Warum ist Bildung von NO endotherm?
Es geht um die Temperatur und Lage des Chemischen Gleichgewichts. Warum ist die Bildung von Stickstoffmonoxid endotherm?
3 Antworten
Moin,
das liegt daran, dass das Stickstoffatom in dieser Verbindung ein ungepaartes Elektron behält:
•N=O (plus die hier nicht darstellbaren freien Elektronenpaare am Stickstoff und Sauerstoff)
Ungepaarte Elektronen bedeuten immer, dass dieser Zustand radikalisch ist. Und radikalische Zustände sind energetisch (fast) immer ungünstig (auf Dauer in der Regel instabil).
Das erklärt einerseits, warum Stickstoffmonoxid sehr reaktiv ist, aber es macht auch plausibel, warum diese Substanz aus den Elementen nur endergonisch (quasi "unter Protest" des Stickstoffs) herzustellen ist. Dass sie überhaupt herzustellen ist, liegt am Sauerstoff. Sauerstoff ist so "elektronengeil", dass er zwar mit sich selbst zu Bindungen fähig ist, aber sich mit anderen Elementen viel "lieber" verbindet, weil er dann - aufgrund seiner fast immer höheren Elektronegativität - die Elektronendichte bei sich erhöhen kann. Darum "erzwingt" Sauerstoff die Bindung zum Stickstoff, auch wenn das auf Kosten des Energiegehaltes des Teilchens geht, bevor er mit sich selbst eine unpolare Doppelbindung aufrecht erhält (und den Stickstoff "in Ruhe lässt").
Es gibt zwar Verfahren, das Gas aus den Elementen zu erzeugen (Verbrennung von Luftstickstoff), aber dazu benötigt man große Mengen elektrischer Energie (zur Erzeugung eines sehr heißen Lichtbogens) und die Gase dürfen nur sehr kurz in Kontakt sein. Wenn beide (oder auch nur einer der beiden) Parameter nicht eingehalten werden, würde das Stickstoffmonoxid schnell weiterreagieren (zum Beispiel zu Stickstoffdioxid).
Die NO-Synthese erfolgt deshalb in der Regel auch nicht aus den Elementen, sondern über die Oxidation von Ammoniak (Ostwald-Verfahren).
Die hohe Temperatur des Lichtbogens verschiebt gemäß des Prinzips von LeChatelier die Lage des Gleichgewichts auf die Seite, die endergonisch abläuft. In diesem Falle also auf die Seite der Bildung von Stickstoffmonoxid.
(exergonische Seite) N2 + O2 --><-- 2 NO (endergonische Seite)
Aus der Reaktionsgleichung geht auch hervor, dass eine Druckveränderung bei dieser Gasphasenreaktion nichts bewirken würde, weil sowohl links als auch rechts vom Reaktionspfeil jeweils zwei Gas-Teilchen sind.
Ich hoffe, ich konnte dir weiterhelfen.
LG von der Waterkant.
Trivial gesagt, weil die Reaktionsenthalpie positiv ist. Das ergibt sich aus der Summe der verrichteten Arbeit der Subprozesse im Haber-Born Kreisprozess.
Ich bin in der 12. Klasse Gymnasium, leider hatten wir bisher weder die Reaktionsenthalpie, noch den Haber-Born Kreisprozess:(
Die Dissoziationsenthalpien von Sauerstoff, vor allem aber von Stickstoff (ca. 950, Dreifachbindung) sind ziemlich hoch.