FotoqumicaDe Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegacin, bsqueda

Ilustracin del espectro electromagntico. La fotoqumica, una subdisciplina de la qumica, es el estudio de las interacciones entre tomos, molculas pequeas, y la luz (o radiacin electromagntica). La primera ley de la fotoqumica, conocida como la ley de Grotthus-Draper (por los qumicos Theodor Grotthuss y John W. Draper), establece que la luz debe ser absorbida por una sustancia qumica para que d lugar a una reaccin fotoqumica. La segunda ley de la fotoqumica, la ley de Stark-Einstein, establece que para cada fotn de luz absorbido por un sistema qumico, solamente una molcula es activada para una reaccin fotoqumica. Esto es tambin conocido como la ley de la fotoequivalencia y fue derivada por Albert Einstein en el momento en que la teora cuntica de la luz estaba siendo desarrollada. La fotoqumica puede ser introducida como una reaccin que procede con la absorcin de luz. Normalmente, una reaccin (no slo una reaccin fotoqumica) ocurre cuando una molcula gana la energa de activacin necesaria para experimentar cambios. Un ejemplo de esto es la combustin de la gasolina (un hidrocarburo) en dixido de carbono y agua. Esta es una reaccin qumica en la que una o ms molculas o especies qumicas se transforman en otras. Para que esta reaccin se lleve a cabo debe ser suministrada energa de activacin. La energa de activacin es provista en la forma de calor o una chispa. En el caso de las reacciones fotoqumicas, es la luz la que provee la energa de activacin. La absorcin de un fotn de luz por una molcula reactiva puede adems permitir que ocurra una reaccin no slo llevando la molcula a la energa de activacin necesaria, sino tambin cambiando la simetra de la configuracin electrnica de la molcula, permitiendo un camino de reaccin de otra forma inaccesible, tal como lo describen las reglas de seleccin de Woodward-Hoffman. Una reaccin de cicloadicin de 2+2 es un ejemplo de una reaccin pericclica que puede ser analizada utilizando estas reglas o por la relacionada teora del orbital molecular.

Contenido[ocultar]

1 Principales conceptos 2 Regiones del espectro electromagntico 3 Reaccin fotoqumica 4 Sistemas de reaccin fotoqumica 5 Bibliografa

[editar] Principales conceptosLos pilares de la fotoqumica son la espectroscopa UV, reacciones fotoqumicas en qumica orgnica y fotosntesis en bioqumica. Otros trminos importantes para la fotoqumica son: Fotones, absorcin y emisin (transiciones electrnicas), el principio de Franck-Condon, los niveles de energa, el espn, la conversin interna, el efecto fotoelctrico y el efecto Compton.

[editar] Regiones del espectro electromagnticoEl espectro electromagntico es amplio, sin embargo, un fotoqumico se encontrar trabajando con algunas regiones clave. Algunas de las secciones ms ampliamente usadas del espectro electromagntico incluyen:

Luz Visible: 400-700 nm Ultravioleta: 100-400 nm Infrarrojo cercano: 700-1000 nm Infrarrojo lejano: 15-1000 m

[editar] Reaccin fotoqumicaEn la reaccin fotoqumica o reaccin inducida por la luz, generalmente la luz acta produciendo radicales libres en las molculas, como HO o CH. Estas reacciones son tpicas de la atmsfera, teniendo un papel importante en la formacin de contaminantes secundarios a partir de gases emitidos por combustiones y actividades humanas, como los xidos de nitrgeno (NOx) y los hidrocarburos. Otro inters de estas reacciones radica en su potencial uso en la oxidacin de materia orgnica presente en aguas contaminadas (POA, o Procesos de oxidacin avanzada), donde se emplean oxidantes tales como agua oxigenada u ozono, luz ultravioleta y dixido de titanio como catalizador. Las fotorreacciones tienen lugar fcilmente (siempre que pueda producirse la absorcin de luz) porque la absorcin de luz lleva a la molcula a un estado excitado que contiene ms energa que el estado fundamental. Al contener ms energa, la molcula excitada es ms reactiva. La ventaja de la fotoqumica es que proporciona una va directa y rpida para la reaccin qumica. "Las reacciones fotoqumicas" se producen como consecuencia de la aparicin en la atmsfera de oxidantes, originados al reaccionar entre s los xidos de nitrgeno, los hidrocarburos y el oxgeno en presencia de la radiacin ultravioleta de los rayos del sol. La formacin de los oxidantes se ve favorecida en situaciones estacionarias de altas presiones asociados a una fuerte insolacin y vientos dbiles que dificultan la dispersin de los contaminantes primarios. Si se tienen reacciones iniciadas por energa procedente de luz, se denomina reaccion fotoqumica. Se dice que las molcula de oxigeno en la reaccion en el ambiente ha sido descompuesta fotoqumicamente o bien ha sufrido una fotlisis. Dentro de este tambin encontramos como reaccin fotoqumica como

