Apuntes - Unidad II Fotoquimica - Quimica Tecnologica

UNIVERSIDAD POLITECNICA Y ARTISTICA DEL PARAGUAY

UPAP – FILIAL VILLETA/GUARAMBARE

APUNTES DE QUIMICA TECNOLOGICA

UNIDAD II. FOTOQUIMICA

Material Recopilado por el

Lic. Quím. Jorge Blas Ramírez González.

Para las Carreras de

Ingeniería.

VILLETA/GUARAMBARE – DEPARTAMENTO CENTRAL – PARAGUAY.

Año: octubre de 2015

QUIMICA TECNOLOGICA INDICE.

Preparado por el Lic. Quím. Jorge Blas Ramírez González Índice i Cel: 0961 421 483 e-mail: [email protected]

INDICE GENERAL.

UNIDAD II. FOTOQUIMICA......................................................................................................... 1

Fotoquímica. ........................................................................................................................... 1

Principales conceptos............................................................................................................ 1

Regiones del espectro electromagnético. .............................................................................. 2

Reacción fotoquímica. ........................................................................................................... 2

Ley de Lambert – Beer y ley de equivalencia. .......................................................................... 4

Ley de Lambert – Beer. ......................................................................................................... 4

Expresión. ........................................................................................................................... 4

Para líquidos: .................................................................................................................... 4

Para gases: ........................................................................................................................ 4

Ley de Beer-Lambert en la atmósfera. ................................................................................... 5

Procesos fotoquímicos. ........................................................................................................... 6

Radicales Hidroxilo ................................................................................................................ 6

Formación del radical HO ...................................................................................................... 6

Sumideros del HO• ............................................................................................................... 7

Concentración global de HO• ................................................................................................ 7

Reacciones fotosensibilizadas. ................................................................................................ 8

Fluorescencia y fosforescencia. ............................................................................................... 8

Fluorescencia. ....................................................................................................................... 8

Fosforescencia. ..................................................................................................................... 9

Daños por radiación. ............................................................................................................. 10

Enfermedad por radiación ................................................................................................... 10

Consideraciones ................................................................................................................ 10

mailto:[email protected]

Universidad Politécnica y Artística del Paraguay Filial Villeta/Guarambare.

Página ii Materia: QUIMICA TECNOLOGICA

Causas .............................................................................................................................. 11

Síntomas ........................................................................................................................... 11

INDICE DE GRAFICOS

Ilustración 13. Espectro electromagnético, parte del esfuerzo para utilizar el formato SVG en Commons. ................................................................................................................................ 1

Ilustración 14. Diagrama esquemático de reacciones de los radicales OH, HO2 y RO2. ................ 7

INDICE DE TABLAS.

No se encuentran elementos de tabla de ilustraciones.

QUIMICA TECNOLOGICA UNIDAD II. FOTOQUIMICA.

Preparado por el Lic. Quím. Jorge Blas Ramírez González Página 1 Cel: 0961 421 483 e-mail: [email protected]

UNIDAD II. FOTOQUIMICA.

Fotoquímica.

La fotoquímica, una subdisciplina de la química, es el estudio de las interacciones entre átomos, moléculas pequeñas, y la luz (o radiación electromagnética).

La primera ley de la fotoquímica, conocida como la ley de Grotthuss – Draper (por los químicos Theodor Grotthuss y John Draper), establece que la luz debe ser absorbida por una sustancia química para que dé lugar a una reacción fotoquímica.

La segunda ley de la fotoquímica, la ley de Stark – Einstein, establece que para cada fotón de luz absorbido por un sistema químico, solamente una molécula es activada para una reacción fotoquímica. Esto es también conocido como la ley de la fotoequivalencia y fue derivada por Albert Einstein en el momento en que la teoría cuántica de la luz estaba siendo desarrollada.

La fotoquímica puede ser introducida como una reacción que procede con la absorción de luz. Normalmente, una

reacción (no sólo una reacción fotoquímica) ocurre cuando una molécula gana la energía de activación necesaria para experimentar cambios. Un ejemplo de esto es la combustión de la gasolina (un hidrocarburo) en dióxido de carbono y agua. Esta es una reacción química en la que una o más moléculas o especies químicas se transforman en otras. Para que esta reacción se lleve a cabo debe ser suministrada energía de activación. La energía de activación es provista en la forma de calor o una chispa. En el caso de las reacciones fotoquímicas, es la luz la que provee la energía de activación.

