Les particules atmosphériques à haute teneur en eau, également appelées gouttelettes d'aérosol, sont largement présentes sur Terre et jouent un rôle important dans la chimie et la météorologie planétaire. Ces particules sont généralement produites dans un air relativement propre après des émissions de gaz qui se nucléent et se condensent. Plusieurs fois, ce processus est dominé par les acides organiques qui ont été observés dans les villes fortement polluées. Une question difficile qui a récemment attiré l'intérêt de nombreux experts est le mécanisme inconnu par lequel les acides carboxyliques organiques se dissolvent de la phase gazeuse dans de telles particules aqueuses.

Dans le nouveau travail du professeur Marcelo Guzman et de ses étudiants Alexis Eugene et Elizabeth Pillar à l'Université du Kentucky en collaboration avec A.J. Colussi de Caltech, des gouttelettes micrométriques ont été utilisées pour montrer que l'acide acétique et l'acide pyruvique se comportent comme des acides plus forts du côté air à la surface de l'eau que lorsqu'ils sont dissous dans l'eau en vrac.

À cette fin, les chercheurs ont utilisé l'ionisation électrospray en ligne (OESI) pour générer des microgouttelettes, dans un processus dominé par l'aérosolisation assistée pneumatiquement d'échantillons liquides à pH fixe. Les microgouttelettes dans OESI ont été impactées par les molécules d'acide de la phase gazeuse avant que les ions ne soient générés et détectés par un spectromètre de masse (MS). La technique a permis l'observation efficace de l'une des réactions chimiques les plus fondamentales, le transfert de protons des molécules d'acide à la surface de l'eau.

Le groupe de Marcelo Guzman à l'Université du Kentucky est tombé sur une augmentation de l'acidité des microgouttelettes en essayant d'analyser des échantillons par OESI-MS. Les chercheurs ont remarqué que les molécules d'acide acétique et pyruvique étaient toutes deux des acides plus forts à la surface de l'eau. "Ils étaient probablement plus enclins à transférer un proton lorsqu'ils atteignaient la surface de l'eau provenant de l'air, même plus de 50 et 500 fois", " dit Guzman. Les chercheurs ont conclu que le comportement et la stabilité de chaque paire d'acide et de base à l'interface jouaient un rôle important dans ce phénomène. Les résultats de ce travail aideront à interpréter comment les acides carboxyliques communs trouvés dans les aérosols, les nuages ​​et les eaux brumeuses se comportent dans l'atmosphère et contribuent à la conception de stratégies de réduction de la pollution atmosphérique.