Typen Oksidien

Typen Oksidit

Typpi on oikeus happea jaksollisen. Typpi on vähemmän elektronegatiivista kuin happi. Kaikki N-O-sidokset ovat polaarisia sidoksia, joilla on enemmän elektronitiheyttä happiatomissa.
typellä on 5 valenssielektronia ja se on peräkkäin maksimivalenssiluku 8. Se muodostaa tyypillisesti 3 joukkolainat ja on yksinäinen pari (:NH3) tai tekee 4 joukkovelkakirjalainat positiivinen varaus (NH4+).
typpi on yksi harvoista alkuaineista, joka muodostaa helposti vahvoja monisidoksia., (Hiili on toinen.) Molekyylitypessä on hyvin voimakas typpiatomien välinen kolmoisliitos. N=N bond-energia atsidit on vähemmän kuin puolet energia triple bond ja N-N-sidokset ovat melko heikkoja. Yksittäiset N-O-sidokset ovat huomattavasti heikompia kuin N-H-sidokset. Alla on yhteenveto n-X-sidosenergioista (kJ / mol).

Useimmat typen yhdisteitä ilmakehässä, lukuun ottamatta molekyyli typpeä, typen oksideja.,

(a) N2O eli dityppioksidi ja jonkin verran NO eli typpioksidi ovat bakteerien tuottamia maaperässä ja valtamerissä. Dityppioksidi on verrattain epäaktiivinen troposfäärissä ja on stratosfäärin typpihapon ja muiden typen oksidien pääasiallinen lähde. Olemme nähneet, että tämä on tärkeää kemia liittyvät otsonikerroksen tuhoa stratosfäärin otsonikerrosta.
(b) typpioksidi (NO) johtuu O2: n ja N2: n yhdistelmästä salamaniskuissa. Se on radikaali ja niin on hyvin reaktiivinen ilmakehässä. NO: n reaktio happiatomin tai otsonin kanssa tuottaa typpidioksidia.,
(c) typpidioksidi (NO2) on ruskea kaasu, joka vastaa väri valokemiallisen savusumun. Se on radikaali ja niin on reaktiivinen ilmakehässä. Typpidioksidi on tasapainossa värittömän dimeerinsä N2O4: n kanssa. Näkyvä valo voi fotolysoida NO2: n NO: ksi ja happiatomiksi.
(d) Dinitrogen tetraoxide (N2O4) on väritön kaasu, jolla on hyvin heikko N-N-sidos, ja se on tasapainossa NO2.
(e) muita neutraaleja typen oksideja ovat N2O5 ja N2O3.
(f) Typpitrioksidi (NO3) on radikaali, jolla on kariton elektroni yhdessä happiatomeista., Sen reaktiivisuus on samanlainen kuin hydroksiradikaalin (HO).

alla ovat no2: n, N2O4: n ja N2O5: n rakenteet.

typpidioksidin Tasapainon matalassa Lämpötilassa

tarkastellaan dimerization reaktio typpidioksidin.

aktivointi este kytkentä kaksi typpi-keskitetty radikaaleja on alhainen, joten eteenpäin reaktio on nopea., Kaikki N-N-sidokset ovat heikkoja ja tämä erityisen heikko johtuen virallisen positiivisen varauksen vastenmielisestä vaikutuksesta jokaiseen typpiatomiin. Tämän vuoksi myös käänteisreaktion aktivointieste on matala ja käänteisreaktio nopea.

Tietäen Gibbsin vapaan energian muutos reaktio 0 astetta ja 1 ilmakehän paineessa, voimme laskea tasapainon jatkuvan ja niin suhde kahden kaasuja.

G = – R T lnKeq-9.2 kJ/mol = -9.2 x 103 J/mol = – (8.31 J K-1 mol-1)(273.15 K) lnKeq
4.053 = lnKeq
e4.053 = Keq
57.,6 = Keq = /
pitäisi olla enemmän N2O4 tällä alhainen lämpötila kuin NO2. Itse asiassa jokaista no2-molekyyliä kohti on lähes 7 n2o4-molekyyliä.

typpidioksidin Tasapainon Korkeassa Lämpötilassa

Huomaa, että yhtälö määritellään Gibbsin vapaa energia sisältää termi entalpia,S, ja termi entropia,S.,

G0 = H0 – TS0
entalpia aikavälillä on lämpöä vapautuu tai imeytyy kemiallinen reaktio. Voimme selittää entalpian muutoksen tarkastelemalla tehtyjen tai rikkoutuneiden sidosten suhteellista vahvuutta. Yleensä tämä termi on suuri ja hallitsee Gibbsin vapaata energia-arvoa.
typpidioksidin dimerization kuitenkin, entalpia muutos on pieni, koska bond on tehty tai rikki on hyvin heikko. Entropia-termistä tulee tärkeä., Tämä pätee erityisesti korkeassa lämpötilassa, koska entropia-termi sisältää lämpötilan ja muuttuu lämpötilan myötä suuremmaksi.
mitä entropia on? Tämä on järjestelmän häiriö. Kun tarkastelemme typpidioksidin dimerization, se on helppo nähdä, että jotta kasvaa (häiriö tai entropia vähenee) eteenpäin. Kaksi erotettua molekyyliä muunnetaan yhdeksi molekyyliksi.

OK, arvoS on negatiivinen, koska entropia pienenee eteenpäin., 100 deg C, entropia aikavälillä on tarpeeksi suuri, voit vaihda merkkiG. Se on +8.4 kJ/mol 100 astetta. Tämä muuttaa tasapainoa jatkuva:
G = – R T lnKeq+8.4 kJ/mol = 8.4 x 103 J/mol = – (8.31 J K-1 mol-1)(373.15 K) lnKeq
-2.7 = lnKeq
e-2.7 = Keq
0.066 = Keq = /
tätä korkeampi lämpötila, monomeeri on suosinut yli dimeeri tasapainotilassa. Jokaista n2o4: ää kohti tasapainotilassa on noin 31 no2: n molekyyliä.,

Le Chatelier n Periaate ja Paineen Vaikutukset

Kun on muutos pitoisuus, lämpötila, tilavuus, tai osittainen paine kemiallinen järjestelmän tasapaino, tasapaino siirtyy torjumaan muutos ja uusi tasapaino on sijoittautunut.
Voimme tämän periaatteen avulla ennustaa, mitä tapahtuisi no2/N2O4-tasapainon painemuutoksilla.
tiedämme ideaalikaasulaista (PV=nRT), että paine on verrannollinen kaasumolekyylien määrään. Kun jotkin NO2-molekyylit dimeroituvat, molekyylien kokonaismäärä vähenee.,
Siksi, paineen nousuun pitäisi johtaa uuteen tasapainoon, joka suosii N2O4 enemmän yli NO2.
lasku paine pitäisi johtaa uuteen tasapainoon, joka suosii NO2 yli N2O4.
Katso video Youtubesta:

BackCompassTablesIndexIntroductionnext