Hispanopedia WikiUn reloj químico (o reacción de reloj ) es una mezcla compleja de compuestos químicos reactivos en la que el inicio de una propiedad observable (decoloración o coloración) ocurre después de un tiempo de inducción predecible debido a la presencia de especies de reloj en una cantidad detectable. [ 1 ] En los casos en que uno de los reactivos tiene un color visible, superar un umbral de concentración puede provocar un cambio de color abrupto después de un lapso de tiempo reproducible.
Tipos
Las reacciones del reloj se pueden clasificar en tres o cuatro tipos: [ 2 ]
Reacción de reloj por agotamiento del sustrato
La reacción de reloj más simple que consta de dos reacciones: [ 2 ]
- A → C (tasa k 1 )
- B + C → productos (tasa k 2 , rápida)
Cuando el sustrato (B) está presente, la especie C se consume rápidamente en la segunda reacción. Solo cuando el sustrato B se agota por completo, la especie C puede acumularse, provocando el cambio de color. Un ejemplo de esta reacción de reloj es la reacción de sulfito/yodato o reacción de reloj de yodo , también conocida como reacción de Landolt .
En ocasiones, una reacción en cadena implica la producción de especies intermedias en tres reacciones consecutivas.
- P + Q → R
- R + Q → C
- P + C → 2R
Dado que Q está en exceso, cuando el sustrato (P) se agota, C se acumula, lo que provoca el cambio de color.
Reacción de reloj impulsada por autocatálisis
La base de la reacción es similar a la reacción de reloj por agotamiento de sustrato, excepto por el hecho de que la velocidad k 2 es muy lenta, lo que lleva a la coexistencia de sustratos y especies de reloj, por lo que no es necesario que el sustrato se agote para observar el cambio de color. Un ejemplo de este reloj es la reacción de pentationato/yodato. [ 2 ] [ 3 ]
Comportamiento del pseudoreloj
Las reacciones de esta categoría se comportan como una reacción de reloj, sin embargo, son irreproducibles, impredecibles y difíciles de controlar. Ejemplos de ello son las reacciones de clorito/tiosulfato y yoduro/clorito. [ 2 ]
Reacción al reloj loco
La reacción es irreproducible en cada ensayo debido a la inhomogeneidad inicial de la mezcla, que resulta de la variación en la velocidad de agitación, el volumen total y la geometría de los reactores. Repetir la reacción de forma estadísticamente significativa conduce a una curva de distribución de probabilidad acumulativa reproducible. Un ejemplo de este mecanismo es la reacción de yodato/ácido arsenioso. [ 4 ]
Una misma reacción puede pertenecer a más de una de las clasificaciones anteriores, dependiendo de las circunstancias. Por ejemplo, la reacción entre el yodato y el ácido arsenioso puede ser una reacción de reloj con agotamiento del sustrato, una reacción de reloj impulsada por autocatálisis o una reacción de reloj loca.
Ejemplos
Un ejemplo de ello son las reacciones del reloj de yodo , en las que una especie de yodo se mezcla con reactivos redox en presencia de almidón. Tras un breve lapso, aparece repentinamente un color azul oscuro debido a la formación de un complejo de triyoduro-almidón .
La reacción del reloj de cinamaldehído es una reacción orgánica de reloj en la que se añade acetona a una solución básica que contiene trans- cinamaldehído y acetona. Tras un breve lapso, aparece repentinamente un precipitado de dicinamalacetona .
Se pueden agregar reactivos adicionales a algunos relojes químicos para construir un oscilador químico . Por ejemplo, la reacción de Briggs-Rauscher se deriva de una reacción de reloj de yodo mediante la adición de ácido perclórico , ácido malónico y sulfato de manganeso . [ 5 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Wright, Stephen W. (2002-01-01). "Tic tac, un reloj de vitamina C". Journal of Chemical Education . 79 (1): 40A. doi : 10.1021/ed079p40 .
- 1 2 3 4 Horváth, Atila K.; Nagypál, István (23 de febrero de 2015). "Clasificación de reacciones de reloj". ChemPhysChem . 16 (3): 588– 594. doi : 10.1002/cphc.201402806 . PMID 25425415 .
- ↑ Xu, L.; Horváth, AK (2014). "Un posible candidato para ser clasificado como una reacción de reloj impulsada por autocatálisis: cinética de la reacción de pentationato-yodato" . Journal of Physical Chemistry . 118 (32): 6171– 6180. Bibcode : 2014JPCA..118.6171X . doi : 10.1021/jp5057573 . PMID 25068832 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ↑ Valkai, L.; Csekő, G.; Horváth, AK (2015). "Comportamiento de reloj loco inducido por inhomogeneidad inicial en la reacción de yodato-ácido arsenioso en un medio tamponado bajo condiciones de lote agitado". Phys Chem Chem Phys . 17 (34): 22187– 22194. Bibcode : 2015PCCP...1722187V . doi : 10.1039/c5cp02572a . PMID 26239390 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ↑ Briggs, Thomas S.; Rauscher, Warren C. (1973-07-01). "Un reloj de yodo oscilante". Journal of Chemical Education . 50 (7): 496. Bibcode : 1973JChEd..50..496B . doi : 10.1021/ed050p496 . ISSN 0021-9584 .
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