28 Teorico 28 Fotoquimica Dra Puntarulo

Tipos de reacciones

FISICOQUIMICA

FOTOQUÍMICA
Química Física, Octava Edición, P. W. Atkins y J. de
Paula. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires,
2008.
Cap. 23 : Velocidades de las reacciones químicas
23.7. Cinética de los procesos fotofísicos y fotoquímicos
23.8. Procesos fotoquímicos complejos

Térmicas o colisionales

Fotoquímicas
Luz absorbida

Colisión de los reactivos

ENERGIAComplejo activado

Estado excitado

27 de Octubre de 2014
Dra. Susana Puntarulo

susanap@ffyb.uba.ar

Fotoquímica

Definición de Fotoquímica.
Explique la diferencia entre un proceso
fotoquímico
primario,
un
proceso
fotoquímico secundario y un proceso
quimioluminiscente.

Área de la Fisicoquímica que trata el efecto de la radiación
electromagnética (luz) sobre las reacciones químicas y de
las reaccionesquímicas que generan luz.
Ejemplos biológicos:
1. fotosíntesis
2. fototaxismo/fototropismo

Menciones al menos 3 ejemplos biológicos.

3. visión
4. ritmos circadianos/estacionales
5. daño biológico por luz
6. luminiscencia de seres vivos

LUZ = Radiación electromagnética
Visión
Energía depende de
longitud de onda de la
radiación
H

cis

trans
H

H

hν

Teoría cuántica (Max Planck)

+

+

E=hνν=c/λ
E de 1 einstein = Ν h ν

R

N

Radiación = número entero de cuantos (paquetes de energia)
R

H

H

N

h = 6.63 x

10-34

Js

Ecuación de Planck

H

c = 3 x 108 m s-1

11-cis-retinal
1 einstein = 6.02 x 1023 fotones o cuantos

trans-retinal

(R = opsina)

1

Procesos fotoquímicos primarios
M + fotón

M*

productos

Estado excitado

Enuncie las dos leyes de la Fotoquímica.

Procesos fotoquímicossecundarios
M + fotón

M*

M * +A

productos

Indique la diferencia entre estados
electrónicos excitados singulete y tripelete.

Procesos quimioluminiscentes
A + B

M*

Productos + fotón

Leyes de la Fotoquímica
Primera Ley de la
Fotoquímica

Estado electrónicos excitado: singulete y triplete

Principio de activación fotoquímica de
Grotthus y Draper (1818)

hν
ν

Sólo la luz que es absorbida poruna sustancia produce una
reacción fotoquímica
Segunda Ley de la
Fotoquímica

Estado basal

Estado electrónico
excitado singulete

Ley de la Equivalencia Fotoquímica o
Principio de activación cuántica de StarkEinstein (1904-1906)

Cualquier molécula o átomo activado por la luz absorbe
únicamente un cuanto de luz que causa la activación

Se produjo
inversión de
espín

hν
ν

Una molécula = un fotónEstado basal
Estado electrónico
excitado triplete

Se aplica sólo a los procesos primarios de absorción de luz

Vías fisicas de excitacion-desexcitación
Diagrama de Jablonski
Conversión
interna

S1

Enumere los procesos de desexcitación de
una molécula.

Cruzamiento
entre sistemas

T1

Absorción
10-16-10-15

Indique cada proceso en un diagrama de
Jablonski.

s

Fluorescencia

Fosforescencia10-12-10-6 s

10-6-10-1 s

S
S00
Dado que la fosforescencia es lenta, las especies en estados triplete
excitados pueden experimentar un gran numero de colisiones con
reactivos antes de su desactivación.

2

Procesos de decaimiento de los estados
excitados (singulete = fluorescencia)

Indique con ecuaciones las velocidades de
absorción, fluorescencia, conversión interna y
cruzamiento entre sistemas.Explique qué diferencia existe entre los
procesos de fluorescencia y fosforescencia.
Utilice diagramas de energía potencial.

absorción

S + hν → S*

Vabs = Iabs

fluorescencia

S* → S + hνfluo

Vfluo = kfluo [S*]

conversión interna

S* → S

VCI = kCI [S*]

cruzamiento entre
sistemas

S* → T*o

VCES = kCES [S*]

Velocidad de formación de S* = Iabs
Velocidad de desactivacion de S* = - (kfluo + kCI +kCES) [S*]

Procesos de decaimiento de los estados
excitados (singulete = fluorescencia)

Fluorescencia

Velocidad de formación de S* = Iabs
Velocidad de desactivacion de S* = - (kfluo + kCI + kCES) [S*]

Planteando la suposición del estado estacionario para la
velocidad de [S*] y definiendo el tiempo de vida de
fluorescencia observado (ττo) y rendimiento cuántico de
fluorescencia (Φfluo )...