resultado de reacciones inducidas por la luz entre los contaminantes a el llamado smog fotoqumico y a veces es descrito como "una capa de ozono en un lugar erroneo", en contraste con el ozono estratosfrico.la formacion de smog fotoqumico se produce por reaccion de los xidos de nitrgeno con los hidrocarburos voltiles, compuestos cada vez ms cmunes en ambientes urbanos. La formacin de smog fotoqumico se favorece en condiciones de inversin trmica y en zonas expuestas a la radiacin solar. Una localizacin donde la formacin de smog es frecuente es los ANGELES, esto es debido a que en esta ciudad convergen una serie de condiciones que facilitan su formacin: trfico denso, abundacia de radiacin y situaciones de inversin trmica frecuente, sin embargo el trfico rodado ha trasladado el problema a otras reas urbanas. La frecuencia de smog se caracteriza por la acumulacin de neblinas amarillentas constituidas por ozono y otro oxidantes, con los efectos nocivos descritos anteriormente. Dentro de las reacciones fotoqumicas encontramos que se rige por una serie de leyes fundamentales como: Ley de absorcin de Grotthus-Draper Una radiacin no puede provocar accin qumica ms que si es absorbida por un cuerpo (o un sistema de cuerpos); si no, no puede haber transmisin de energa luminosa. Es conveniente sealar que las radiaciones que constituyen el color de un cuerpo son justamente las no absorbidas. No tienen, por lo tanto, efecto sobre el mismo. Por el contrario las radiaciones complementarias de ste color son absorbidas y son susceptibles de accin. Por ejemplo, una sustancia de color verde emite el verde pero absorbe el rojo y el azul. No podr ser descompuesta ms que por estos dos ltimos colores. Ley energtica Para que una radiacin luminosa acte eficazmente, debe poseer una energa, por lo menos, igual a la necesaria para la transformacin qumica. Se sabe que la radiaciones poseen tanta ms energa cuanto ms cortas sean sus longitudes de onda (o ms elevadas sean sus frecuencias). La energa transportada por un fotn viene dada por la expresin: ( c= velocidad de la luz)en la que h es la constante de Plank, igual a 6,55x10-27 ergios. Ley de la equivalencia fotoqumica (o ley de Einstein) A cada fotn absorbido, corresponde una molcula descompuesta o combinada. Se sobreentiende que los fotones activos satisfacen la ley energtica precedente. Segn esto se comprueba que prcticamente el nmero de fotones activos absorbidos en una reaccin qumica, corresponde raramente al nmero de molculas descompuestas con el nmero de fotones absorbidos,se obtiene un rendimiento cuntico que vara entre amplios lmites, de 0,1 a 1000 (y ms). Slo algunas reacciones tienen un rendimiento terico igual a la unidad. A pesar de estas contradicciones, no se puede poner en duda la validez de la ley de Einstein, y la razn de las variaciones experimentales es simple: a) Cuando la reaccin qumica exige una aportacin de energa (reaccin endotrmica, como en el caso de los haluros de plata, r es todo lo ms igual a 1. En general es ms pequeo, como en la descomposicin fotoqumica del clorhdrico gas, pues esta reaccin es reversible. Para descomponer el amonaco NH3 en nitrgeno e hidrgeno, por los rayos ultravioletas, son precisos cuatro fotones por molcula ( = 0,25.). Segn la longitud de onda, se puede modificar el equilibrio fotoqumica a un sentido u otro. As, en la reaccin reversible cido malico cido fumrico donde con el ultravioleta = 313 mm existe 44 % de cido maleico y 56 % de cido fumrico, mientras que con una onda ms corta = 200 mm, el cido maleico se regenera, con un 75 % de cido maleico y 25 % de cido fumrico. En el primer caso, el rendimiento cuntico es de 0,03 mientras que se eleva a 0,1, por la reaccin inversa.

b) Cuando las radiaciones absorbidas provocan primero una activacin de la molcula, que reacciona a continuacin sobre una segunda molcula neutra para dar productos de descomposicin, segn el esquema siguiente: AB + hv = (AB) (AB) + AB = 2A + 2B el rendimiento cuntico es casi igual a 2. Dentro de las tecnologias aplicadas a las reacciones fotoqumicas encontramos que estas tecnologias se basan en los efectos determinados por la luz en determinadas sustancias qumicas mediante procedimientos pertenecientes a fenmenos fsicos como la ptica y procedimientos mecnicos como el obturador. La base de estas tecnologas se encuentra en un soporte de celuloide revestido de una emulsin de sales de plata sensibles a la luz y que se conoce con el nombre usual de pelcula, para lograr la impresin de la pelcula se requiere la accin de una cmara capaz de recoger la luz que reflejan los objetos y graduar su incidencia en la emulsin de la pelcula para dejarla sensibilizada de forma que en el revelado se produzca una reaccin qumica mediante la cual las sales de plata varan su colocacin de diferente manera si se trata de pelcula de blanco y negro o color en los lugares que han sido impactados por la luz, por tanto se produce un proceso de fsica ptica y un proceso qumico.

