8.2: Química de Reacción del Nitrógeno

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Andrew R. Barron
Rice University via CNX

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A pesar de que el nitrógeno es el componente inerte de la atmósfera terrestre, el dinitrógeno experimenta una gama de reacciones, aunque solo reacciona con unos pocos reactivos bajo temperatura y presión estándar. El nitrógeno reacciona con el oxígeno en un arco eléctrico, (8.2.1), tanto en el laboratorio como dentro de los golpes de aligeramiento.

\[ \text{N}_2\text{ + O}_2\rightarrow\text{2 NO}\]

La síntesis de amoníaco se realiza mediante el proceso de Harber, utilizando un catalizador de óxido de hierro (Fe ₃ O ₄), (8.2.2), a aproximadamente 500 °C y 200 atmósferas de presión.

\[ \text{N}_2\text{ + 3 H}_2 \rightarrow \text{2 NH}_3 \]

El nitrógeno reacciona con el metal litio a temperatura ambiente para formar el nitruro, (8.2.3). El magnesio también se quema en nitrógeno, formando nitruro de magnesio, (8.2.4).

\[\text{6 Li + N}_2 \rightarrow \text{2 Li}_3\text{N}\]

\[ \text{3 Mg + N}_2 \rightarrow \text{Mg}_3\text{N}_2\]

El nitrógeno forma complejos con metales de transición que producen complejos nitrogenados, (8.2.5). Bajo algunas condiciones estos complejos reaccionan para dar amoníaco, (8.2.6), y como tal pueden dar un indicio a la acción de la nitrogenasa en la que el molibdeno se encuentra en el sitio activo.

\[\text{[(NH}_3\text{)}_5\text{Ru}^{II}\text{(H}_2\text{O)]}^{2+}\text{ + N}_2 \rightarrow \text{[(NH}_3\text{)}_5\text{Ru}^{II}\text{(N}_2\text{)]}^{2+}\]

\[\text{[W(N}_2\text{)}_2\text{(PR}_3\text{)}_4\text{]} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4\text{/MeOH}} \text{2 NH}_3\text{ + N}_2 \uparrow \text{ + W}^{VI}\text{ compounds}\]