Proceso de Ostwald para obtener ácido nítrico
Síntesis a partir de amoníaco (proceso de Ostwald): se basa en una serie de reacciones donde se usan amoníaco, aire enriquecido con oxígeno y agua como reactivos (Fig. 1). Las reacciones son
a) Oxidación del amoníaco
para obtener monóxido de nitrógeno, con un exceso de aire y catalizada por platino a 800 °C.
b) Oxidación del monóxido de nitrógeno a dióxido de nitrógeno.
c) Disolución del dióxido de nitrógeno en agua
para dar ácido nítrico y monóxido de nitrógeno, el cual se recicla al paso b).
Reacciones
4NH3+5O2->4NO+6H2O
2NO+O2->2NO2
3NO2+H2O->2HNO3+NO
4NO2+O2+2H2O->4HNO3
Método por destilación extractiva
Se basa en la reacción entre ácido nítrico diluido y ácido sulfúrico, que realizada en caliente permite obtener el ácido nítrico puro en forma gaseosa, el cual se condensa por enfriamiento. Luego, para el uso general es común prepararlo disuelto en agua pura al 65 % (m/m), ya que el ácido puro es inestable y en presencia de luz se descompone a dióxido de nitrógeno, oxígeno y agua.
Reacciones
HNO3(d)–> HNO3(g)
HNO3(g)–> HNO3(l)
HNO3(l)–>HNO3(aq)
Obtención de cloruro de vinilo
Uno de los procesos de obtención del cloruro de vinilo (cloroeteno, CH2CHCl), compuesto base en la manufactura de PVC, puede representarse con el siguiente esquema:
Pasos
a) Cloración directa del etileno para obtener 1,2-dicloroetano, catalizada por cloruro férrico a 50 °C.
b) Ruptura (cracking, pirólisis) del dicloroetano, a 400 °C, para dar cloruro de vinilo y otros productos (by products). Estos se separan por destilación.
c) Reciclado del dicloroetano al paso b)
Teoría atómica y teoría cinética de los gases
La primera teoría atómica formulada por Dalton (1808) quien postuló:
- La materia se compone de partículas diminutas e indivisibles llamadas átomos (es discreta o discontinua).
- Los átomos de un dado elemento son iguales en sus propiedades (masa, tamaño, etc.) y son diferentes a los átomos de cualquier otro elemento.
- Los átomos se combinan, mediante uniones químicas, para formar compuestos
- Los átomos de dos o más elementos pueden combinarse en relaciones sencillas, para dar mas de un compuesto.
- En las reacciones químicas los átomos no se crean ni se destruyen, sino que se modifica el tipo de combinación que poseían.
- Las sustancias simples están constituidas por átomos simples.
- Las sustancias compuestas están formadas por átomos compuestos que resultan de la unión de átomos simples de elementos diferentes.
Teoría atómico-molecular
Las características propias de los gases hacen que resulte más práctico operar con sus volúmenes y no con las masas, como ocurre en el caso de sustancias sólidas. Para ello debe tenerse en cuenta que dichos volúmenes varían según la temperatura y presión a las que se encuentran. Avogadro introdujo el concepto de molécula: es la partícula más pequeña de una sustancia. Hipótesis de Avogadro: Volúmenes iguales de gases distintos, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas (moléculas). En él se pone en evidencia la necesidad de considerar a las partículas de los gases que reaccionan como especies formadas por dos átomos. Esto equivale a decir que estos gases presentan moléculas diatómicas, y son H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2 y I2. La presión del gas depende de la cantidad de partículas a T° cte, pr α 1/n° moles. Postulados básicos de la teoría atómico molecular: i) La materia está constituida por partículas diminutas y móviles llamadas moléculas, las que, a su vez, pueden estar formadas por uno o más átomos. ii) Las sustancias simples están constituidas por moléculas formadas por uno o más átomos del mismo tipo. iii) Las sustancias compuestas están constituidas por moléculas formadas por dos o más átomos de diferente tipo iv) Volúmenes iguales de gases distintos, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen igual número de moléculas
Propiedades de los gases
Energía de ionización (EI):
Es la energía que hay que entregar a un átomo gaseoso, para quitarle un electrón
Afinidad electrónica: es la energía puesta en juego, cuando un átomo gaseoso capta un electrón
Electronegatividad (EN):
Esta no es una propiedad medible directamente, sino fue definida como una medida de la tendencia a atraer los electrones de enlace que experimenta un átomo cuando está unido a otro
Propiedades magnéticas:
Átomos o iones diamagnéticos: Todos los electrones están apareados. Una especie diamagnética es débilmente repelida por un campo magnético.
Átomos o iones paramagnéticos: Tienen electrones desapareados. Los electrones desapareados inducen un campo magnético que hace que el átomo o ion sea atraído por un campo magnético externo.
Teoría del Enlace de Valencia (TEV- Heitler)
El enlace covalente ocurre por un solapamiento de orbitales atómicos. Es un modelo de enlace localizado (la geometría es fija). Aporta información estructural acerca de las especies examinadas
Orbitales moleculares sigma: los orbitales atómicos se solapan frontalmente y se produce un único solapamiento de las respectivas nubes electrónicas.
Orbitales moleculares pi: Los orbitales atómicos se solapan lateralmente y se produce dos o más solapamientos de las respectivas nubes electrónicas. Un orbital molecular es más estable cuanto mayor sea el grado de solapamiento entre los orbitales atómicos que se forman. Los orbitales molecular sigma son más estables que los pi, el grado de los orbitales «S» es mayor que el «P».
Comportamiento de los gases
Gas ideal: -partículas tienen vol 0 -no existen fuerzas intermoleculares -choques elásticos -energía cinética
Gas real: -fuerzas intermoleculares, – m ≠0, vp≠0
Teoría cinética de los gases: boyle: vol α 1/p charles: vol α T → p.v=n.r.t (ec gas ideal) avogadro: vol α m .dalton :Σpi=pt .graham teoría c.g: -moléculas puntuales m≠0, vp=0, -trayectoria y choques elásticos, -no existe interacciones entre las moléculas o partículas que forman al gas
CONCLUSIÓN: cuando un gas real se encuentra en ciertas condiciones de presión y temperaturas (T° moderadas, bajas pr) se comportan como «gases ideales».