La absorción de un fotón de luz por una molécula reactiva puede además permitir que ocurra una reacción no sólo llevando la molécula a la energía de activación necesaria, sino también cambiando la simetría de la configuración electrónica de la molécula, permitiendo un camino de reacción de otra forma inaccesible, tal como lo describen las reglas de selección de Woodward-Hoffman. Una reacción de ciclo adición de 2 + 2 es un ejemplo de una reacción pericíclica que puede ser analizada utilizando estas reglas o por la relacionada teoría del orbital molecular.

Principales conceptos.

Los pilares de la fotoquímica son la espectroscopia UV, reacciones fotoquímicas en química orgánica y fotosíntesis en bioquímica.

Otros términos importantes para la fotoquímica son: Fotones, absorción y emisión (transiciones electrónicas), el principio de Franck – Condon, los niveles de energía, el espín, la conversión interna, el efecto fotoeléctrico y el efecto Compton.

Ilustración 1. Espectro electromagnético, parte del esfuerzo para utilizar el formato SVG en Commons.



Página 2 Materia: QUIMICA TECNOLOGICA

Regiones del espectro electromagnético.

El espectro electromagnético es amplio, sin embargo, un fotoquímico se encontrará trabajando con algunas regiones clave. Algunas de las secciones más ampliamente usadas del espectro electromagnético incluyen:

Luz Visible: 400-700 nm Ultravioleta: 100-400 nm Infrarrojo cercano: 700-1000 nm Infrarrojo lejano: 15-1000 µm

Reacción fotoquímica.

En la reacción fotoquímica o reacción inducida por la luz, generalmente la luz actúa produciendo radicales libres en las moléculas, como HO o CH. Estas reacciones son típicas de la atmósfera, teniendo un papel importante en la formación de contaminantes secundarios a partir de gases emitidos por combustiones y actividades humanas, como los óxidos de nitrógeno (NOx) y los hidrocarburos. Otro interés de estas reacciones radica en su potencial uso en la oxidación de materia orgánica presente en aguas contaminadas (POA, o Procesos de oxidación avanzada), donde se emplean oxidantes tales como agua oxigenada u ozono, luz ultravioleta y dióxido de titanio como catalizador.

Las fotorreacciones tienen lugar fácilmente (siempre que pueda producirse la absorción de luz) porque la absorción de luz lleva a la molécula a un estado excitado que contiene más energía que el estado fundamental. Al contener más energía, la molécula excitada es más reactiva. La ventaja de la fotoquímica es que proporciona una vía directa y rápida para la reacción química.

"Las reacciones fotoquímicas" se producen como consecuencia de la aparición de oxidantes en la atmósfera, originados al reaccionar entre sí los óxidos de nitrógeno, los hidrocarburos y el oxígeno en presencia de la radiación ultravioleta de los rayos del sol. La formación de los oxidantes se ve favorecida en situaciones estacionarias de altas presiones asociados a una fuerte insolación y vientos débiles que dificultan la dispersión de los contaminantes primarios. Si se tienen reacciones iniciadas por energía procedente de luz, se denomina reacción fotoquímica. Se dice que las moléculas de oxígeno en la reacción en el ambiente ha sido descompuesta fotoquímicamente o bien ha sufrido una fotólisis. Dentro de este también encontramos como reacción fotoquímica como resultado de reacciones inducidas por la luz entre los contaminantes al llamado smog fotoquímico y a veces es descrito como "una capa de ozono en un lugar erróneo", en contraste con el ozono estratosférico. La formación de smog fotoquímico se produce por reacción de los óxidos de nitrógeno con los hidrocarburos volátiles, compuestos cada vez más comunes en ambientes urbanos. La formación de smog fotoquímico se favorece en condiciones de inversión térmica y en zonas expuestas a la radiación solar. Una localización donde la formación de smog es frecuente es los ANGELES, esto es debido a que en esta ciudad convergen una serie de condiciones que facilitan su formación: tráfico denso, abundancia de radiación y situaciones de inversión térmica frecuente, sin embargo el tráfico rodado ha trasladado el problema a otras áreas urbanas. La frecuencia de smog se caracteriza por la acumulación de neblinas amarillentas constituidas por ozono y otro oxidantes, con los efectos nocivos descritos anteriormente.



