GRUPO DEL NITROGENO

Diagrama de Frost de los elementos del grupo del nitrgeno en disolucin cida.

N278 % de la atmsferaH = 945 kJ/molDiagrama de orbitales molecularesE(NN) ~ 6 E(N-N)E(CC) ~ 2.5 E(C-C)N2(g) 2 N(g) K25 C=10-120Azote-No polar-Electroafinidad muy negativa (HOMO-LUMO)-Energa de ionizacin ~ Ar N2=15.58 ev Ar=15.75 evLiMetales de transicinBacterias

OBTENCION DE N2DESTILACION DE AIRE

FOSFORO y BISMUTOFOSFORO NEGROBISMUTOP4FOSFORO BLANCO

Proceso Haber-Bosch (1914)Ho = -46.2 kJ/mol So = -99 J/K.mol(15%)cat.P, TCatalizador: FeACTIVACION DE NITROGENOT: 450-650 CP:200-600 atm170x106 ton/aoK25=103 atm-2

Aplicaciones del amonaco (NH2)2CO

CICLO DEL NITROGENO

Proceso Natural1Proteina-FeFe 2Proteina-FeV 3Proteina-FeMoenz.ACTIVACION DE N2

MedioEjemplosPlantas leguminosas (alfalfa, trbol, soja, etc.)RhizobiumOtras plantasCianobacteria (Anabena azollae, A. variabilis)No simbiticos (suelo)Clostridium (Cl. Pasteurianum1,2), Desulfovibrio (anaerobios), Klebsiella pneumoniae3 (anaerobio facultativo) Azotobacter (A. vinelandii1-3) (aerbico)

Cmo hace la naturaleza?H2O + CO2 + Luz C6H12O6 + O2BacteriaATP, NAPDH, NADH NADPH + H+ + 2Fdox NADP+ + 2Fdred + 2H+N2 + 8 e- + 8 H+ + 16 Mg-ATP 2 NH3 + H2 + 16 Mg-ADP + 16 PO4-4H2O + N2 + Luz 2NH3 + 2 O2 + H2Reductores celularesEnergaNitrogenasa

NitrogenasaUna de las 4 subunidades de la nitrogenasa de Azotobacter VinelandiiSitios activos de S (amarillo), Mo (celeste) y Fe Violeta)

Caracterizacin de la Enzima NITROGENASARibbe, M. Chem. Rev. 2004, 104, 1159Rees, D. Science, 1993, 260 792Durrant, M. C. Biochemistry 2004, 43, 6030 [Fe3+Fe2+6Mo4+] [Fe3+3Fe2+4Mo4+]

Qu dice la termodinmica?Go= -16 kJ/molNo ocurre a T y P ambientesN2 (g) + 2H+ 3H2O (l) 2NH4+ +3/2O2(g)Go= 633 kJ/molGo= 870 kJ/molpH=7350 kJ/molN2 (g) + 2H+ 4H2O (l) 2NH4+ + 2O2(g) + H2