Junio 1s
(TEMA 4) Una de las siguientes no es una hipótesis de la teoría de colisiones.
(A). Cada molécula se considera esférica con un radio determinado y constante.
(B). Para que se produzca una reacción entre las moléculas estas deben chocar.
(C). Todos los choques entre moléculas de reactivos dan lugar a la reacción.
(D). Durante la reacción se mantiene la distribución de equilibrio de Maxwell-Boltzmann para las velocidades moleculares.
Solución: C. Las siguientes hipótesis permiten obtener una expresión de la constante de velocidad de una reacción elemental bimolecular en fase gaseosa según la teoría de colisiones:
1. Las moléculas son esferas rígidas.
2. Para que se produzca una reacción entre las moléculas A y B, estas deben chocar.
3. No todos los choques dan lugar a reacción. La reacción solo se produce si la energía cinética traslacional relativa a lo largo de la línea que une los centros de las moléculas que colisionan supera una cierta energía umbral. De hecho, solo una fracción minúscula de las colisiones dan lugar a la reacción.
4. Durante la reacción se mantiene la distribución de equilibrio de Maxwell-Boltzmann para las velocidades moleculares.
Junio 2s
(TEMA 4) Supóngase que se quiere estudiar la dinámica de la reacción H + F2 → HF + F por quimioluminiscencia infrarroja. Una de las siguientes afirmaciones es falsa:
(A). El experimento debe hacerse a una presión alta para que la probabilidad de que los productos pierdan energía por colisión sea apreciable.
(B). La medida de la intensidad de las líneas de emisión infrarroja informará de cómo se distribuye la energía del producto HF.
(C). Los estudios de quimioluminiscencia infrarroja darán información sobre la superficie de energía potencial de la reacción.
(D). La quimioluminiscencia infrarroja no se considera una técnica de estudio de dinámicas con láseres.
Solución: A. La técnica de la quimioluminiscencia infrarroja consiste en llevar a cabo la reacción en fase gaseosa a una presión lo suficientemente baja como para que la probabilidad de que los productos pierdan energía vibracional o rotacional por colisión sea despreciable y, en cambio, sea considerable la energía que se pierde por emisión de radiación o quimioluminiscencia.
Si se estudia la reacción H + F2 → HF + F, la medida de la intensidad de las líneas de emisión infrarroja de vibración-rotación del HF nos informará sobre cómo se distribuye la energía de este producto entre sus diferentes estados de vibración-rotación. Como la distribución de los niveles energéticos en las moléculas de los productos viene determinada por la superficie de energía potencial de la reacción, los estudios de la quimioluminiscencia infrarroja proporcionarán información sobre dicha superficie.
Por otra parte, la quimioluminiscencia no es una técnica de láser. Cosa distinta es que, como los niveles vibracionales del producto HF muestran una inversión de población, se pueda utilizar la reacción H + F2 → HF + F para construir un láser.
Septiembre
(TEMA 4) ¿Cuánto vale la energía de activación típica para reacciones bimoleculares en fase gaseosa?
(A). Entre 0,03 y 0,3 kcal/mol
(B). Entre 0,3 y 3 kcal/mol
(C). Entre 3 y 30 kcal/mol
(D). Entre 30 y 300 kcal/mol
Solución: C. Las energías de activación típicas para reacciones bimoleculares en fase gaseosa están entre 3 y 30 kcal/mol (valor, por cierto, bastante más alto que el de 3/2 RT, que a temperatura ambiente es 0,9 kcal/mol, lo que justifica que en la teoría de colisiones la energía umbral y la de activación tengan valores muy parecidos).