Dentro de las reacciones fotoquímicas encontramos que se rige por una serie de leyes fundamentales como:

Ley de absorción de Grotthus-Draper: Una radiación no puede provocar acción química más que si es absorbida por un cuerpo (o un sistema de cuerpos); si no, no puede haber transmisión de energía lumínica.

Es conveniente señalar que las radiaciones que constituyen el color de un cuerpo son justamente las no absorbidas. No tienen, por lo tanto, efecto sobre el mismo. Por el contrario las radiaciones complementarias de éste color son absorbidas y son susceptibles de acción. Por ejemplo, una sustancia de color verde emite el verde pero absorbe el rojo y el azul. No podrá ser descompuesta más que por estos dos últimos colores.

Ley energética: Para que una radiación luminosa actúe eficazmente, debe poseer una energía, por lo menos, igual a la necesaria para la transformación química.

Se sabe que la radiaciones poseen tanta más energía cuanto más cortas sean sus longitudes de onda (o más elevadas sean sus frecuencias). La energía transportada por un fotón viene dada por la expresión: E=hν, donde ν es la frecuencia de la radiación y h es la constante de Planck, igual a 6,55x10-27 ergios.

Ley de la equivalencia fotoquímica (o ley de Einstein): A cada fotón absorbido, corresponde una molécula descompuesta o combinada. Se sobreentiende que los fotones activos satisfacen la ley energética precedente. Según esto se comprueba que prácticamente el número de fotones activos absorbidos en una reacción química, corresponde raramente al número de moléculas descompuestas con el número de fotones absorbidos, se obtiene un rendimiento cuántico que varía entre amplios límites, de 0,1 a 1000 (y más). Sólo algunas reacciones tienen un rendimiento teórico igual a la unidad.

A pesar de estas contradicciones, no se puede poner en duda la validez de la ley de Einstein, y la razón de las variaciones experimentales es simple:

Cuando la reacción química exige una aportación de energía (reacción endotérmica, como en el caso de los haluros de plata, r es todo lo más igual a 1. En general es más pequeño, como en la descomposición fotoquímica del clorhídrico gas, pues esta reacción es reversible.

Para descomponer el amoníaco NH3 en nitrógeno e hidrógeno, por los rayos ultravioletas, son precisos cuatro fotones por molécula (= 0,25.).

Según la longitud de onda, se puede modificar el equilibrio fotoquímica a un sentido u otro. Así, en la reacción reversible ácido maléico ácido fumárico donde con el ultravioleta = 313 mm existe 44 % de ácido maléico y 56 % de ácido fumárico, mientras que con una onda más corta = 200 mm, el ácido maléico se regenera, con un 75 % de ácido maléico y 25 % de ácido fumárico. En el primer caso, el rendimiento cuántico es de 0,03 mientras que se eleva a 0,1, por la reacción inversa.

Cuando las radiaciones absorbidas provocan primero una activación de la molécula, que reacciona a continuación sobre una segunda molécula neutra para dar productos de descomposición, según el esquema siguiente:




AB + hv = (AB)

(AB) + AB = 2A + 2B

el rendimiento cuántico es casi igual a 2.

Dentro de las tecnologías aplicadas a las reacciones fotoquímicas encontramos que estas tecnologías se basan en los efectos determinados por la luz en determinadas sustancias químicas mediante procedimientos pertenecientes a fenómenos físicos como la óptica y procedimientos mecánicos como el obturador. La base de estas tecnologías se encuentra en un soporte de celuloide revestido de una emulsión de sales de plata sensibles a la luz y que se conoce con el nombre usual de película, para lograr la impresión de la película se requiere la acción de una cámara capaz de recoger la luz que reflejan los objetos y graduar su incidencia en la emulsión de la película para dejarla sensibilizada de forma que en el revelado se produzca una reacción química mediante la cual las sales de plata varían su colocación de diferente manera si se trata de película de blanco y negro o color en los lugares que han sido impactados por la luz, por tanto se produce un proceso de física óptica y un proceso químico.

Ley de Lambert – Beer y ley de equivalencia.

Ley de Lambert – Beer.

En óptica, la ley de Beer-Lambert, también conocida como ley de Beer o ley de Beer-Lambert-Bouguer es una relación empírica que relaciona la absorción de luz con las propiedades del material atravesado.

