Tarea 7

Radiotrazadores en el estudio de los
procesos químicos
Boris I. Kharisov*
Resumen
Se revisan las principales aplicaciones de los
radioisótopos en el estudio de los mecanismos
de reacciones químicas y en la determinación de
varias constantes de compuestos y procesos
químicos.
I. INTRODUCCIÓN
Es sabido que los átomos de diferentes
isótopos del mismo elemento químico se
distinguen por elnúmero de neutrones en los
núcleos y tienen idéntica estructura de sus capas
electrónicas, por eso las propiedades químicas de
sus compuestos son muy similares. Al cambiar la
composición isotópica de una sustancia, se
pueden estudiar más profundamente las
propiedades de los compuestos químicos.
En
comparación
con
los
métodos
tradicionales, el “método de radiotrazadores”,
MRT (uso delos átomos radiactivos para
estudiar las sustancias y procesos químicos) se
caracteriza por una mayor sensibilidad,
simplicidad del equipo y exactitud de
determinación, por eso se usa mucho en varias
áreas: química, física, biología, ingeniería,
medicina, etc. Existen tres direcciones
principales de su uso:
1. Estudio de movimientos de sustancias en
varios sistemas. Los radioisótopos seintroducen a un sistema, y luego se determina
su posición en diferentes partes de ésta. Así
se determinan, por ejemplo, los coeficientes
de difusión.
2. Estudio de mecanismos de procesos y
transformaciones. Así se determinan, por
ejemplo, las constantes de reacciones
reversibles, sitios de formación y destrucción
de enlaces en moléculas, etc.

Ingenierías, Julio-Diciembre 1998, Vol.1,No.2

3. Determinación de cantidad de sustancias, por
ejemplo, determinación de solubilidad de
compuestos *poco solubles o su presión de vapor
saturado.
En esta revisión se describen los métodos
principales del uso de los radiotrazadores en varios
procesos químicos.
II. USOS EN QUÍMICA FÍSICA E INORGÁNICA1
a. Determinación de solubilidad
Los métodos tradicionales de determinación desolubilidad de sustancias poco solubles se basan en las
mediciones de conductimetría, potenciometría o
polarografía, que tienen sus propios desventajas y
límites. El uso del MRT para estos objetivos permite
usar cualquier compuesto en cualquier solvente (polar
o no polar, estable o inestable, volátil, etc.) o sus
mezclas, en presencia o ausencia de otros compuestos.
Vamos a ver, como sedetermina la solubilidad de
un compuesto, si se conoce su actividad específica. La
actividad registrada de los m gramos de un compuesto
es Isólida, la actividad del mismo compuesto en V mL de
su solución es Isolución. Ya que durante el paso a la
solución la composición isotópica de los compuestos
no cambia las actividades específicas de este
compuesto en fase sólida
Iesp.,sólida = Isólida/m
y ensolución Iesp.,solución deben ser iguales:
Iesp.,sólida = Iesp.,solución = Iesp.
En el caso, cuando 1 mL de la solución saturada
contiene s gramos del compuesto (o sea, su solubilidad
s se mide en g/mL),
Iesp.,solución = Isolución/Vs
Se puede transformar esta ecuación como
*

Facultad de Ciencias Químicas, UANL.

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Radiotrazadores en el estudio de los procesos químicosIsólida/m = Isolución/Vs
y determinar la solubilidad como
s = Isolución m/(Isólida V) = Isolución/(Iesp..V)
Si es necesario determinar la solubilidad
como L moles por 1 litro (mol/L), la formula
anterior se transforma en:

corriente en la espiral 3, y las zonas 1 y 4 se separan.
Después de enfriar la ampolla, se determina la
actividad I (imp./min) del arsénico desublimado en la
zona 4 y elvolumen V de ésta. La presión de vapor (en
Pa) se calcula de acuerdo con la fórmula p = RT/MV .
I/Iesp. (R = 8314 Pa.L/(mol.K), M es el peso molecular
del vapor). A veces la ampolla se enfría
momentáneamente en el nitrógeno líquido o agua;
después de eso, se analiza el contenido de la zona 4.

L = 103s/M = 103Isoluciónm/MIsólidaV =
= 103Isolución/MIesp.V,
donde M es el peso molecular de la...