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Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie
UMR 7590 - Sorbonne Université/CNRS/MNHN/IRD

Séminaire / Seminar - Ivan Gladich - Direct observation of the complex S(IV) equilibria at the liquid-vapor interface by combining XPS spectroscopy and molecular dynamics - 17 janvier 2025 à 14 h

Vendredi 17 janvier 2025 à 14 h

IMPMC - Sorbonne Université - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Barre 22-23, 4e étage, salle 401

Ivan Gladich - Senior Scientist - Qatar Environment and Energy Research Institut

Abstract

The multi-phase oxidation of S(IV) plays a crucial role in the atmosphere, leading to the formation of haze and severe pollution episodes.  In this study, we demonstrate how atomistic simulations at the first-principles level, combined with experimental X-ray photoelectron, can offer molecular-level insights into S(IV) tautomerization and the reaction barriers for SO₂ formation pathways at the liquid droplet interface. Our findings reveal a depletion of bisulfite at low pH at the liquid-vapor interface, resulting in a different tautomer ratio at the interface compared to the bulk. On a molecular-scale level, we explain this with the formation of a stable contact ion pair between sulfonate and hydronium ions, and with the higher energetic barrier for the dehydration of sulfonic acid at the liquid-vapor interface. Our findings highlight the contrasting physicochemical behavior of interfacial versus bulk environments, where the pH dependence of the tautomer ratio reported here has a significant impact on both SO2 uptake kinetics and reactions involving NOx and H2O2 at aqueous aerosol interfaces. 

16/01/25

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