La ley de Beer fue descubierta independientemente (y de distintas maneras) por Pierre Bouguer en 1729, Johann Heinrich Lambert en 1760 y August Beer en 1852. En forma independiente, Wilhel Beer y Johann Lambert propusieron que la absorbancia de una muestra a determinada longitud de onda depende de la cantidad de especie absorbente con la que se encuentra la luz al pasar por la muestra.

Expresión.

La ley de Beer-Lambert relaciona la intensidad de luz entrante en un medio con la intensidad saliente después de que en dicho medio se produzca absorción. La relación entre ambas intensidades puede expresarse a través de las siguientes relaciones:

Para líquidos:

𝑰𝟏

𝑰𝟎= 𝟏𝟎−𝜶𝒍 = 𝟏𝟎−𝜶𝒍𝒄 = 𝟏𝟎−𝑨

Para gases:

𝑰𝟏

𝑰𝟎= 𝒆−𝜶′𝒍 = 𝒆−𝝈𝒍𝑵 = 𝒆−𝑨′

donde:



I1, I0, son las intensidades saliente y entrante respectivamente.

A = αlc, es la absorbancia, que puede calcularse también como 𝑨 = − 𝐥𝐨𝐠(𝟏𝟎)𝑰𝟏

𝑰𝟎

l , es la longitud atravesada por la luz en el medio,

C, es la concentración del absorbente en el medio.

α es el coeficiente de absorción,

𝜶′ = 𝟒𝝅 𝒌𝝀

𝝀 es el coeficiente de absorción:

λ, es la longitud de onda de la luz absorbida. kλ, es el coeficiente de extinción.

La ley explica que hay una relación exponencial entre la transmisión de luz a través de una sustancia y la concentración de la sustancia, así como también entre la transmisión y la

longitud del cuerpo que la luz atraviesa. Si conocemos l y α, la concentración de la sustancia

puede ser deducida a partir de la cantidad de luz transmitida.

Las unidades de c y α dependen del modo en que se exprese la concentración de la sustancia absorbente. Si la sustancia es líquida, se suele expresar como una fracción molar. Las unidades de α son la inversa de la longitud (por ejemplo cm-1). En el caso de los gases, c puede ser expresada como densidad (la longitud al cubo, por ejemplo cm-3), en cuyo caso α es una sección representativa de la absorción y tiene las unidades en longitud al cuadrado (cm2, por ejemplo). Si la concentración de c está expresada en moles por volumen, α es la absorbencia molar normalmente dada en mol cm-2.

El valor del coeficiente de absorción α varía según los materiales absorbentes y con la longitud de onda para cada material en particular. Se suele determinar experimentalmente. La ley tiende a no ser válida para concentraciones muy elevadas, especialmente si el material dispersa mucho la luz. La relación de la ley entre concentración y absorción de luz está basada en el uso de espectroscopia para identificar sustancias.

Ley de Beer-Lambert en la atmósfera.

Esta ley también se aplica para describir la atenuación de la radiación solar al pasar a través de la atmósfera. En este caso hay dispersión de la radiación además de absorción. La ley de Beer-Lambert para la atmósfera se suele expresar

𝐼𝑛 = 𝐼0 exp (−𝑚(𝑘𝑎 + 𝑘𝑔 + 𝑘𝑁𝑂2+ 𝑘𝑤 + 𝑘𝑂3

+ 𝑘𝑟)),

donde cada kx es un coeficiente de extinción cuyo subíndice identifica la fuente de absorción o dispersión:

a hace referencia a aerosoles densos (que absorben y dispersan) g son gases uniformemente mezclados (principalmente dióxido de carbono (CO2) y

oxígeno molecular (O2) que sólo absorbe) NO2 es dióxido de nitrógeno, debido principalmente a la contaminación (sólo absorbe) w es la absorción producida por el vapor de agua O3 es ozono (sólo absorción) r es la dispersión de Rayleigh para el oxígeno molecular (O2) y nitrógeno (N2) (responsable del color azul del cielo).




m es la masa de aire

Procesos fotoquímicos.

Conjunto de reacciones químicas que ocurren por influencia de energía radiante, ya sea del sol o de otra fuente. En el caso de las atmósferas contaminadas, mediante este tipo de procesos se producen numerosos contaminantes secundarios los cuales pueden ser más peligrosos que los contaminantes primarios que les dieron origen. El conjunto de estos productos se conoce como neblumo fotoquímico o procesos fotoquímicos.

