Quimioionización

La quimioionización es la formación de un ion a través de la reacción de un átomo o molécula en fase gaseosa con un átomo o molécula en un estado excitado, creando nuevos vínculos.^[1]^[2] Este proceso es útil en espectrometría de masas porque crea bandas únicas que pueden usarse para identificar moléculas.^[3] Este proceso es extremadamente común en la naturaleza, como parte de la reacción inicial primaria en las llamas.

Historia[editar]

El término quimioionización fue acuñado por Hartwell F. Calcote en 1948 en el Tercer Simposio sobre Combustión y Llama, y Fenómenos de Explosión.^[4] El Simposio potenció muchas de las primeras investigaciones sobre estos fenómenos en los años 1950. La mayoría de las investigaciones sobre este tema se realizaron en las décadas de 1960 y 1970.

Posteriormente ha pasado a ser parte de numerosas técnicas de ionización diferentes, utilizadas en espectrometría de masas.^[5]^[6]

Reacciones[editar]

La quimioionización puede ser representada por

{\ce {G^{\ast }{}+M->M^{+\bullet }{}+e^{-}{}+G}}

donde G es la sustancia en estado excitado (indicado por el asterisco), y M es la sustancia que queda ionizada por la pérdida de un electrón para formar el radical catiónico (indicado por el superíndice formado por el signo más y el punto).

El ejemplo más común de quimioionización de Tipo-A ocurre en la llama de los hidrocarburos. La reacción puede ser representada como

{\ce {O + CH -> HCO+ + e^-}}

^[7]

Esta reacción está presente en cualquier llama de hidrocarburo y puede dar cuenta de la desviación en la cantidad de iones esperable a partir del estado de equilibrio termodinámico.^[8] Este hecho puede entonces llevar a una quimioionización del Tipo-B, que puede ser representada como

{\ce {HCO+{}+e^{-}->{H3O+ \atop C3H3}+M->M+{}+productos}}

Así como

{\ce {CH{}+O{}+M->CHO{}+M^{\ast }->M{}+{\mathit {h\nu }}}}

M* representa un metal en estado excitado. Esta reacción ilustra la luz generada por la quimiorreacción de ionización, lo que se traduce en la conocida luz asociada con las llamas.^[9]

Implicaciones astrofísicas[editar]

La quimioionización ha sido propuesta como un fenómeno presente en las atmósferas ricas en hidrógeno que rodean las estrellas. Este tipo de reacción llevaría a la formación de muchos más átomos de hidrógeno excitados que lo que prevén los modelos establecidos, afectando a la posibilidad de determinar las calidades ópticas apropiadas de las atmósferas solares con estos modelos.^[10]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

↑ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. «chemi-ionization». Compendium of Chemical Terminology. Versión en línea (en inglés).
↑ Klucharev, A. N. (1993), «Chemi-ionization processes», Physics-Uspekhi 36 (6): 486, Bibcode:1993PhyU...36..486K, doi:10.1070/PU1993v036n06ABEH002162 .
↑ Dyke, John M.; Shaw, Andrew M.; Wright, Timothy G. (1994). «Study of Chemiionization Reactions in the O + 2-Butyne Reaction Mixture». The Journal of Physical Chemistry 98 (25): 6327-6331. ISSN 0022-3654. doi:10.1021/j100076a016.
↑ Calcote, Hartwell F. (1948). «Electrical properties of flames». Symposium on Combustion and Flame, and Explosion Phenomena 3 (1): 245-253. ISSN 1062-2896. doi:10.1016/S1062-2896(49)80033-X.
↑ Chen, Lee Chuin; Yu, Zhan; Hiraoka, Kenzo (2010). «Vapor phase detection of hydrogen peroxide with ambient sampling chemi/chemical ionization mass spectrometry». Analytical Methods 2 (7): 897. ISSN 1759-9660. doi:10.1039/c0ay00170h.
↑ Mason, Rod S.; Williams, Dylan R.; Mortimer, Ifor P.; Mitchell, David J.; Newman, Karla (2004). «Ion formation at the boundary between a fast flow glow discharge ion source and a quadrupole mass spectrometer». Journal of Analytical Atomic Spectrometry 19 (9): 1177. ISSN 0267-9477. doi:10.1039/b400563p.
↑ Vinckier, C.; Gardner, Michael P.; Bayes, Kyle D. (1977). «A study of chemi-ionization in the reaction of oxygen atoms with acetylene». The Journal of Physical Chemistry 81 (23): 2137-2143. ISSN 0022-3654. doi:10.1021/j100538a001.
↑ Fontijn, A.; Miller, W.J.; Hogan, J.M. (1965). «Chemi-ionization and chemiluminescence in the reaction of atomic oxygen with C2H2, C2D2, and C2H4». Symposium (International) on Combustion 10 (1): 545-560. ISSN 0082-0784. doi:10.1016/S0082-0784(65)80201-6.
↑ Sugden, T M (1962). «Excited Species in Flames». Annual Review of Physical Chemistry 13 (1): 369-390. Bibcode:1962ARPC...13..369S. ISSN 0066-426X. doi:10.1146/annurev.pc.13.100162.002101.
↑ Mihajlov, Anatolij A.; Ignjatović, Ljubinko M.; Srećković, Vladimir A.; Dimitrijević, Milan S. (2011). «CHEMI-IONIZATION IN SOLAR PHOTOSPHERE: INFLUENCE ON THE HYDROGEN ATOM EXCITED STATES POPULATION». The Astrophysical Journal Supplement Series 193 (1): 2. Bibcode:2011ApJS..193....2M. ISSN 0067-0049. arXiv:1105.2134. doi:10.1088/0067-0049/193/1/2.

Datos: Q3801426

[1] Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. «chemi-ionization». Compendium of Chemical Terminology. Versión en línea (en inglés).

[Klucharev1993-2] Klucharev, A. N. (1993), «Chemi-ionization processes», Physics-Uspekhi 36 (6): 486, Bibcode:1993PhyU...36..486K, doi:10.1070/PU1993v036n06ABEH002162 .

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[MihajlovIgnjatović2011-10] Mihajlov, Anatolij A.; Ignjatović, Ljubinko M.; Srećković, Vladimir A.; Dimitrijević, Milan S. (2011). «CHEMI-IONIZATION IN SOLAR PHOTOSPHERE: INFLUENCE ON THE HYDROGEN ATOM EXCITED STATES POPULATION». The Astrophysical Journal Supplement Series 193 (1): 2. Bibcode:2011ApJS..193....2M. ISSN 0067-0049. arXiv:1105.2134. doi:10.1088/0067-0049/193/1/2.

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