FQ GUÍA DE ESTUDIO 9

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FISICOQUIMICA 
GUIA DE ESTUDIO IX 
BIBLIOGRAFIA: 
-Química Física, P.W. Atkins-DePaula, 8º Edición. Omega (Barcelona), 2008 
-Guía de Trabajos Prácticos de Fisicoquímica 2021. 
 
Teoría de las colisiones y teoría del complejo activado. Catálisis. Fotoquímica. 
Preguntas teóricas. 
 
9.1) Teoría de las colisiones: ¿Cuál es el objetivo de la teoría? A partir de ese objetivo indique: i) el 
modelo en el que se basa, ii) los conceptos de encuentro, colisión y colisión efectiva, iii) ¿cuáles son 
las correcciones que hace al parámetro frecuencia de colisión (ZAB)?, y iv) ¿a qué tipo de reacciones 
puede aplicarse? 
 
9.2) De acuerdo a la teoría de las colisiones la constante de velocidad de una reacción bimolecular 
entre gases puede estimarse teóricamente de acuerdo a la ecuación: 
 
 
Indique el significado fisicoquímico de: i) P y P x σ, ii) , y iii) 
 
 
 
 
9.3) La Teoría de las colisiones establece que: 
 
 
¿Qué similitudes tiene esta ecuación con la de Arrhenius? Explique el significado del factor 
preexponencial de Arrhenius y la Energía de Activación en términos de la Teoría de las colisiones. 
 
9.4) La Teoría de las colisiones establece que: 
 
i) ¿Qué es el requisito energético? ¿Qué parámetro/s de la ecuación está/n asociado/s a este requisito? 
Justifique. ii) ¿Qué es el requisito estérico? ¿Qué parámetro/s de la ecuación está/n asociado/s a este 
requisito? Justifique. 
 
9.5) Enuncie la teoría del complejo activado y comente su aplicación. Utilizando un gráfico de energía 
potencial en función de coordenadas de reacción explique el desarrollo de una reacción bimolecular 
elemental utilizando los conceptos de complejo activado y estado de transición. 
 
9.6) Deduzca la expresión de k2 según la teoría del complejo activado en términos termodinámicos. 
 
9.7) A partir de la expresión k2= (kT/h) Kc# es posible hallar una relación entre H# y Ea. Deduzca 
dicha relación e indique la forma final que adquiere para sistemas condensados y para gases ideales. 
 
9.8) Entropía de activación: Indique cómo puede calcularse y el tipo de información sobre el complejo 
activado que se obtiene a través de su valor en los siguientes casos: i) S# > 0, ii) S# < 0, iii) S# ≈ 
S°. 
 
9.9) Reacciones controladas por difusión: Compare el limite superior de la velocidad máxima en 
reacciones bimoleculares en fase gaseosa y en solución. Debye, aplicando la teoría de Smoluchowski, 
2
1
πμ
8kT
 




 -Ea/RT
 e
Ea/RT-
A 
2
1
x2 eN
8kT
 





=

xPk
Ea/RT-
A 
2
1
x2 eN
8kT
 





=

xPk
Ea/RT-
A 
2
1
x2 eN
8kT
 





=

xPk
planteó que k2= 4 π d L (DA +DB). Explique que significa k2,d, DA y DB (siendo L el número de 
Avogadro). 
 
9.10) Efecto de la fuerza iónica en reacciones en solución acuosa: deduzca la expresión que describe el 
efecto de la fuerza iónica sobre la velocidad de reacción. Indique el ámbito de validez de la expresión 
obtenida. 
 
9.11) Discuta si es posible observar experimentalmente el complejo activado. 
 
9.12) ¿Qué es un catalizador? Describa las propiedades clásicas de los catalizadores. Describa el efecto de 
los catalizadores sobre los parámetros termodinámicos y cinéticos. 
 
9.13) Analice el mecanismo por el cual los catalizadores aumentan la velocidad de una reacción. 
Esquematice el comportamiento de una reacción en presencia y ausencia de un catalizador, en un gráfico de 
ln k en función de la inversa de la temperatura. 
 
9.14) Tipos de catálisis. Describa las características generales de la catálisis homogénea y la catálisis 
heterogénea. Cite ejemplos de cada una. 
 
9.15) Defina el concepto de la catálisis en solución por ácidos y bases. Mediante el empleo de un gráfico de 
ln k = f (pH), ejemplifique el efecto del pH en reacciones químicas. 
 
9.16) Catálisis en fase gaseosa. Comente las reacciones involucradas en la destrucción del O3 por átomos de 
Cl y su relación con la química atmosférica. 
 
9.17) Describa el mecanismo propuesto por Michaelis y Menten para la formación del complejo enzima-
sustrato. En un mismo par de ejes, esquematice la variación de la concentración en función del tiempo del 
sustrato, la enzima, el complejo enzima-sustrato y el producto. 
 
9.18) Comente las características generales de la catálisis heterogénea. Cite ejemplos de aplicación 
industrial. 
 
9.19) Analice la importancia de la superficie del catalizador y del proceso de adsorción en la catálisis 
heterogénea. 
 
9.20) Describa los tipos de adsorción que son la base del mecanismo de catálisis heterogénea. Incluya en su 
respuesta las características generales de cada uno. 
 
9.21) Explique las suposiciones en las que se basa la deducción de la isoterma de adsorción de Langmuir. 
Comente la aplicación de esta ecuación a la catálisis heterogénea y comente el significado de cada uno de 
los términos. 
 
9.22) Enumere las etapas de la catálisis heterogénea. Ejemplifique a través del proceso Haber-Bosch 
(producción de NH3 a partir de H2 y N2). 
 
9.23) Definición de Fotoquímica. Explique la diferencia entre un proceso fotoquímico primario, un 
proceso fotoquímico secundario y un proceso quimioluminiscente. Menciones al menos 3 ejemplos 
biológicos. 
 
9.24) Enuncie las dos leyes de la Fotoquímica. Indique la diferencia entre estados electrónicos 
excitados singulete y triplete. 
 
9.25) Enumere los procesos de desexcitación de una molécula. Indique cada proceso en un diagrama 
de Jablonski. 
 
9.26) Indique con ecuaciones las velocidades de absorción, fluorescencia, conversión interna y 
cruzamiento entre sistemas. 
 
9.27) Explique qué diferencia existe entre los procesos de fluorescencia y fosforescencia. Utilice 
diagramas de energía potencial. 
 
9.28) ¿Qué es un proceso de transferencia de energía en fotoquímica? Discuta con ejemplos los 
fenómenos de extinción y fotosensibilización. 
 
9.29) Deduzca la ecuación de Stern-Volmer (1/ = 1 + kQ/kf [Q] o 1/f = 1 + k2/k1 [Q] ). Esquematice 
en un gráfico las variables de la ecuación. 
 
9.30) Defina quimioluminiscencia. Explique el significado de la determinación de 
quimioluminiscencia de órganos. ¿Cómo se vería afectada la quimioluminiscencia del oxígeno 
singulete en presencia de -caroteno? Explique con ecuaciones y gráfico. 
 
9.31) Describa el mecanismo que justifica el uso de la fototerapia en bebés prematuros que presentan 
un alto contenido circulante de bilirrubina. 
 
9.32) Comente los efectos beneficiosos y nocivos de la radiación solar.