Estas reacciones son el resultado de procesos de desexcitación que involucran la ruptura de un enlace químico o la formación de iones en alguno de los siguientes procesos:

• Fotodisociación1 de la molécula excitada.

Ej.: O2* → O + O (en la atmósfera superior)

• Reacción directa con otras especies.

Ej.: O2* + O3 → 2O2 + O

• Fotoionización por pérdida de un electrón.

Ej.: N2* → N2+ + e-

Radicales Hidroxilo

Los radicales hidroxilo (HO•) son los intermediarios químicos reactivos más importantes de los procesos químicos atmosféricos.

Se puede decir que los HO• son el detergente de la atmósfera.

Formación del radical HO

1) Fotólisis del agua (a grandes alturas).

H2O + hv → HO• + H

2) En presencia de hidrocarburos, se produce HO• en grandes cantidades como intermediario de la formación del esmog fotoquímico.

3) Fotólisis del ácido nitroso (HONO), el cual se forma en superficies en presencia de NO y agua por las noches.

HONO + hv → HO• + NO

1 El proceso más importante porque convierte las especies químicas relativamente estables y no reactivas

en átomos reactivos y radicales libres que participan en otras reacciones (reacciones en cadena).



4) En regiones no contaminadas de la tropósfera, se produce HO• como resultado de la fotólisis del ozono.

O3 + hv (λ< 315 nm) → O* + O2

Seguida por la reacción de una fracción del O* con agua:

O* + H2O → 2 HO•

5) Fotodisociación del peróxido de hidrógeno

H2O2 + hv (λ < 350 nm) → 2 HO•

Sumideros del HO•

Entre las especies atmosféricas traza más importantes que reaccionan con HO• están el CO, SO2, H2S, CH4 y NO.

Cuando reacciona con el metano forma el radical metilo (H3C•), altamente reactivo:

CH4 + HO• → H3C• + H2O

El H3C• reacciona con O2 para formar el radical metilperoxilo H3COO•.

H3C• + O2 → H3COO•

Concentración global de HO•

Se estima una concentración global de HO• en la tropósfera de 2 x105 a 1 x 106 radicales / cm3.

[HO•] es mayor en las regiones tropicales debido a una humedad más elevada y a la mayor incidencia de radiación solar.

Se estima que la [HO•] un 20% mayor en el hemisferio sur que en el hemisferio norte debido a que hay concentraciones más elevadas de CO (de origen antropogénico) en el hemisferio norte. El CO consume HO•.

Ilustración 2. Diagrama esquemático de reacciones de los radicales OH, HO2 y RO2.




Reacciones fotosensibilizadas.

Las reacciones fotosensibilizadas forman una clase importante de las reacciones fotoquímicas. En estas reacciones los reactivos se mezclan con un gas extraño; se usan a menudo vapores de mercurio o cadmio. El hecho fotoquímico primario es la absorción del cuanto por el átomo o molécula extraño.

Si una mezcla de hidrógeno, oxígeno y vapor de mercurio se expone a luz ultravioleta, el vapor de mercurio absorbe fuertemente a 253,7 nm, formando un átomo de mercurio excitado, Hg*.

Hg + hν Hg*.

La energía correspondiente a esta longitud de onda es 471,5 kJ/mol. La energía requerida para disociar la molécula de hidrógeno en su estado fundamental en dos átomos de hidrógeno en su estado fundamental es de 432,0 kJ/mol. La disociación de oxígeno requiere 490,2 kJ/mol. La energía que posee el átomo de mercurio excitado es más que suficiente para disociar el H2, pero no para disociar el O2. La reacción de extinción

Hg* + H2 Hg + H + H

introduce en la mezcla átomos de H que puede iniciar cadenas para formar H2O por el mecanismo usual. Una reacción iniciada de esta manera por luz es una reacción fotosensibilizada; el mercurio se denomina sensibilizador.

La importancia de la fotosensibilización reside en el hecho de que la reacción se produce en presencia de un sensibilizador en circunstancias en las que la disociación fotoquímica directa es imposible. El ejemplo citado es uno de estos casos. El átomo de mercurio absorbió radiación de una longitud de onda de 253,7 nm. El átomo de mercurio excitado disoció una molécula de hidrógeno transfiriendo la energía de excitación en una colisión. El átomo de mercurio tenía 471,5 kJ; de estos, se necesitaron, 432,0 kJ para la disociación, y los 39,5 kJ restantes se convierten en energía en energía de traslación adicional de los dos átomos de hidrógeno y del átomo de mercurio.