[editar] Sistemas de reaccin fotoqumicaEl propsito fundamental de la incorporacin de reactores post-columna fotoqumica en un mtodo de deteccin es la de convertir el analito a partir de un producto o coleccin de productos, que han mejorado significativamente las propiedades de la deteccin por fluorescencia (FL), la radiacin ultravioleta (UV), la deteccin de la CE, etc . Los aspectos ms originales de la fotoqumica proporcionan la base para una serie de reacciones (por ejemplo, la fotlisis, photohydrolysis, reordenamientos intramoleculares, photodimerization, fotoionizacin y / o reacciones de transferencia de electrones). Por lo general, las reacciones post-columna fotolisis son explotados en la CE, donde se somete a la disociacin del analito para formar entidades electroactivos. Por ejemplo, los compuestos orgnicos nitrados producir el anin nitrito, que se oxida en un electrodo de carbn vtreo para formar nitrato. Modificacin de la estructura qumica del analito es especfica para el tipo de la reaccin del analito es capaz de someterse a las condiciones de la fase mvil. Como consecuencia, cuando la comparacin para los componentes de la matriz de la muestra, este efecto generalmente resulta en una mayor especificidad y selectividad para el analito y, con frecuencia, aumento de la sensibilidad. La conversin de una reaccin fotoqumica depende, adems de la concentracin de los reactivos, de la intensidad, cantidad y longitud de onda de luz suministrada. La conversin de la reaccin aumenta con la cantidad e intensidad de la energa lumnica suministrada. La energa lumnica suministrada por ciertas longitudes de onda de la luz son del orden de las energas de activacin de muchas reacciones qumicas, por tanto, provocan la reaccin. En un rango de estas energas se centra la fotoqumica. Sin la citada energa lumnica, la reaccin no tiene lugar. Segn el modelo lineal radial, la intensidad recibida por la solucin no es funcin de la coordenada axial. Una medida calculada a partir de dos valores con error tendr un error asociado mayor que los errores asociados a cada uno de los valores a partir de los cuales ha sido calculada.

[editar] BibliografaMicrosoft Encarta 2009. 1993-2008 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. Qumica ambiental colin baird university of westerm ontario editorial revert S.A.pag.33 y 91 Qumica medioambiental segunda edicin, thomas G. spiro princeton university, william M. stigliani editorial pearson prentice hall. pag. 230. Sciencedirect.com http://www.sciencedirect.com/science? _ob=ArticleURL&_udi=B6TF4-4XFPR281&_user=3179229&_coverDate=01%2F04%2F2010&_alid=1296986363&_rdoc=1&_f mt=high&_orig=search&_cdi=5216&_sort=r&_docanchor=&view=c&_ct=68707&_ac ct=C000059970&_version=1&_urlVersion=0&_userid=3179229&md5=885f0886a653 acd7067615fcabc34502 Ms funtes: Ronald G. W. Norrish Pgina web creada por la Fundacin Nobel. Ofrece una biografa del galardonado. En ingls: http://www.sciencedirect.com/science? _ob=ArticleListURL&_method=list&_ArticleListID=1349569680&_sort=r&view=c&_ acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=396003de1e7d98e 74a978eca97bc8ca5 http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1967/norrish-bio.html http://www.textoscientificos.com/fotografia/fotoquimica Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Fotoqu%C3%ADmica Categora: FotoqumicaHerramientas personales

Vistas

Iniciar sesin / crear cuenta Artculo Discusin

Espacios de nombres

Variantes

Buscar

Leer Editar Ver historial

AccionesPrincipio del formulario

Especial:Buscar

Final del formulario

Navegacin

Portada

Portal de la comunidad Actualidad Cambios recientes Pginas nuevas Pgina aleatoria Ayuda Donaciones Notificar un error Crear un libro Descargar como PDF Versin para imprimir Lo que enlaza aqu Cambios en enlazadas Subir archivo Pginas especiales Enlace permanente Citar este artculo Catal esky Deutsch English Suomi Franais Magyar Bahasa Indonesia Ido slenska Italiano

Imprimir/exportar

Herramientas

En otros idiomas

Nederlands Polski Portugus Romn Slovenina Svenska Esta pgina fue modificada por ltima vez el 26 jul 2011, a las 18:08. El texto est disponible bajo la Licencia Creative Commons Atribucin Compartir Igual 3.0; podran ser aplicables clusulas adicionales. Lee los trminos de uso para ms informacin. Poltica de privacidad Acerca de Wikipedia Limitacin de responsabilidad