Page 618 - Quimica - Undécima Edición

QUÍMICA

en acción

Datación con radiocarbono

¿ De qué manera determinan los científi cos las edades de los
objetos descubiertos en las excavaciones arqueológicas? Si
un día alguien le ofrece un manuscrito que supuestamente data
del año 1000 a.C., ¿cómo podría tener la certeza de su autentici-
dad? ¿Una momia encontrada en una pirámide de Egipto verda-
deramente tendrá 3 000 años de antigüedad? ¿El llamado
Sudario de Turín en realidad fue el manto mortuorio de
Jesucristo? Por lo general, las respuestas a ésta y otras preguntas
similares se pueden encontrar mediante la aplicación de la ciné-
tica química y la técnica de datación con radiocarbono .
La atmósfera terrestre está siendo constantemente bombar-
deada por rayos cósmicos de una energía con gran poder de
penetración. Estos rayos, que se originan en el espacio exterior,
están constituidos por electrones, neutrones y núcleos atómicos.
Una de las reacciones importantes que se presentan entre la
atmósfera y los rayos cósmicos es la captura de neutrones por el
nitrógeno atmosférico (el isótopo nitrógeno-14) para producir el
isótopo radiactivo carbono-14 e hidrógeno. Estos átomos de
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carbono, que son inestables, forman fi nalmente CO 2 , el cual se
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mezcla con el dióxido de carbono común ( CO 2 ) que hay en el
aire. Al desintegrarse el isótopo de carsbono-14, emite partícu-
las b (electrones). La rapidez de la desintegración (medida por
el número de electrones emitidos por segundo) obedece a la
cinética de primer orden. En el estudio de la desintegración
radiactiva se acostumbra escribir la ley de rapidez como
El Sudario de Turín. Durante generaciones se ha suscitado una controversia
rapidez 5 kN acerca de si el sudario, una pieza de lino que presenta la imagen de un
hombre, fue el manto mortuorio de Jesucristo.
donde k es la constante de rapidez de primer orden y N es el
14
número de núcleos de C presentes. La vida media de la desin-
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tegración, t 1 , es de 5.73 3 10 al año, de manera que la ecuación 0.693
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2 k 5 5 1.21 3 10 año 21
(13.6) se puede escribir como sigue: 5.73 3 10 año
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Muchas de las reacciones de orden cero conocidas ocurren sobre una superfi cie me-
tálica. Un ejemplo es la descomposición del óxido nitroso (N 2 O) en nitrógeno y oxígeno
en presencia del platino (Pt) :
Tenga presente que [A] 0 y [A] t en la
ecuación (13.9) se refi ere a la concen- 2 N 2 O(g) ¡ 2N 2 (g) 1 O 2 (g)
tración de N 2 O en la fase gaseosa.
Cuando todos los sitios de unión en el Pt están ocupados, la rapidez se vuelve constante
sin importar la cantidad de N 2 O presente en la fase gaseosa. Como veremos en la sección
13.6, otra reacción de orden cero es la catálisis enzimática .
Las reacciones de tercer orden y mayores son muy complejas y no se presentan en
este libro. En la tabla 13.3 se resume la cinética de las reacciones de primer orden y de
segundo orden. La anterior sección de “Química en acción” describe la aplicación de la
588 cinética química para calcular la antigüedad de los objetos.