Quimica física. Hoja de ejercicios
Enviado por Migui88 • 11 de Febrero de 2023 • Apuntes • 669 Palabras (3 Páginas) • 56 Visitas
Miguel Ángel Domínguez Ruiz
Hoja de ejercicios 4
T8. Se muestra la superficie de energía potencial de la reacción de fosforilación de dihidroxiacetona por ATP en disolución acuosa para dar fosfato de dihidroxiacetona y ADP. Las energías se dan en kcal/mol.
a) Sabiendo que la distancia típica de enlace O-H es 0.95 Å, haga una tabla indicando el valor de d1, d2 y d3 para todos los puntos estacionarios relevantes de la reacción.
b) Sabiendo d1, d2 y d3, dibuje las estructuras de Lewis de los puntos estacionarios relevantes en el mecanismo de reacción.
c) Represente sobre la superficie el camino de mínima energía.
d) Dibuje el perfil de energía potencial de la reacción indicando el valor aproximado de las energías de todos los puntos estacionarios relevantes.
e) Calcule la energía de la reacción y la(s) energía(s) de activación de la(s) etapa(s) implicada(s).
f) Explique brevemente el carácter atractivo y/o repulsivo de la PES en la(s) etapa(s) implicada(s).
a)
| d1(Å)
| d2−d3(Å)
| d2(Å)
| d3(Å)
|
Reactivos | 3,4 | -0,7 | 0,95 | 1,65 |
T.S.1 | 3,4 | 0 | 1,3* | 1,3* |
Intermedio | 3,4 | 0,8 | 1,75 | 0,95*2 |
T.S.2 | 2,2 | 0,8 | 1,75 | 0,95*2 |
Producto | 1,5 | 1,4 | 2,35 | 0,95*2 |
*Asumiendo que d2 y d3 se aleja y acerca (respectivamente) de manera proporcional:
[pic 1]
[pic 2]
*2Como la distancia típica de 0,95Å es de un enlace O-H: [pic 3]
[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]
b) c)
[pic 10][pic 11]
d)
[pic 12]
e)
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
f)
Por definición, es atractivo cuando el estado de transición se encuentra a lo largo de la coordenada de acercamiento de los reactivos, mientras que las repulsivas a lo largo de la coordenada de vibración del enlace que se rompe.
[pic 16][pic 17] [pic 18][pic 19]
Así pues, con respecto a los reactivos, el T.S.1 sería repulsivo mientras que T.S.2 atractivo.
T11. Para caracterizar un carbón activo se realizaron experimentos de adsorción con ácido benzoico a 298 K. Se preparó una disolución madre 0.0900 M de ácido benzoico. Se tomaron 6 alícuotas de 10 ml a las que se les añadió una cantidad diferente del carbón. Tras agitar 8 h se determinó el pH de cada disolución. Considerando que sólo la forma neutra del ácido se adsorbe:
[pic 20]
a) Justifique si la superficie del carbón es químicamente homogénea.
b) Calcule la masa adsorbida máxima de ácido benzoico por gramo de carbón.
c) Calcule la superficie específica del carbón en m2 ·g-1 .
d) Calcule la energía libre de adsorción en kJ·mol-1 .
Para saber si una superficie es homogénea o no deben compararse el ajuste de datos de las isotermas de Langmuir y Freundlich. Luego, como se han utilizado diferentes cantidades de carbón activo, debe expresarse la masa del ácido benzoico adsorbido relativo a la misma masa del adsorbente (mads/mc).
Para la isoterma de Langmuir se representa 1/m frente a 1/C, mediante la siguiente expresión:
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