Plasmas no térmicos en atmósferas de compuestos orgánicos volátiles

Abstract

Existe gran importancia en la investigación de compuestos orgánicos volátiles (VOC) por sus siglas en inglés, debido a que son precursores de la formación de productos secundarios gaseosos, estos gases son causados por su oxidación química y se emiten a la atmósfera en grandes cantidades, las cuales son procedentes de fuentes tanto antropogénicas, como naturales. Para poder modelar y controlar su impacto, resulta de gran relevancia comprender las fuentes de los VOC, su distribución y las reacciones fisicoquímicas que modifican estos compuestos de la atmósfera. En este trabajo, se utiliza una fuente de alto voltaje para generar un plasma de los compuestos orgánicos Etanol y Metanol. Se determinan sus características eléctricas mediante Ley de Paschen, se realiza una modificación experimental de la misma Ley, así como su caracterización mediante espectroscopia óptica de emisión. Este tipo de descargas luminiscentes (plasmas), se considera un medio eléctricamente cuasi-neutro, en donde los electrones con suficiente energía pueden producir diferentes procesos atómicos y moleculares de los cuales se destaca la ionización, excitación y disociación, generando partículas y radicales altamente reactivos. Todas estas partículas tienden a interaccionar entre sí formando nuevas especies, o impactar con las superficies circundantes, quedando allí depositadas o arrancando nuevas partículas que se incorporan al plasma. Los impactos electrónicos también excitan a los átomos y moléculas a niveles de energía superiores al fundamental, aumentando su reactividad, es decir, la tendencia a combinarse con otros átomos y moléculas, la cual está directamente relacionada con la facilidad con la que pierden sus electrones de valencia, cuanto menor sea la energía de ionización, mayor será su reactividad. La des-excitación espontánea de estas partículas proporciona una de las características más importantes y distintivas de los plasmas, la emisión de luz visible y de radiación, lo que permite la identificación directa de las especies mediante su análisis espectral.