Modelación y Simulación del Proceso Cinético de la Síntesis de Nanopartículas de Oro según el Modelo de Finke y Watzky vía Reducción Química con Ácido Ascórbico usando Espectros de Absorción de Luz

Abstract

La investigación tuvo como objetivo modelar la cinética de crecimiento de nanopartículas de oro mediante el modelo de Finke-Watzky (FW) de dos etapas, con el propósito de evaluar la influencia de la temperatura y la fuerza iónica en las constantes cinéticas de nucleación (k₁) y crecimiento autocatalítico (k₂). A partir de un análisis exhaustivo del modelo FW y utilizando datos experimentales de espectros UV-Vis extraídos de la literatura científica, se determinaron los valores de k₁ y k₂ mediante regresión no lineal en el software Minitab, complementando el análisis de sensibilidad a las condiciones de temperatura y fuerza iónica mediante hojas de cálculo en Excel. Los resultados demostraron que el modelo FW describe adecuadamente la cinética del proceso de crecimiento de las nanopartículas, obteniéndose, bajo condiciones iniciales de 25 °C y 0.15 mM, constantes de k₁ = 1.21 × 10³ mM y k₂ = 11.51 mM. Se observó que el incremento de temperatura (15 – 45 °C) favorece el crecimiento autocatalítico, reflejado en valores superiores de k₂, mientras que la fuerza iónica (0.15 – 4.8 mM) mostró un impacto limitado, con sensibilidad relativa negativa en ambas constantes. Estos resultados evidencian la relevancia del control térmico para optimizar la síntesis de nanopartículas de oro y señalan que el efecto de la fuerza iónica depende del tipo de compuesto empleado.