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Heterogene Reaktionen an Schwefelsäureaerosol: Eine ab-initio Untersuchung

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Beichert, P. and Schrems, O. (1999): Heterogene Reaktionen an Schwefelsäureaerosol: Eine ab-initio Untersuchung , Bunsentagung 1999 (Physikalische Chemie der Atmosphäre), 13-15 May, Dortmund (Germany). .
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Heterogene chemische Reaktionen an stratosphärischen Aerosolen spielen bei der Chloraktivierung und dem daraus resultierenden Abbau der Ozonschicht eine wichtige Rolle. Derartige Reaktionen können an Oberflächen von polaren stratosphärischen Wolken (PSCs) oder an Schwefelsäureaerosol ablaufen. Die Aufnahme von Wasserdampf in das Schwefelsäureaerosol ist bei tiefen stratosphärischen Temperaturen sehr schnell. Es stellt sich daher die Frage ob Schwefelsäure aktiv an der Chloraktivierung beteiligt ist, oder nur als Kondensationskern für Wasser dient, in welchem die heterogene Reaktion von Chlornitrat und Chlorwasserstoff schnell ablaufen kann.Obwohl Schwefelsäureaerosol eine wichtige Rolle in der Chloraktivierung spielen kann, sind bisher keine Studien bekannt, welche die Mechanismen der Reaktionen auf molekularer Ebene untersuchen.Die freie Enthalpie der Komplexbildung aus Schwefelsäure mit Spurengasen wurde für stratosphärische Bedingungen berechnet. Unsere Rechnungen zeigen weiterhin inwieweit die hohe Reaktionsbarriere der Gasphasenreaktion durch Schwefelsäure herabgesetzt wird. Die Geometrien der Reaktanten, Produkte und Übergangszustände werden auf Hartree-Fock und MP2 Theorie basierenden Rechnungen mit 6-31G** und 6-311++G(2D, 2P) Basissätzen optimiert. Ein möglicher Einfluß von Schwefelsäureaerosol auf die Chlorpartitionierung und Ozonzerstörung in der Stratosphäre wird auf Basis der von uns erhaltenen Ergebnisse diskutiert.

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