Síntesi de l'Amoníac: Procés Haber-Bosch
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Química
Escrito el en catalán con un tamaño de 2,88 KB
Reacció i Constant d'Equilibri (Kc)
La síntesi de l'amoníac pel procés de Haber-Bosch es descriu per la reacció següent:
N2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3 (g) ΔH = -92,0 kJ
En un recipient de 2 L a 400 K, l'equilibri conté 0,80 mol d'amoníac, 0,40 mol de nitrogen i 0,50 mol d'hidrogen.
Càlcul de Kc
Kc = [NH3]2 / ([N2] [H2]3)
Concentracions en equilibri:
- [NH3] = 0,80 mol / 2 L = 0,40 M
- [N2] = 0,40 mol / 2 L = 0,20 M
- [H2] = 0,50 mol / 2 L = 0,25 M
Kc = (0,40)2 / (0,20 × (0,25)3) = 51,2
Geometria, Angle d'Enllaç i Polaritat
- Geometria molecular de l'amoníac (NH3): Piramidal trigonal.
- Angle d'enllaç: Proper a 109º (lleugerament inferior a causa del parell d'electrons no compartits del nitrogen).
- Polaritat: Molècula polar (moment dipolar resultant ≠ 0).
- Solubilitat: Soluble en aigua (l'aigua també és polar).
Usos Industrials de l'Amoníac
L'amoníac té múltiples aplicacions industrials:
- Adobs: Font principal de nitrogen.
- Explosius: Matèria primera (p. ex., KNO3).
- Productes orgànics nitrogenats: Síntesi d'amines.
- Productes de neteja: Desengreixants.
- Refrigerant: Encara que s'ha substituït en gran part.
- Calmant tòpic: Per a picades d'insectes.
Electròlisi d'una Sal Metàl·lica Divivalent
Càlcul de la Massa Atòmica
Electròlisi d'una solució d'una sal d'un metall divalent:
- Corrent: 3,00 A
- Temps: 5 hores = 18000 s
- Massa dipositada: 18,29 g
Càrrega total (Q) = I × t = 3,00 A × 18000 s = 54000 C
Mols d'electrons = Q / F = 54000 C / 96500 C/mol = 0,5596 mol e-
Com que el metall és divalent (Me2+), 1 mol de metall requereix 2 mols d'electrons:
Mols de metall = 0,5596 mol e- / 2 = 0,2798 mol
Massa atòmica = Massa / Mols = 18,29 g / 0,2798 mol = 65,37 g/mol
Elèctrode, Reacció i Tipus
- Elèctrode: El metall es diposita al càtode.
- Reacció: Me2+ (aq) + 2e- → Me (s)
- Tipus: És una reducció (el metall guanya electrons).
Càrrega de l'Ió Divivalent
Càrrega de l'electró = F / NA = 96500 C/mol / 6,022 × 1023 mol-1 = 1,60 × 10-19 C
Càrrega del catió = 2 × 1,60 × 10-19 C = 3,20 × 10-19 C