Un reloj químico (o reacción de reloj ) es una mezcla compleja de compuestos químicos que reaccionan 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, cruzar 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 del reloj que agota el sustrato
La reacción de reloj más simple con dos reacciones: [2]
A → C (tasa k 1 )
B + C → productos (tasa k 2 , rápido)
Cuando el sustrato (B) está presente, la especie de reloj (C) se consume rápidamente en la segunda reacción. Solo cuando el sustrato se agota o se agota, la especie C puede acumularse en cantidad, lo que hace que el color cambie. El ejemplo de esta reacción de reloj es la reacción de sulfito / yodato, que también se conoce como reacción de Landolt.
A veces, la reacción de reloj implica la producción de especies intermedias en las 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 dando como resultado el cambio de color.
Reacción de reloj impulsada por autocatálisis
La base de la reacción es similar a la reacción de reloj que agota el 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 agotar el sustrato para observar la cambio de color. El ejemplo de este reloj es la reacción pentationato / yodato. [2] [3]
Comportamiento del pseudo reloj
Las reacciones en esta categoría se comportan como una reacción de reloj, sin embargo, son irreproducibles, impredecibles y difíciles de controlar. Algunos ejemplos son las reacciones de clorito / tiosulfato y yoduro / clorito. [2]
Reacción de reloj loco
La reacción es irreproducible en cada ejecución debido a la falta de homogeneidad inicial de la mezcla que resulta de la variación en la velocidad de agitación, el volumen total y la geometría de los reactores. La repetición de la reacción de manera estadísticamente significativa conduce a la curva de distribución de probabilidad acumulativa reproducible. El ejemplo de este reloj es la reacción yodato / ácido arsénico. [4]
Una reacción puede caer en más de una de las clasificaciones anteriores según las circunstancias. Por ejemplo, la reacción de yodato-ácido arsénico puede ser una reacción de reloj que agota el sustrato, una reacción de reloj impulsada por autocatálisis y una reacción de reloj loco.
Ejemplos
Una clase de ejemplo son las reacciones del reloj de yodo , en las que una especie de yodo se mezcla con reactivos redox en presencia de almidón. Después de un retraso, aparece repentinamente un color azul oscuro debido a la formación de un complejo de almidón y triyoduro .
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 al agregar ácido perclórico , ácido malónico y sulfato de manganeso . [5]
Ver también
Referencias
- ↑ Wright, Stephen W. (1 de enero de 2002). "Tick Tock, un reloj de vitamina C". Revista de educación química . 79 (1): 40A. doi : 10.1021 / ed079p40 .
- ^ a b c d Horváth, Attila K .; Nagypál, István (23 de febrero de 2015). "Clasificación de reacciones de reloj". ChemPhysChem . 16 (3): 588–594. doi : 10.1002 / cphc.201402806 .
- ^ Xu, L .; Horváth, AK (2014). "Un posible candidato para ser clasificado como una reacción de reloj impulsada por la autocatálisis: cinética de la reacción de pentationato-yodato" . Revista de Química Física . 118 : 32.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ↑ Valkai, L .; Csekő, G .; Horváth, AK (2015). "Comportamiento de reloj loco inducido por falta de homogeneidad inicial en la reacción de yodato-ácido arsénico en un medio tamponado en condiciones de lote agitado" . Phys Chem Chem Phys . 17 : 34.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Briggs, Thomas S .; Rauscher, Warren C. (1 de julio de 1973). "Un reloj de yodo oscilante". Revista de educación química . 50 (7): 496. Código Bibliográfico : 1973JChEd..50..496B . doi : 10.1021 / ed050p496 . ISSN 0021-9584 .