Fluorescencia y fosforescencia.

Fluorescencia.

La fluorescencia es un tipo particular de luminiscencia, que caracteriza a las sustancias que son capaces de absorber energía en forma de radiaciones electromagnéticas y luego emitir parte de esa energía en forma de radiación electromagnética de longitud de onda diferente.

La energía total emitida en forma de luz es siempre menor a la energía total absorbida y la diferencia entre ambas es disipada en forma de calor. En la mayoría de los casos la longitud de onda emitida es mayor -y por lo tanto de menor energía- que la absorbida, sin embargo, si la radiación de excitación es intensa, es posible para un electrón absorber dos fotones; en esta absorción bifotónica, la longitud de onda emitida es más corta que la absorbida, sin embargo en ambos casos la energía total emitida es menor que la energía total absorbida.



En general las sustancias fluorescentes absorben energía en forma de radiación electromagnética de onda corta (p ej radiación gamma, rayos x, UV, luz azul, etc.), y luego la emiten nuevamente a una longitud de onda más larga, por ejemplo dentro del espectro visible; los ejemplos más notables de fluorescencia ocurren cuando la luz absorbida se encuentra dentro del rango ultravioleta del espectro -invisible al ojo humano- y la luz emitida se encuentra en la región visible.

El mecanismo de fluorescencia típico implica tres pasos secuenciales, llamados respectivamente absorción (1), disipación no radiactiva (2) y emisión (3).

El ciclo completo es muy breve, transcurre en tiempos del orden de los nanosegundos, por lo que puede considerarse prácticamente instantáneo. Es este tiempo tan corto lo que diferencia a la fluorescencia de otro conocido fenómeno luminoso, la fosforescencia. El mecanismo de fluorescencia también se encuentra muy relacionado con el proceso de quimioluminiscencia.

Las sustancias que son capaces de emitir luz al ser excitadas por diferentes tipos de radiación se denominan fluoróforos. Es posible obtener una amplia variedad de colores por fluorescencia, dependiendo de la longitud de onda que emita el compuesto fluorescente.

El fenómeno de fluorescencia posee numerosas aplicaciones prácticas, entre las que se encuentran por ejemplo análisis en mineralogía, gemología, sensores químicos (espectroscopia fluorescente), pigmentos y tintas, detectores biológicos y lámparas fluorescentes.

Fosforescencia.

La fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorber energía y almacenarla, para emitirla posteriormente en forma de radiación. A aquellos elementos que ofrecen fosforescencia se les conoce como foto-reactivos, es decir que requieren luz para obtener la propiedad, es un elemento de la foto-sensibilidad que por medio de la radiación adquieren la energía necesaria para almacenarla y exponerla posteriormente.

El mecanismo físico que rige este comportamiento es el mismo que para la fluorescencia, no obstante la principal diferencia con ésta es que hay un retraso temporal entre la absorción y la reemisión de los fotones de energía. En la fosforescencia, las sustancias continúan emitiendo luz durante un tiempo mucho más prolongado, aun después del corte del estímulo que la provoca, ya que la energía absorbida se libera lenta (incluso muchas horas después) y continuamente.

Este fenómeno es aprovechado en aplicaciones tales como la pintura de las manecillas de los relojes, o en determinados juguetes que se iluminan en la oscuridad.

Igual que en el caso de la fluorescencia existen ciertos minerales que también tienen propiedades fosforescentes. Éstos son minerales muy extraños y raros de encontrar, pero muy espectaculares dado que el tener fosforescencia implica que también tienen fluorescencia. Su luminiscencia viene dada, en general, por la presencia de iones de elementos de las tierras raras en su estructura. Cabe destacar por ejemplo la willemita, cuya fosforescencia es verde y viene dada por la presencia de arsénico en su estructura. La presencia del arsénico es muy pequeña y eso hace que se considere como una impureza. Sin embargo, no todas las




willemitas tienen fosforescencia, pues según su zona de formación, si ésta no es rica en arsénico no contendría este elemento como impureza y no haría fosforescencia.

Daños por radiación.

Enfermedad por radiación

Es la enfermedad y los síntomas que resultan de la exposición excesiva a la radiación ionizante.

