Laboratori de Química Física II

S'estudiarà l'oxidació de l'àcid malònic per anions bromat en medi àcid utilitzant ions Ce+3 i Ce+4 com a catalitzadors, reacció que s'anomena de Belousov-Zhabotinskii en honor dels seus descobridors. La reacció exhibix oscil·lacions en la concentració d'alguns dels components de la mescla de reacció. En particular, s'estudiarà l'oscil·lació de les concentracions de les formes oxidada i reduïda del catalitzador per mitjà de potenciometría i s'analitzarà com es veuen afectades les dites oscil·lacions per l'addició de certs ions a la mescla de reacció. Es realitzarà l'observació de figures espai-temporals que poden formar-se davall certes condicions experimentals.

Conceptes relacionats. Reaccions oscil.lants, figures espai-temporals, reacció de Belousov- Zhabotinskii, autocatàlisi, potencial formal.

• Guió de la pràctica

L'objectiu de la pràctica és l'estudi potenciomètric i voltamperomètric del parell redox ${\mathrm{Fe(CN)}}_6^{3-}/{\mathrm{Fe(CN)}}_6^{4-}$ L'estudi potenciomètric permet conèixer el potencial formal del parell en condicions d'equilibri. L'estudi voltamperomètric permet determinar aquesta magnitud dinàmicament i, ja que la velocitat de reducció i oxidació sobre els elèctrodes està controlada per difusió, és possible calcular el coeficient de difusió per al ${\mathrm{Fe(CN)}}_6^{3-}$.

Finalment, l'estudi voltamperomètric informa sobre la irreversibilitat dels processos d'oxidació i de reducció sobre els elèctrodes en funció de la velocitat d'escombratge.

Conceptes relacionats. Potenciometria, volamperometria, difusió, reversibilitat, potencial formal.

• Guió de la pràctica
• Planol de distribució

La pràctica es divideix en dues parts. En la primera, s’enregistraran els espectres d’absorció, de fluorescència i d’excitació d’un conjunt de colorants orgànics. La intensitat de la emissió fluorescent es relacionarà amb l’estructura molecular dels colorants. En la segona part s’estudiarà el procés de desactivació bimolecular (“quenching”) de la emissió fluorescent de la molècula de riboflavina per els ions iodur, I−.

Conceptes relacionats: Espectroscòpia electrònica, estats excitats (singlet, triplet), processos fotofísics, cinètica fotoquímica.

• Guió de la pràctica
• Planol de distribució

• Equip UV-Vis (Jenway73)
• Espectrofluorímetre F2500 Fluoresceina
• Espectrofluorímetre F2500 Riboflavina
• Espectrofluorímetre F2710 Fluoresceina
• Espectrofluorímetre F2710 Riboflavina

1. Determinar la tensió superficial (γ) de mescles binàries etanol-aigua.
2. Establir una equació per a la variació de (γ) amb la concentració d'etanol en dissolucions aquoses.
3. Determinació aproximada de l’excés superficial d’etanol i de l'àrea mitjana d’una molècula superficial.

• Guió de la pràctica
• Planol de distribució

La pràctica té com a objecte l’estudi cinètic de l’oxidació fotoquímica de la trifenilfosfina en medi orgànic. La cinètica es segueix mesurant la fracció romanent d’este compost mitjançant la cromatografia HPLC de fase reversa. Les dades obtingudes permeten calcular l’ordre i la constant de velocitat de la reacció i s’utilitzaran, en la pràctica d’actinomètria, per a determinar la dependència de la velocitat específica respecte de la intensitat d’il·luminació.

• Guió de la pràctica
• Planol de distribució

• Instruccions CROM-1
• Instruccions CROM-2
• Instruccions CROM-3

1. Mesura de les viscositats de diversos gasos: nitrogen i diòxid de carboni.
2. Estimar el diàmetre molecular de cadascun dels gasos emprats mitjançant la teoria Cinètica de Gasos.

1. Determinació de la massa molecular de dos gasos: nitrogen i diòxid de carboni.
2. Comprovació de l'interval de validesa de la llei de gasos ideals en aquests dos casos.

