La relación Stern-Volmer , que lleva el nombre de Otto Stern y Max Volmer , [1] permite explorar la cinética de un proceso de desactivación intermolecular fotofísica .
Los procesos como la fluorescencia y la fosforescencia son ejemplos de procesos de desactivación (extinción) intramolecular . Una desactivación intermolecular es donde la presencia de otra especie química puede acelerar la tasa de desintegración de una sustancia química en su estado excitado. En general, este proceso se puede representar mediante una ecuación simple:
o
donde A es una especie química, Q es otra (conocido como extintor) y * designa un estado excitado.
La cinética de este proceso sigue la relación de Stern-Volmer:
Dónde es la intensidad, o tasa de fluorescencia, sin un extintor, es la intensidad, o tasa de fluorescencia, con un extintor, es el coeficiente de velocidad del extintor, es el tiempo de vida del estado excitado emisivo de A sin un extintor presente, y es la concentración del extintor. [2]
Para la extinción limitada por difusión ( es decir , extinción en la que el tiempo para que las partículas extintoras se difundan y colisionen con las partículas excitadas es el factor limitante, y casi todas estas colisiones son efectivas), el coeficiente de velocidad de extinción viene dado por, dónde es la constante del gas ideal, es la temperatura en kelvin yes la viscosidad de la solución. Esta fórmula se deriva de la relación de Stokes-Einstein y sólo es útil en esta forma en el caso de dos partículas esféricas de radio idéntico que reaccionan cada vez que se acercan a una distancia R, que es igual a la suma de sus dos radios. La expresión más general para la constante de velocidad limitada de difusión es
Dónde y son los radios de las dos moléculas y es una distancia de aproximación a la que se espera una eficiencia de reacción unitaria (esto es una aproximación).
En realidad, solo una fracción de las colisiones con el apagador son efectivas en el enfriamiento, por lo que el verdadero coeficiente de velocidad de enfriamiento debe determinarse experimentalmente. [3]
Ver también
Optode , un sensor químico que hace uso de esta relación
Fuentes y notas
- ^ Mehra y Rechenberg, Volumen 1, Parte 2, 2001, 849.
- ↑ Permyakov, Eugene A .. [Espectroscopía luminiscente de proteínas], CRC Press, 1993.
- ^ Vida útil de la fluorescencia y extinción dinámica