1

Bloque II. Cintica Qumica, catlisis y Fotoqumica

Relacin de problemas

Tema 7. Fotoqumica

1. En un experimento diseado para medir la eficiencia cuntica de una reaccin fotoqumica, se

expuso una sustancia M durante 45 min a luz de 490 nm emitida por una fuente de 100 W. La intensidad

de la luz transmitida fue el 40% de la intensidad de la luz incidente. Como resultado de la irradiacin,

se descompusieron 0,344 moles de M. Determine la eficiencia cuntica. (Sol i = 0.519)

2. En el agua, el rendimiento cuntico y el tiempo de vida de la fluorescencia observados para el

triptfano son fluor = 0,20 y 0 = 2,6 ns, respectivamente. Calcule la constante de velocidad del proceso

de desactivacin fluorescencente. (Sol 7,7 107 s-1)

3. La dimerizacin del antraceno (C4H10) es un proceso fotoqumico, del tipo A* + A A2, que ocurre

con una constante de velocidad kR cuando una disolucin de antraceno en benceno se irradia con luz

UV. No obstante, los dmeros A2 pueden descomponerse en dos molculas de antraceno con una

constante de velocidad kD. Proponga una ecuacin para el rendimiento cuntico del proceso global

haciendo uso de la aproximacin del estado estacionario. Considere que el antraceno es fluorescente y

que adems puede desactivarse mediante conversin interna. No se observ fenmeno de quenching

en el experimento.

4. El cloruro de dansilo, que tiene el mximo de absorcin a 300 nm y el mximo de emisin

fluorescente a 510 nm, puede utilizarse para marcar aminocidos en estudios de microscopa de

fluorescencia y FRET. A continuacin se recogen tabulados los datos de variacin de intensidad

fluorescente respecto del tiempo a partir de la excitacin con un pulso lser de corta duracin (donde

I0 es la intensidad de fluorescencia inicial, a t = 0). (a) Calcule el tiempo de vida de la fluorescencia

observado para el cloruro de dansilo en agua. (b) El rendimiento cuntico de la fluorescencia del

cloruro de dansilo en agua es 0,7.

t (ns) 5,0 10,0 15,0 20,0

If/I0 0,45 0,21 0,11 0,05

2

5. La molcula 2,2-bipiridina forma un complejo con el ion Ru2+, el rutenio (II) tris-(2,2-bipiridilio),

Ru(bipi)32+, que es de naturaleza fluorescente. La extincin del estado excitado *Ru(bipi)3

2+ por parte

del agente quencheante Fe(H2O)63+, en disolucin cida, se estudia a travs de la determinacin del

tiempo de vida de emisin a 600 nm a varias concentraciones de Fe(H2O)63+. Calcule la constante de

velocidad de extincin para esta reaccin a partir de los siguientes datos experimentales. (Sol.

2,77109 dm3 mol-1 s-1)

[Fe(H2O)63+] 104 / mol dm-3 0,0 1,6 4,7 7,0 9,4

107 / s 6,00 4,05 3,37 2,96 2,17

6. La teora de Frster de transferencia de energa resonante, as como las bases de la tcnica FRET,

se puede comprobar por medio de la realizacin de mediciones de fluorescencia sobre una serie de

compuestos en los cuales un dador de energa y un aceptor de se unen covalentemente mediante un

conector molecular rgido de longitud variable y conocida. L. Stryer y R. P. Haugland (Proc. Natl.

Acad. Sci. USA vol. 58, pg. 719, ao 1967) reunieron los siguientes datos acerca de una familia de

compuestos cuya composicin responda a la frmula genrica: dansilo-(L-propilo)n-naftilo, en la cual

la distancia R entre el dador naftilo y el aceptor dansilo variaba desde 1,2 nm a 4,6 nm mediante el

incremento del nmero n de unidades de propilo del conector. Se ajustan los datos recogidos en la

tabla de manera adecuada a la teora de Frster de RET?Cul es el valor de R0 para el par naftilo-

dansilo? (Sol. R0 = 3,49 nm)

R / nm 1.2 1.5 1.8 2.8 3.1 3.4 3.7 4 4.3 4.6

ET 0.99 0.94 0.97 0.82 0.74 0.65 0.40 0.28 0.24 0.16

7. En cierta reaccin fotoqumica usando radiacin de 464 nm, la potencia de la luz incidente fue de

0.00155 W, y el Sistema absorbi el 74% de la luz incidente; se produjeron 6.80x10-6 moles de

producto durante una exposicin de 110s. Calcule el rendimiento cuntico.