QUIMICA FISICA I.

Grupo 926. Curso 2012-2013 Trabajo de ampliación basado en:

“Reaction of Plutonium Dioxide with Water: Formation and Properties of PuO2+x”, por John M. Haschke, Thomas H. Allen y Luis A. Morales, Science, 287, 285 (2000)

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QUIMICA FISICA I. Trabajo bibliográfico y de ampliación. Objetivos del trabajo: -Leer un artículo de investigación publicado en una revista de muy alto impacto científico (Science/Nature) y buscar información adicional en la red (fuentes fiables) para: extraer información • relacionada con la asignatura • e información adicional tener un contacto con la investigación actual, comprobar cómo se comunican sus resultados, y elaborar un informe científico (escrito y oral)

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QUIMICA FISICA I. Trabajo bibliográfico y de ampliación. ¿Cómo hacer el trabajo? - Leer el artículo (y buscar información adicional –ver fuentes) para contestar a las preguntas formuladas, las cuales son una guía para extraer información. - Elaborar un informe científico (escrito y oral)

¿Cómo organizar y presentar el informe científico? - Elaborar un informe científico con la siguiente estructura: Resumen + Introducción + Desarrollo + Conclusiones Resumen de la presentación (muy breve) Introducción introducir y relacionar la información extraída del artículo y la información adicional recopilada. Resaltar el interés del estudio –de los materiales, los procesos,...- y los objetivos del trabajo. Desarrollo Presentación ordenada de la información en subapartados Conclusiones - Máximos: escrito: 1pag/título, autores y resumen, 2p/introducción, 3p/desarrollo,1p/conclusiones presentación oral [usando ordenador] (~10min) UAM 2012-2013. Química Física I.

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QUIMICA FISICA I. Preguntas sobre el objetivo principal del artículo. Sobre la forma más estable del óxido de plutonio •¿Cuál se creía que era el óxido de Pu más estable hasta la publicación de este artículo? •¿Cuál se propone que es el óxido binario de plutonio (Pu) más estable en presencia de aire? •¿Qué representa la fórmula PuO2+x y qué quiere decir que el PuO2+x es un sólido “no estequiométrico”?¿Qué estado de oxidación del Pu se cree que contiene, además de Pu(IV)? •¿Qué reacción química da lugar a dicho óxido?

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QUIMICA FISICA I. Preguntas relacionadas con la asignatura.

Sobre la cinética de la reacción PuO2(s) + H2O(ads) A la vista de la figura 1, que representa la variación de la presión de H2(g) formado con el tiempo, a varias temperaturas: •¿De qué orden es la velocidad de formación de H2 ? •¿Y la velocidad de la reacción (1)? •¿Cómo varía la velocidad de reacción con la temperatura entre 200 y 350 ºC?

•¿Cuánto vale la velocidad de la reacción de PuO2(s) con H2O adsorbida en su superficie (reacción 1) a 25 ºC? En el artículo se dice “Los resultados muestran que la velocidad de PuO2 + H2O depende de la temperatura según la ley de Arrhenius (Fig. 2)”. • Usa la ley de Arrhenius para explicar la Figura 2. • Explica la ecuación del pie de Figura: lnR = –6.441 – (4706/T). Deduce de ella el valor de la Energía de activación y del factor preexponencial.

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QUIMICA FISICA I. Preguntas sobre información adicional. Sobre el interés social/ambiental de los materiales • Busca el plutonio en la Tabla Periódica. ¿A qué familia de elementos pertenece? • Busca la estructura cristalina de la fluorita (CaF2). ¿Qué coordinación tiene el Pu en PuO2 si su estructura es tipo fluorita, los Pu ocupan sitios de Ca y los O ocupan sitios de F? ¿Dónde tiene huecos intersticiales esta estructura? •¿Por qué interesa el PuO2? •¿Cómo puede afectar la formación de H2(g) al almacenamiento de residuos radiactivos de PuO2 en tanques sellados? • Dado que el óxido de Pu(VI) es más soluble en agua que el óxido de Pu(IV), ¿es importante investigar si la forma PuO2+x contiene o no Pu(VI), desde un punto de vista medioambiental?

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