O nitrogênio é o sétimo elemento da tabela periódica, ocorrendo naturalmente na forma gasosa N₂ à temperatura ambiente e é muito abundante na atmosfera. Trata-se de um elemento muito versátil, que se combina facilmente com o oxigênio, resultando em diversos óxidos de nitrogênio. Sobre o nitrogênio e seus óxidos responda:
a) Desenhe as estruturas de Lewis de NO, NO⁺ e NO⁻.
b) NO é um gás incolor, que se torna marrom quando exposto ao ar devido a formação de NO₂, conforme a reação 2𝑁𝑂(𝑔)+𝑂₂(𝑔)→2𝑁𝑂₂(𝑔). O dióxido de nitrogênio pode reagir com a água, regenerando o NO. Escreva esta reação química balanceada, indicando os estados físicos das espécies e usando a seta de reação adequada.
c) O dióxido de nitrogênio existe em equilíbrio com seu dímero, o N₂O₄. Qual o estado de oxidação do átomo de N no monóxido de nitrogênio, no dióxido de nitrogênio e no tetróxido de dinitrogênio? Ocorre mudança no estado de oxidação do átomo de nitrogênio do dióxido de nitrogênio quando este composto sofre dimerização? Explique.
d) A constante de equilíbrio em termos das concentrações
de NO2 e N₂O₄ a 298 K é 170 mol⁻¹L, enquanto a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais
é 6,7.10⁻⁵ para unidade em Pascal (Pa) ou 6,8 para atmosfera (atm). Escreva as expressões para as constantes de equilíbrio
para esta reação e, considerando a equação da Clapeyron (pV = nRT), deduza a relação entre
.




e )O ∆𝑟𝐻(298 K) da reação de dimerização do óxido de nitrogênio é -57 KJ.mol⁻¹. Esta reação é endotérmica ou exotérmica? Justifique. Usando os dados contidos nessa questão sobre a dimerização do NO₂, calcule a variação da entropia da reação de dimerização do dióxido de nitrogênio e relate o valor como 𝑇.∆𝑆. Se esta reação dependesse somente do termo entrópico, ela ocorreria espontaneamente? Justifique, considerando as condições padrão.
Dados: ∆𝐺 =∆𝐻−𝑇.∆𝑆, ∆𝐺 = −𝑅.𝑇.ln𝐾, 𝑅 =8,314 𝐽.𝐾⁻¹𝑚𝑜𝑙⁻¹