Tarea de química - formación del ácido nítrico en la eliminación de los óxidos de nitrógeno

TAREA 3

TRABAJO COLABORATIVO No.1

1. Un mecanismo rápido y que ha sido propuesto para la formación del ácido nítrico en la eliminación de los óxidos de nitrógeno provenientes de algunos procesos de combustión, incluye una reacción entre el NO2 y el ozono atmosférico que genera el compuesto intermedio N2O5. Este último se disuelve en agua para dar HNO3. Las ecuaciones que representan esta secuencia propuesta son:

     (1)[pic 2]

                  (2)[pic 3]

Calcular entonces para el proceso:

1. El calor liberado o absorbido por cada una de las reacciones a temperatura ambiente
2. Serán reacciones espontáneas a temperatura ambiente
3. ¿Cómo será el cambio de entropía para cada una de las reacciones a temperatura ambiente?
4. Si se mantiene ∆GRXN  y ∆SRXN  constantes, ¿cómo será la variación de la entalpía de reacción, en un rango de temperatura de 50°C a 500°C?

SOLUCIÓN

a. Calor liberado o absorbido por cada una de las reacciones a temperatura ambiente.

• Reacción 1

[pic 4]

      [pic 5]

       [pic 6]

   [pic 7]

[pic 8]

Como , la reacción es exotérmica y el calor liberado es 198.6 kJ.[pic 9]

• Reacción 2

[pic 10]

      [pic 11]

    [pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

Como , la reacción es exotérmica y el calor liberado es 71.9 kJ.[pic 15]

1. Serán reacciones espontáneas a temperatura ambiente.

• Reacción 1

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

Como , la reacción es espontánea a temperatura ambiente.[pic 21]

• Reacción 2

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

Como , la reacción es espontánea a temperatura ambiente[pic 27]

c.  ¿Cómo será el cambio de entropía para cada una de las reacciones a temperatura ambiente?

• Reacción 1

[pic 28]

[pic 29]

 [pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

Este resultado muestra que cuando 2 moles de dióxido de nitrógeno (NO2)reaccionan con una mol de ozono (O3)para formar una mol pentóxido de dinitrógeno (N2O5)y una mol de oxígeno (O2), hay una disminución de entropía igual a -157.92 J/K.

• Reacción 2

   [pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

Este resultado muestra que cuando un mol de pentóxido de dinitrógeno (N2O5) reaccionan con un mol de agua (H2O)) para formar 2 moles de ácido nítrico (HNO3), hay una disminución de entropía igual a -114.3 J/K.

d. Si se mantiene ∆GRXN  y ∆SRXN  constantes, ¿cómo será la variación de la entalpía de reacción, en un rango de temperatura de 50°C a 500°C?

• Reacción 1

[pic 38]

En el punto A, se calculó para esta reacción ∆HRXN = -198.6 kJ y en el punto C: ∆SoRXN = -157.92 J/K. A partir de estos datos es posible calcular la energía libre de Gibbs utilizando la ecuación

...