elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Experimental determination of the temperature dependence of water activities for a selection of aqueous organic solutions

Ganbavale, G. und Marcolli, C. und Krieger, U. K. und Zuend, A. und Stratmann, Greta und Peter, T. (2014) Experimental determination of the temperature dependence of water activities for a selection of aqueous organic solutions. Atmospheric Chemistry and Physics, Seiten 9993-10012. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-14-9993-2014. ISSN 1680-7316.

[img] PDF
3MB

Offizielle URL: http://www.atmos-chem-phys.net/14/9993/2014/acp-14-9993-2014.html

Kurzfassung

This work presents experimental data of the temperature dependence of water activity in aqueous organic solutions relevant for tropospheric conditions (200–273 K). Water activity (aw) at low temperatures (T) is a crucial parameter for predicting homogeneous ice nucleation. We investigated temperature-dependent water activities, ice freezing and melting temperatures of solutions, and vapour pressures of a selection of atmospherically relevant aqueous organic systems. To measure aw over a wide composition range and with a focus on low temperatures, we use various aw measurement techniques and instruments: a dew point water activity meter, an electrodynamic balance (EDB), differential scanning calorimetry (DSC), and a setup to measure the total gas phase pressure at equilibrium over aqueous solutions. Water activity measurements were performed for aqueous multicomponent and multifunctional organic mixtures containing the functional groups typically found in atmospheric organic aerosols, such as hydroxyl, carboxyl, ketone, ether, ester, and aromatic groups. The aqueous organic systems studied at several fixed compositions over a considerable temperature range differ significantly in their temperature dependence. Aqueous organic systems of 1,4-butanediol and methoxyacetic acid show a moderate decrease in aw with decreasing temperature. The aqueous M5 system (a multicomponent system containing five different dicarboxylic acids) and aqueous 2-(2-ethoxyethoxy)ethanol solutions both show a strong increase of water activity with decreasing temperature at high solute concentrations for T < 270 K and T < 260 K, respectively. These measurements show that the temperature trend of aw can be reversed at low temperatures and that linear extrapolations of high-temperature data may lead to erroneous predictions. To avoid this, experimentally determined aw at low temperature are needed to improve thermodynamic models towards lower temperatures and for improved predictions of the ice nucleation ability of organic–water systems.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/90730/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experimental determination of the temperature dependence of water activities for a selection of aqueous organic solutions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ganbavale, G.IAC, ETH ZürichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marcolli, C.IAC, ETH ZurichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krieger, U. K.IAC, ETH ZurichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zuend, A.McGill University, MontrealNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stratmann, GretaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peter, T.ETH, Zürich, CHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2014
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.5194/acp-14-9993-2014
Seitenbereich:Seiten 9993-10012
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:water activity, aqueous organic solutions, troposphere, homogeneous ice nucleation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Stratmann, Greta
Hinterlegt am:25 Sep 2014 13:57
Letzte Änderung:02 Mai 2019 14:04

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.