierens, K.; Penner, J. E.; Petzold, A.; Prather, M. J.; Schumann, U.; Bais, A.; Berntsen, T.; Iachetti, D.; Lim, L. L.; Sausen, R. Atmos. Environ. 2010, 44, 4678
81. Sorokin, A.; Katragkou, E.; Arnold, F.; Busen, R.; Schumann, U. Atmos. Environ. 2004, 38, 449
82. Curtius, J.; Arnold, F.; Schulte, P. Geophys. Res. Lett. 2002, 29, 1113
83. Couling, S. B.; Fletcher, J.; Horn, A. B.; Newnham, D. A.; McPheat, R. A.; Williams, R. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 4108
84. Kurten, T.; Kuang, C.; Gomez, P.; McMurry, P. H.; Vehkamaki, H.; Ortega, I.; Noppel, M.; Kulmala, M. J. Chem. Phys. 2010, 132 024304
85. Petaja, T.; Sipila, M.; Paasonen, P.; Nieminen, T.; Kurten, T.; Ortega, I. K.; Stratmann, F.; Vehkamaki, H.; Berndt, T.; Kulmala, M. Phys. Rev, Lett. 2011, 106 228302
86. Lewis, J. S.; Grinspoon, D. H. Science 1990, 249, 1273
87. Krasnopolsky, V. A. Planet. Space Sci. 2006, 54, 1352
88. Krasnopolsky, V. A.; Pollack, J. B. Icarus 1994, 109, 58
89. Zhang, X.; Liang, M.-C.; Montmessin, F.; Bertaux, J.-L.; Parkinson, C.; Yung, Y. L. Nat. Geosci. 2010, 3, 834
90. Krasnopolsky, V. A. Icarus 2012, 218, 230
91. Krasnopolsky, V. A. Icarus 2007, 191, 25