Radical hydroxyle

Définition

Le radical hydroxyle (•OH) est une molécule d'un atome d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Il possède un seul électron non apparié et est donc très réactif. Les radicaux hydroxyles sont des entités très réactives qui endommagent la majorité des composés organiques.

Le radical hydroxyle (•OH) est une espèce chimique importante dans l'atmosphère. Dans la troposphère, c'est le principal oxydant des hydrocarbures naturels et anthropiques, conduisant à la production d'ozone polluant. Dans la stratosphère et la mésosphère, •OH est le principal catalyseur de la destruction de l'ozone.

Le radical hydroxyle :

La structure moléculaire du radical hydroxyle a été calculée à l'aide de programmes de chimie quantique.

Explications

Le radical hydroxyle se forme dans la troposphère à partir de molécules d'ozone et d'eau lorsque les rayons ultraviolets frappent. Comme les radicaux hydroxyles jouent un rôle important dans la dégradation de nombreux gaz à l'état de traces (ex. : smog estival), le radical OH est aussi appelé "détergent de l'atmosphère".

✅ Le radical hydroxyle (•OH) est une molécule extrêmement réactive, composée d'un atome d'oxygène lié à un atome d'hydrogène, reconnue pour son fort pouvoir oxydant. Élément clé de la chimie atmosphérique, il est le principal oxydant de la troposphère, facilitant la décomposition des gaz à effet de serre comme le méthane et des polluants tels que les composés organiques volatils. Ces radicaux sont générés par différents mécanismes, notamment les interactions entre la vapeur d'eau, l'ozone et les rayons ultraviolets du soleil, et sont essentiels à la capacité de l'atmosphère à s'auto-purifier.

Le radical hydroxyle est noté comme :

• radical libre •OH
• ion hydroxyde OH^-
• groupe hydroxyle -OH

Le nom hydroxyle ou oxhydryle désigne l'entité OH qui se compose d'un atome d'oxygène lié à un atome d'hydrogène.

D'autres réactions de formation, dont certaines sont exploitées dans des photoréacteurs pour l'étude de la chimie de l'air, sont la photolyse du peroxyde d'hydrogène (HOOH → 2 •OH) et acide nitreux (HNO₂ → •OH + NO).

Même la nuit, en l'absence de soleil, des radicaux hydroxyles apparaissent. La principale source est la réaction de l'ozone avec les oléfines, qui se déroule via des peroxydes d'alcényle instables.

Il est maintenant bien établi que le radical hydroxyle (OH) joue un rôle important à la fois dans la combustion et dans la chimie atmosphérique. Avec cette reconnaissance du radical OH comme espèce réactive de l'oxygène dominante dans la dégradation des composés organiques à la fois dans la troposphère naturelle et polluée et dans les processus de combustion, des mesures précises de la cinétique des réactions des radicaux OH et l'élucidation de leurs mécanismes et produits ont été les l'objet d'un grand nombre de recherches expérimentales.

Dans de nombreux processus de combustion, le radical OH joue un rôle important, par exemple dans la réaction du gaz oxhydrique et d'autres réactions. Le radical hydroxyle, est le radical libre atmosphérique le plus important et dirige la chimie d'oxydation de la majeure partie des espèces émises dans l'atmosphère. La connaissance de la capacité oxydative de l'atmosphère et de la contribution à celle-ci de divers radicaux libres à courte durée de vie tels que l'hydroxyle (OH), le chlore atomique (Cl) et le nitrate (NO₃) est cruciale pour évaluer les durées de vie et les impacts de nombreux gaz à effet de serre et/ou appauvrissant la couche d'ozone, tels que le méthane et le méthylchloroforme. Dans la troposphère, de nombreux gaz traces importants, tels que les hydrocarbures, les hydrohalocarbures, le monoxyde de carbone et le sulfure de diméthyle (DMS), sont principalement éliminés de l'atmosphère par réaction avec les radicaux •OH.

En 1963, le radical hydroxyle a également été mesuré par des méthodes de radioastronomie dans le milieu interstellaire.

Processus d'oxydation

Les radicaux hydroxyles sont des espèces très réactives qui attaquent la plupart des molécules organiques. Ils sont de nature hautement oxydante, ce qui est attribué à leur potentiel d'oxydation. De plus, en raison de leur nature non sélective, de nombreuses molécules organiques sensibles peuvent facilement être éliminées ou dégradées à l'aide de radicaux hydroxyles (par exemple, acides, alcools, aldéhyde, aromatiques, amines, éthers, cétones, etc.).

En raison de leur courte durée de vie, les radicaux hydroxyles sont produits in situ par oxydation de l'eau ou des ions hydroxyde, comme le montre les Équations 6.1 et 6.2 ou en utilisant une combinaison de diverses méthodes d'oxydation, à savoir H₂O₂/O₃, UV, ultrasons, Fe²⁺

Les radicaux hydroxyles (•OH) existent dans l'équilibre acide/base (équation 9.16) avec pKa = 11,8 (•OH est un acide conjugué de l'ion radical oxyde (O•^-)), avec k_forward (à l'équilibre représenté par l'équation 9.16)=1,3×10¹⁰ M-1 s-1) et k_reverse (à l'équilibre représenté par l'équation 9.16)=7,9×10⁷ s-1

En rapport avec "radical hydroxyle"

• superoxyde

  

  Un superoxyde, ou un hyperoxyde, est un composé chimique contenant l'anion dioxyde O₂⁻• dérivé de l'oxygène.

• hydroxyle

  

  Le groupe hydroxyle (–OH) est un groupe fonctionnel formé d'un atome d'oxygène et d'un atome d'hydrogène.

• radical

  

  En chimie, un radical est une molécule qui contient au moins un électron non apparié. Un atome ou un groupe électriquement neutre est un radical lorsqu'il...

• radical libre

  

  Un radical libre est un type de molécule instable qui est fabriquée au cours du métabolisme cellulaire normal avec les modifications chimiques...