O tricloreto de nitrogênio (NCl3), ou tricloreamina, é um composto de aparência oleosa muito perigos

Question

O tricloreto de nitrogênio (NCl3), ou tricloreamina, é um composto de aparência oleosa muito perigoso quando puro, pois se decompõe explosivamente formando N2 e Cl2. Ele era utilizado, até sua proibição na década de 1940, para o branqueamento de farinhas comerciais, no chamado Processo Agene®. Atualmente, é conhecido como um dos subprodutos tóxicos indesejáveis formados no processo de desinfecção de piscinas. Ele se forma, por exemplo, pela reação do cloro usado nas piscinas com ureia proveniente da urina de nadadores que as utilizam.

Pede-se:

a) Represente a molécula do NCl3 utilizando fórmula de Lewis.

b) Escreva a equação balanceada para a decomposição do NCl3 em N2 e Cl2. Qual é o número de oxidação do nitrogênio no reagente e no produto?

c) Calcule a entalpia da reação de decomposição do NCl3, considerando os valores de energia de ligação fornecidos. A reação é endotérmica ou exotérmica? Demonstre seus cálculos e justifique sua resposta.

PasseJá · Accepted Answer

a) Fórmula de Lewis do $\mathrm{NCl_3}$: nitrogênio central com **3 ligações simples** $\mathrm{N{-}Cl}$ e **1 par de elétrons não ligante** no N; cada Cl com **3 pares de elétrons não ligantes**.

b) Decomposição balanceada: $$2\,\mathrm{NCl_3\,(g)} ightarrow \mathrm{N_2\,(g)} + 3\,\mathrm{Cl_2\,(g)}$$
Número de oxidação do N:
- No reagente ($\mathrm{NCl_3}$): como $\mathrm{Cl}$ vale $-1$ (mais eletronegativo), então $x+3(-1)=0 \Rightarrow x=+3$. Logo, $\mathrm{N}=+3$.
- No produto ($\mathrm{N_2}$): elemento no estado padrão $\Rightarrow \mathrm{N}=0$.

c) Cálculo de $\Delta H$ por energias de ligação (aprox.):
- Ligações **quebradas** (reagentes): em $2\,\mathrm{NCl_3}$ há $6$ ligações $\mathrm{N{-}Cl}$.
  $$E_{	ext{quebradas}}=6	imes 200=1200\ 	ext{kJ}$$
- Ligações **formadas** (produtos): em $\mathrm{N_2}$ há 1 ligação $\mathrm{N\equiv N}$ e em $3\,\mathrm{Cl_2}$ há 3 ligações $\mathrm{Cl{-}Cl}$.
  $$E_{	ext{formadas}}=1	imes 940+3	imes 240=940+720=1660\ 	ext{kJ}$$
- Então,
  $$\Delta H \approx E_{	ext{quebradas}}-E_{	ext{formadas}}=1200-1660=-460\ 	ext{kJ}$$
Como $\Delta H<0$, a reação é **exotérmica** (libera energia).

Alternativa correta: não se aplica (questão discursiva, sem alternativas).

Ligação	Energia de ligação (kJ/mol)
N ≡ N	940
Cl–Cl	240
N–Cl	200

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