• Guió de la pràctica
• Planol de distribució

La pràctica introdueix l’alumne en els principals mètodes de càlculs semiempírics. El mètode PM3 s’utilitzarà per a obtenir l’estructura electrònica i propietats de l’estat fonamental, i el mètode INDO/S per a calcular les propietats relacionades amb els estats excitats. La determinació d’aquestes propietats permetrà a l’estudiant determinar i analitzar el canvi de transferència electrònica intramolecular (TEI) que es produeix en cables moleculars amb espaiadors π conjugats de diferent naturalesa i longitud, i establir els factors que faciliten el transport d’electrons i, per tant, la seua capacitat de comportar-se com a bons fils moleculars.

• Guió de la pràctica

Part I: L’objectiu de la pràctica es familiaritzar l’alumne amb el model de Orbitals Moleculars construïts com a Convinació Lineal d’Orbitals Atòmics (molde OM-CLOA). S’utilitzarà el mètode d'OM més simple de tots, el mètode de Hückel, que va ser proposat per E. Hückel a 1931. La simplicitat del model utilitzat converteix aquest mètode en una ferramenta escel·lent per a ilustrar conceptes quìmic-quàntics d’estructura molecular com ara ordres d’enllaç, densitat electròniques i energies orbitals. Els exercicis proposats mostraran com utilitzar aquests conceptes per predir propietats moleculars com ara distàncies d’enllaç, capacitat donadora i/o acceptora d’electrons, reactivitat, etc. Cal destacar que, malgrat la seua antiguitat, el mètode de Hückel continua sent utilitzat en investigació i que el seu coneixement és part del curriculum de qualsevol estudiant de química orgànica o inorgànica.

La concepció de la pràctica és totalment interactiva, no solament amb l'ordinador, sinó també amb els professors. És molt important que es compreneu tots els conceptes. No us limiteu a veure passar els resultats sobre la pantalla de l'ordinador, discutiu els resultats en profunditat amb els vostres companys i pregunteu tot el que no enteneu al professor.

Part II: Familiaritzar-se amb els següents conceptes: superfície de potencial, mínim local, mínim global, punt de cadira, barrera de potencial, optimització de la geometria, coordenades internes, camp de forces, mecànica molecular.

• Guió de la pràctica

L’objectiu de la pràctica és familiaritzar l’alumne amb el model d’Orbitals Moleculars construïts com a Combinació Lineal d’Orbitals Atòmics (OM-CLOA). S’utilitzarà el mètode d’OM més simple de tots, el mètode de Hückel, que va ser proposat per E. Hückel el 1931. La simplicitat del model utilitzat converteix aquest mètode en una eina excel·lent per tal d’il·lustrar conceptes químicquàntics d’estructura molecular com ara ordres d’enllaç, densitats electròniques i energies orbitals. Els exercicis proposats mostraran com utilitzar aquests conceptes per predir propietats moleculars com ara distàncies d’enllaç, capacitat donadora i/o acceptora d’electrons, reactivitat, etc. Cal destacar que, malgrat la seua antiguitat, el mètode de Hückel continua sent utilitzat en investigació i que el seu coneixement és part del currículum de qualsevol estudiant de química orgànica o inorgànica La concepció de la pràctica és totalment interactiva, no solament amb l’ordinador, sinó també amb els professors. És molt important que entenga tots els conceptes. No us limiteu a veure passar els resultats sobre la pantalla de l’ordinador, discutiu els resultats en profunditat amb els vostres companys i pregunteu tot el que no enteneu al professor.

• Guió de la pràctica

Familiaritzar-se amb els següents conceptes: superfície de potencial, mínim local, mínim global, punt de cadira, barrera de potencial, optimització de la geometria, coordenades internes, camp de forces, mecànica molecular.

• Guió de la pràctica

L’objectiu de la pràctica és el muntatge i calibratge d’un actinòmetre ferrioxàlic de Parker, el qual utilitzarem per a determinar la ràtio de les intensitats d’irradiació dels dos fotorreactors emprats en la fotooxidació de la trifenilfosfina. La ràtio permet determinar la dependència de la velocitat específica de la fotooxidació amb la intensitat d’irradiació.

• Guió de la pràctica