Existen dos tipos básicos de radiación: ionizante y no ionizante.

La radiación no ionizante viene en forma de luz, ondas de radio, microondas y radar. Este tipo de radiación por lo general no produce daño a los tejidos.

La radiación ionizante es la que produce efectos químicos inmediatos en los tejidos humanos y es emitida por los rayos X, los rayos gamma y el bombardeo de partículas (haces de neutrones, electrones, protones, mesones y otros). Este tipo de radiación se puede utilizar para exámenes y tratamientos médicos, propósitos industriales y de manufactura, armamento y desarrollo de armas, entre otros.

Consideraciones

La enfermedad por radiación se produce cuando los seres humanos u otros animales son expuestos a dosis muy altas de radiación ionizante.

La exposición a la radiación se puede presentar como alta y única (aguda) o en una serie de pequeñas exposiciones esparcidas en el tiempo (crónica). La exposición puede ser accidental o intencional, como en la radioterapia.

La enfermedad por radiación generalmente se asocia con la exposición aguda y se presenta con un conjunto de síntomas muy característicos que aparecen de forma ordenada. La exposición crónica suele asociarse a problemas de salud que aparecen más tarde, como el cáncer o el envejecimiento prematuro, que pueden suceder en un período largo de tiempo.

El riesgo de cáncer depende de la dosis y comienza a acumularse incluso si las dosis son muy bajas. No existe un "umbral mínimo".

La exposición proveniente de rayos X o gamma se mide en unidades roentgen (R). Por ejemplo:

La exposición corporal total de 100 R/rad (o 1 Gy) causa enfermedad por radiación.

La exposición corporal total de 400 R/rad (o 4 Gy) produce enfermedad por radiación y muerte en la mitad de los individuos. Sin tratamiento médico, casi toda persona que reciba más de esta cantidad de radiación morirá al cabo de 30 días.

100,000 R/rad (1,000 Gy) producen pérdida del conocimiento casi de inmediato y la muerte al cabo de una hora.



La gravedad de los síntomas y la enfermedad (enfermedad por radiación aguda) dependen del tipo y cantidad de radiación, la duración de la exposición y la parte del cuerpo que estuvo expuesta. Los síntomas de esta enfermedad pueden ocurrir inmediatamente después de la exposición, o durante los siguientes días, semanas o meses. La médula ósea y el tubo digestivo son especialmente sensibles a una lesión por radiación. Los niños y los bebés que aún están en el útero son más propensos a que la radiación les cause lesiones graves.

Debido a que es difícil determinar la cantidad de exposición a radiación a causa de accidentes nucleares, las mejores señales de la gravedad de la exposición son: el tiempo transcurrido entre la exposición y la aparición de los síntomas, la gravedad de dichos síntomas y de los cambios en los glóbulos blancos. Si una persona vomita en menos de una hora después de haber estado expuesta, eso generalmente significa que la dosis de radiación recibida es muy alta y que se puede esperar la muerte.

Los niños que reciben tratamientos con radiación o que han estado accidentalmente expuestos a radiación recibirán tratamiento con base en sus síntomas y en los resultados de los hemogramas. Se necesitan estudios sanguíneos frecuentes que requieren una pequeña punción de una vena a través de la piel para obtener las muestras de sangre.

Causas

Entre las causas se pueden mencionar:

La exposición accidental a dosis altas de radiación, como en los accidentes en plantas de energía nuclear

La exposición a radiación excesiva para tratamientos médicos

Síntomas

Hemorragia por la nariz, la boca, las encías y el recto Sangre en las heces Hematomas Confusión Deshidratación Diarrea Desmayo Fatiga Fiebre Pérdida del cabello Inflamación de áreas expuestas (enrojecimiento, sensibilidad, hinchazón,

sangrado) Úlceras bucales Náuseas y vómitos Úlceras abiertas en la piel Quemaduras de la piel (enrojecimiento, ampollas) Muda de piel Ulceración del esófago, estómago o intestinos Vómitos con sangre




Debilidad

El médico aconsejará el mejor tratamiento para estos síntomas. Se pueden recetar medicamentos para ayudar a reducir las náuseas, el vómito y el dolor. Asimismo, se pueden hacer transfusiones de sangre para la anemia. Los antibióticos se utilizan para prevenir o combatir infecciones.

Apuntes - Unidad II Fotoquimica - Quimica Tecnologica

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