Post on 14-Sep-2015
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QUMICA INORGNICA 2Prof. Nora Alvino D.2015 - I
Elemento ms abundante en el universo y ocupa el dcimo quinto lugar en la tierra.Istopos:HIDRGENO El elementoprotiodeuteriotritio
Usos:
T en armas termonucleares (artificial) D y T en marcado isotpico
Obtencin de T:
HIDRGENO El elemento(alta atmsfera)(reactor nuclear)
HIDRGENOEfectos isotpicos
Son diferencias en comportamiento fsico o qumico entre dos molculas con diferente sustitucin isotpica de un elemento que pueden ser atribuidas a la diferencia de masa entre los dos istopos.El grfico muestra la Curva de Epot para las molculas de H2 y D2 mostrando las diferencias en E del punto cero (consecuencia de las diferencias en masa entre ambos istopos) y las consiguientes diferencias en Hdis HH y D-D
Punto de ebullicin normalEntalpa de enlace promedioH2- 252,8436,0D2- 249,7444,3H2O100,0463,5D2O101,42470,9
HIDRGENOEfectos isotpicos
Ejemplo: Agua Pesada vs Agua destilada en el estado slido
HIDRGENOEfecto isotpico cintico
En reacciones que involucran ruptura, formacin o arreglos de enlaces a un istopo de un elemento, la sustitucin de este por otro causa un cambio mesurable en la velocidad de reaccin.
Primario: cuando ocurre transferencia del istopo en el complejo activado en algn paso del mecanismo de la reaccin global
Secundario: cuando no la hay.
Propiedades fsicas
Gas (p. eb. 20K) Incoloro e inodoro Insoluble en agua
SntesisProceso de reformacin por vapor de hidrocarburos
Reaccin del gas de aguaHIDRGENO Hidrgeno molecularEn ambos casos:reaccin de desplazamiento del gas de H2OGas de sntesis
Otros mtodos industriales:
Producto secundario en la manufactura del Cl2 y NaOH
Producto secundario en la deshidrogenacin de alcanos
HIDRGENO Hidrgeno molecular
Usos principalesHIDRGENO Hidrgeno molecular
Economa de hidrgenoHIDRGENO Hidrgeno molecularEnerga solar + celdas foto voltaicaselectricidadCombustibleMateria primaen industria qumicaH2(g)electrlisis del H2O Ventaja ecolgica !
HIDRGENO Hidrgeno molecular
HIDRGENO Hidrgeno molecular
HIDRGENOHidrgeno molecularMecanismos de activacin en las reacciones del H2
Disociacin homoltica sobre una superficie metlica o un complejo metlico.Disociacin heteroltica por una superficie o ion metlico.Iniciacin de una reaccin radical en cadena.
1. Disociacin homoltica:
Quimisorcin sobre platino
Aplicaciones:
Hidrogenacin de alquenos Interconversin electroqumica de H2 y H+HIDRGENOHidrgeno molecularHH
Coordinacin al tomo metlico en un complejo con ruptura del enlace H HHIDRGENOHidrgeno molecular
Forma clsica:
M = metal del bloque d medio a tardo (rico en e-s d fuerte retrodonacin)
Nota.- no se conocen para grupos 3, 4, 5; bloque f o p no existe retrodonacin.
Coordinacin al metal sin ruptura del enlace H H
Forma no clsica:
Favorecida por centros metlicos pobres en e-s . (M en alto E. Ox., ligandos aceptores ) Ejm: W(CO)3(H2)(PiPr3)2
HIDRGENOHidrgeno molecularRetrodonacinM H2*DonacinH2 M
Coordinacin al metal sin ruptura del enlace H H Ejm: W(CO)3(H2)(PiPr3)2
Modelo de enlace:
HIDRGENOM= metal del bloque d, f p tardoHidrgeno molecular
2. Disociacin heteroltica
EjemplosHIDRGENOAplicacin: hidrogenacin cataltica del CO a metanolAplicacin: reduccin hidrometalrgica del Cu2+Hidrgeno molecular
HIDRGENO3. Mecanismo radicalHidrgeno molecular
Por calentamiento a elevada temperatura:
700C 3,7.10-4 % DISOCIACIN5500C 98,8 % DISOCIACIN
Descargas elctricas
RadiacionesHIDRGENOHidrgeno atmico y sus ionesHdis = 436 kJ/mol
HIDRGENOHidrgeno atmico y sus ionesUniverso:Estrellas: H2 y H
Espacio Interestelar: H
Los procesos de formacin de los iones H+ e H- son energticamente desfavorables.HIDRGENOHidrgeno atmico y sus ionesI = 1310 kJ/molAE = - 73 kJ/molHdis = 436 kJ/molHf = 1528 kJ/molHdis = 436 kJ/molHf = 145 kJ/mol
Consecuencias:No existen compuestos inicos del tipo H+X-Hidruros inicos conteniendo el ion H- slo son formados por los metales ms electropositivos (MH, M = alcalino; MH2, M = alcalino trreo) y son mucho menos estables que los correspondientes haluros (Hf MH = 5090 kJ/mol)Requisito: Ereticular > Hf catin + Hf anin
Qumica del hidrgeno dominada por la formacin de enlaces covalentes a otros elementos y por consiguiente el grupo ms numeroso de compuestos esta constitudo por los hidruros covalentes moleculares.HIDRGENOHidrgeno atmico y sus iones
Ion H+ (protn):Slo existe como tal en estado de plasma.HIDRGENOHidrgeno atmico y sus ionesplasmaa baja presin
Ion H+ (protn):HIDRGENOHidrgeno atmico y sus ionesEn fases condensadas se presenta siempre combinado a alguna base de Lewis.En solucin acuosa y ter como H3O+ y (C2H5)2OH+ respectivamente.En cidos hidratados en fase cristalina como ion oxonio. Ejemplos: H3O+ en HF.H2O y H5O2+ en HBr.2H2OPropiedades:Enorme poder polarizante (altsima q/r)Acidez de Lewis muy altaEnergas de solvatacin sumamente altasEjemplo: H+ + x H2O H3O+ + H5O2+ + .