Óxidos de nitrogênio

Óxidos de Nitrogênio

o Nitrogênio é o direito de oxigênio na tabela periódica. O nitrogênio é menos eletronegativo que o oxigênio. Todas as ligações N-O São ligações polares com mais densidade de elétrons no átomo de oxigênio.nitrogênio tem 5 elétrons de Valência e está em uma linha com um número máximo de valência de 8. Ele tipicamente forma 3 ligações e tem um par solitário (: NH3) ou faz 4 ligações com uma carga positiva (NH4+).nitrogênio é um dos poucos elementos que rapidamente formam fortes ligações múltiplas., (O carbono é outro. Há uma ligação tripla muito forte entre átomos de nitrogênio em nitrogênio molecular. A energia de ligação n=n de azidas é menos de metade da energia de uma ligação tripla e as ligações N-N são bastante fracas. As obrigações únicas de N-O são consideravelmente mais fracas do que as obrigações de N-H. Um resumo das energias de ligação N-X (em kJ/mol) está abaixo.

a Maioria dos compostos de nitrogênio na atmosfera, além de nitrogênio molecular, são os óxidos de nitrogênio.,

(a) N2O, ou óxido nitroso, e alguns NO, ou óxido nítrico, são produzidos por bactérias no solo e nos oceanos. O óxido nitroso é relativamente reactiva na troposfera e é a principal fonte de ácido nítrico e outros óxidos de nitrogênio na estratosfera. Vimos que isso é importante na química relacionada com a destruição do ozônio na camada de ozônio estratosférico.
(b) óxido nítrico (NO) resulta da combinação de O2 e N2 em relâmpagos. É um radical e assim é muito reativo na atmosfera. A reação de NO com átomo de oxigênio ou ozônio produz dióxido de nitrogênio.,o dióxido de nitrogênio (NO2) é um gás marrom, responsável pela cor da fumaça fotoquímica. É um radical e assim é reativo na atmosfera. O dióxido de nitrogênio está em equilíbrio com seu dimer incolor, N2O4. A luz visível pode fotolizar NO2 para no e átomo de oxigênio.(d) tetraóxido de Dinitrogénio (N2O4) é um gás incolor com uma ligação N-N Muito fraca e está em equilíbrio com o NO2.
(e) outros óxidos de azoto neutros incluem N2O5 e N2O3.(f) trióxido de nitrogênio (NO3) é um radical com um elétron não emparelhado em um dos átomos de oxigênio., Sua reatividade é semelhante à do radical hidroxilado (HO).

As estruturas de NO2, N2O4 e N2O5 estão abaixo.

Dióxido de Nitrogênio Equilíbrio em Baixa Temperatura

Vamos considerar a reação de dimerização de dióxido de nitrogênio.

A barreira de ativação para o acoplamento dos dois nitrogênio centrada radicais é baixo, de modo que a frente de reação é rápida., Todas as ligações N-N são fracas e esta especialmente fraca devido ao efeito repulsivo da carga positiva formal sobre cada átomo de nitrogênio. Por causa disso, a barreira de ativação para a reação reversa também é baixa e a reação reversa é rápida. conhecendo a mudança de energia livre de Gibbs para a reação a 0 graus e 1 pressão da atmosfera, podemos calcular uma constante de equilíbrio e assim a razão dos dois gases.
G = – R T lnKeq-9.2 kJ/mol = -9.2 x 103 J/mol = – (8.31 J K-1 mol-1)(seja, -273,15 K) lnKeq
4.053 = lnKeq
e4.053 = Keq
57.,6 = Keq=/
Deve haver mais N2O4 a esta baixa temperatura do que NO2. Na verdade, para cada molécula de NO2, haverá quase 7 moléculas de N2O4.

o Dióxido de Nitrogênio, o Equilíbrio, a Alta Temperatura

Observe que a equação de definição da energia livre de Gibbs inclui um termo para a entalpia, H, e o termo de entropia, S.,

G0 = H0 – TS0
O termo de entalpia é o calor liberada ou absorvida pela reação química. Podemos explicar a mudança de entalpia olhando para a força relativa das ligações feitas ou quebradas. Normalmente, este termo é grande e domina o valor de energia livre de Gibbs. no entanto, a mudança de entalpia é pequena porque a ligação que está sendo feita ou quebrada é muito fraca. O termo entropia torna-se importante., Isto é especialmente verdadeiro em alta temperatura porque o termo entropia inclui temperatura e torna-se maior com temperatura.o que é entropia? Esta é a desordem do sistema. Quando olhamos para a dimerização do dióxido de nitrogênio, é fácil ver que a ordem aumenta (desordem ou entropia diminui) na direção dianteira. Duas, moléculas separadas são convertidas em uma molécula.

OK, o valor de S vai ser negativo porque a entropia diminui na direção de avanço., At 100 deg C, the entropy term is large enough to change the sign of G. It is +8.4 kJ/mol at 100 deg. Isso altera a constante de equilíbrio:
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 = /
neste temperatura mais alta, o monômero é favorecido sobre o dímero no equilíbrio. Existem cerca de 31 moléculas de NO2 para cada N2O4 em equilíbrio.,quando há uma mudança na concentração, temperatura, volume ou pressão parcial para um sistema químico em equilíbrio, o equilíbrio muda para neutralizar a mudança e um novo equilíbrio é estabelecido.
podemos usar este princípio para prever o que aconteceria com mudanças de pressão no equilíbrio NO2/N2O4.sabemos pela lei dos gases ideais (PV=nRT) que a pressão é proporcional ao número de moléculas de gás. Quando algumas moléculas NO2 dimerizam, o número total de moléculas diminui.,portanto, um aumento na pressão deve levar a um novo equilíbrio que favoreça o N2 O4 mais sobre o NO2.uma diminuição na pressão deve levar a um novo equilíbrio que favorece o NO2 sobre o N2O4.
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