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Bromamine Decomposition Revisited: A Holistic Approach for Analyzing Acid and Base Catalysis Kinetics
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2017-11-11 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b02661 David G. Wahman 1 , Gerald E. Speitel 2 , Lynn E. Katz 2
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2017-11-11 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b02661 David G. Wahman 1 , Gerald E. Speitel 2 , Lynn E. Katz 2
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Chloramine chemistry is complex, with a variety of reactions occurring in series and parallel and many that are acid or base catalyzed, resulting in numerous rate constants. Bromide presence increases system complexity even further with possible bromamine and bromochloramine formation. Therefore, techniques for parameter estimation must address this complexity through thoughtful experimental design and robust data analysis approaches. The current research outlines a rational basis for constrained data fitting using Brønsted theory, application of the microscopic reversibility principle to reversible acid or base catalyzed reactions, and characterization of the relative significance of parallel reactions using fictive product tracking. This holistic approach was used on a comprehensive and well-documented data set for bromamine decomposition, allowing new interpretations of existing data by revealing that a previously published reaction scheme was not robust; it was not able to describe monobromamine or dibromamine decay outside of the conditions for which it was calibrated. The current research’s simplified model (3 reactions, 17 constants) represented the experimental data better than the previously published model (4 reactions, 28 constants). A final model evaluation was conducted based on representative drinking water conditions to determine a minimal model (3 reactions, 8 constants) applicable for drinking water conditions.
中文翻译：
溴胺分解的再探讨：分析酸和碱催化动力学的整体方法
氯胺的化学过程很复杂，许多反应都是串联和并联进行的，许多反应是被酸或碱催化的，因此产生了许多速率常数。溴化物的存在会进一步增加系统的复杂性，甚至可能形成溴胺和溴氯胺。因此，用于参数估计的技术必须通过周到的实验设计和可靠的数据分析方法来解决这种复杂性。当前的研究概述了使用Brønsted理论进行约束数据拟合的合理基础，微观可逆性原理在可逆酸或碱催化反应中的应用以及利用虚拟产物跟踪表征平行反应的相对重要性。这种整体方法用于溴胺分解的全面且有据可查的数据集，通过揭示先前发布的反应方案不可靠，从而对现有数据进行新的解释；它无法描述超出校准条件的单溴胺或二溴胺的衰变。当前研究的简化模型（3个反应，17个常数）比以前发表的模型（4个反应，28个常数）更能代表实验数据。基于代表性的饮用水条件进行了最终模型评估，以确定适用于饮用水条件的最小模型（3个反应，8个常数）。当前研究的简化模型（3个反应，17个常数）比以前发表的模型（4个反应，28个常数）更能代表实验数据。基于代表性的饮用水条件进行了最终模型评估，以确定适用于饮用水条件的最小模型（3个反应，8个常数）。当前研究的简化模型（3个反应，17个常数）比以前发表的模型（4个反应，28个常数）更能代表实验数据。基于代表性的饮用水条件进行了最终模型评估，以确定适用于饮用水条件的最小模型（3个反应，8个常数）。
更新日期：2017-11-13
中文翻译：
溴胺分解的再探讨：分析酸和碱催化动力学的整体方法
氯胺的化学过程很复杂，许多反应都是串联和并联进行的，许多反应是被酸或碱催化的，因此产生了许多速率常数。溴化物的存在会进一步增加系统的复杂性，甚至可能形成溴胺和溴氯胺。因此，用于参数估计的技术必须通过周到的实验设计和可靠的数据分析方法来解决这种复杂性。当前的研究概述了使用Brønsted理论进行约束数据拟合的合理基础，微观可逆性原理在可逆酸或碱催化反应中的应用以及利用虚拟产物跟踪表征平行反应的相对重要性。这种整体方法用于溴胺分解的全面且有据可查的数据集，通过揭示先前发布的反应方案不可靠，从而对现有数据进行新的解释；它无法描述超出校准条件的单溴胺或二溴胺的衰变。当前研究的简化模型（3个反应，17个常数）比以前发表的模型（4个反应，28个常数）更能代表实验数据。基于代表性的饮用水条件进行了最终模型评估，以确定适用于饮用水条件的最小模型（3个反应，8个常数）。当前研究的简化模型（3个反应，17个常数）比以前发表的模型（4个反应，28个常数）更能代表实验数据。基于代表性的饮用水条件进行了最终模型评估，以确定适用于饮用水条件的最小模型（3个反应，8个常数）。当前研究的简化模型（3个反应，17个常数）比以前发表的模型（4个反应，28个常数）更能代表实验数据。基于代表性的饮用水条件进行了最终模型评估，以确定适用于饮用水条件的最小模型（3个反应，8个常数）。
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