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GRUPO DEL NITROGENO

GRUPO DEL NITROGENO. Diagrama de Frost de los elementos del grupo del nitrógeno en disolución ácida. d N N = 1.0975 Å. (d N-N = 1.460 Å). Δ H = 945 kJ/mol. N 2 (g) 2 N(g). K 25 C =10 -120. E(N≡N) ~ 6 E(N-N) E(C≡C) ~ 2.5 E(C-C). N 2. 78 % de la atmósfera.

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Presentation Transcript

  1. GRUPO DEL NITROGENO

  2. Diagrama de Frost de los elementos del grupo del nitrógeno en disolución ácida.

  3. dN N = 1.0975 Å (dN-N = 1.460 Å) ΔH = 945 kJ/mol N2(g) 2 N(g) K25 C=10-120 E(N≡N) ~ 6 E(N-N) E(C≡C) ~ 2.5 E(C-C) N2 78 % de la atmósfera Diagrama de orbitales moleculares Azote -No polar -Electroafinidad muy negativa (HOMO-LUMO) -Energía de ionización ~ Ar N2=15.58 ev Ar=15.75 ev Li Metales de transición Bacterias

  4. OBTENCION DE N2 • DESTILACION DE AIRE

  5. FOSFORO y BISMUTO FOSFORO NEGRO BISMUTO FOSFORO BLANCO P4

  6. N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) ACTIVACION DE NITROGENO Proceso Haber-Bosch (1914) cat. K25=103 atm-2 (15%) Catalizador: Fe ΔHo = -46.2 kJ/mol ΔSo = -99 J/K.mol P, T T: 450-650 C P:200-600 atm 170x106 ton/año

  7. Aplicaciones del amoníaco (NH2)2CO

  8. CICLO DEL NITROGENO

  9. N2 + 8 e- + 8 H+ + 16 Mg-ATP 2 NH3 + H2 + 16 Mg-ADP + 16 Pi ACTIVACION DE N2 Proceso Natural enz. 1Proteina-FeFe 2Proteina-FeV 3Proteina-FeMo

  10. N2 , H2O Luz O2 planta 3 N2/ s / enz !! Leghemoglobin ✖ Simbiosis Eficiencia: 75% Bacteria NH3 Ez aa, NH4+ ¿Cómo hace la naturaleza? H2O + CO2 + Luz → C6H12O6 + O2 Bacteria Reductores celulares ATP, NAPDH, NADH Energía NADPH + H+ + 2Fdox → NADP+ + 2Fdred+ 2H+ Nitrogenasa N2 + 8 e- + 8 H+ + 16 Mg-ATP 2 NH3 + H2 + 16 Mg-ADP + 16 PO4- 4H2O + N2 + Luz 2NH3 + 2 O2 + H2

  11. Nitrogenasa Una de las 4 subunidades de la nitrogenasa de Azotobacter Vinelandii Sitios activos de S (amarillo), Mo (celeste) y Fe Violeta)

  12. Caracterización de la Enzima NITROGENASA Rees, D. Science, 1993, 260 792 [Fe3+Fe2+6Mo4+] [Fe3+3Fe2+4Mo4+] Ribbe, M. Chem. Rev. 2004, 104, 1159 Durrant, M. C. Biochemistry2004, 43, 6030

  13. N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) Ea Energía ΔGo Coordenada de reacción ¿Qué dice la termodinámica? N2 (g) + 2H+ 4H2O (l) 2NH4+ + 2O2(g) + H2 pH=7 ΔGo= 870 kJ/mol N2 (g) + 2H+ 3H2O (l) 2NH4+ +3/2O2(g) ΔGo= 633 kJ/mol 350 kJ/mol ΔGo= -16 kJ/mol No ocurre a T y P ambientes

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