domingo, 2 de abril de 2023

Probando métodos alternativos para calcular fórmulas químicas y reacciones

Estoy con un método que partiría de la escala de electronegatividad de Pauling y calcular a partir de esta y en base a elementos estables tomados como neutro la electropositividad de los elementos sin ionizar.

DMacks, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
(es la carga negativa una vez ionizado un átomo*) 
*átomo unidad mínima en la que una sustancia sigue siendo esa sustancia, concepto de la Grecia Clásica. a-tomo: indivisible o sin partes.

Al final todo es relativo y tal vez los muy negativos reaccionen con los menos negativos; parece que lo normal es cierta positividad (al menos aquí tomando como neutro el agua) ese seria el estado sin ionizar, ionizado tendría mayor carga negativa

Puede que salga bien o mal pero de momento bastante sorprendente-mente bien...

Agua (tiene que ser bastante estable)

H2O: O[-3,44]+ H[-2.2] + H[x] H tendría que ser muy positivo descartado.

H2O: O[y]+ H[-2.2] + H[-2.2] No puede ser.O está medido y es -3.44


H2O: O[-3,44]+ H[x] + H[x] H sería iugal a -(3.44/2)=1,72

El hidrógeno en su estado natural forma un gas H2 lo cual implica que uno es negativo

H2: H[-2,2] + H[x] para x=1,le quedaría una carga de -0,48 negativa pero no seria muy reactivo


El oxígeno como gas O2

O2: O[-3.44] + O[y] y tendría que tener algo de carga positiva

miremos el agua de nuevo

H2O: O[y] + (H[x]+H[x])? y = 0,96 ERROR O seria negativo culpa mía

o

H2O: O[y] + (H[-2,2] + H[1,72?]) y = 0,48 parece una unión no muy fuerte sera por eso que es líquida?

o

H2O: O[y] + (H[-2,2] + H[-2,2]) y = 4,4 parece mucha positividad

me quedo como valor positivo O=0,48 para H

O2: O[-3.44] + O[4,4] = +1,04

en la escala de electronegatividad de Pauling 1 positivo de estos valores:

para O2 = 1.04

O2[+1.04] + H[-2,2] =

O2 esta mas fuertemente cogido de lo que podría ofrecer H así que no se rompe

O4H existe? NO

O2: O[-3.44] + O[0,48] y tendría que tener algo de carga positiva

O2 valdría -2,96

Si que existe el agua oxigenada H2O2

Compruebo.


Para O2[-2,96]

Seria con H valor positivo para H: H[1,72]


H2O2: H2[3,44] + O2[-2,96] = H2O2[+0,48]


2*(2H2O) -> 2(H2O) + O2 (es una sustancia que puede descomponerse emitiendo calor y oxigeno)


2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g) ΔHº = −98,2 kJ/mol (entalpía reacción)

ese dato estaba mal, sacado de internet...

"Hydrogen peroxide decomposes to form water and oxygen with a ΔHo of –2884.5 kJ/kg[35]
and a ΔS of 70.5 J/(mol·K)"


[wiki en inglés]


Compruebo.

H2O2

2H(+) 1O(-) 1O(+)

2*H2O2[0,5]= 1

2*O[-3,44] + 2*O[0,48] + 4*H[1,72] = 2*[0,48] = 0,96



4H(+) , 2O(-) , 2O(+)

Es de esperar que al emitir calor haya algunas sustancias que se ionicen:



2*(H2O: 2*H[1,72] + O[-3.44]){líquido} + O2(O[-3.44] + O[0,48]){gas}

4H(+) , 2O(-), 1O(+), 1O(-)

4H(+) , 3O(-) , 1O(+)

iones antes: 2 * O(-) las dos de agua oxigenada tienen
iones después: 3 * O(-) las dos de agua tiene cada una un O(-) y uno del oxígeno gas
se ionizó un oxígeno para lo cual se necesita energía
también se recombinaron las dos moléculas de peróxido de oxigeno que emitiría energía


Para ionizar el oxígeno:

"1.ª energía de ionización 1313,9 kJ/mol"


Se rompen 2 de H2O2

en 2 de H2O + 2 de O

1 O se ioniza ->O(-) -1313,9 kj/mol (consume energía)

los O2 que sobran se juntan

ΔHr = Σn*ΔH (productos) - Σn*ΔH (reactivos)

2Mol de H2O2

2Mol H2O + 1 Mol O2

Datos y cálculo (tabla incluida)

∆Hfº(H2O g) = −285,5 kJ/mol (agua líquida)

∆Hfº(H2O2 g) = − 186,3 kJ/mol (agua oxigenada)

∆Hrº= 2 * (− 285,5) kJ/mol − 2 * (− 186,3) kJ/mol = −198,4 kJ/mol

por mol en el resultado se entiende (2*H2O)+O2? total productos

1 mol de O necesita 1313,9 kJ/mol para ionizarse (aquí es donde compruebo)

2((1*2)+(16)+2*16= 36 + 32 = 68 g/mol

oxígeno: 16 g/mol solo 1 de O2

(2*H2O2): 68 g

(2*H2O): 36 g

O2 al formarse de un ion positivo y otro negativo

tiene estar incluido en −198,4?

"Hydrogen peroxide decomposes to form water and oxygen with a ΔHo of –2884.5 kJ/kg[35]
and a ΔS of 70.5 J/(mol·K)"
-[wiki]

-2884.5/1000g = -2.8845 Kj por gramo

-2,8845 * 68g (peso de los dos mol de H2O2)

=-196.146 Kj

+ 198,4

= 2,254 (sería la energía que falta del Oxigeno O2?)


(2*H2O + O2) - 2* H202 = -196.146*(datos wiki en inglés)

saldría agua líquida supongo

(2*(-285,5 ) -2*(-186,3) = -198,4*

por lo que he leído la formación del O2 no se calcula nunca y se toma como 0

podría ser la diferencia entre el resultado y los valores

(2*(-285,5 ) + (X)) -2*(-186,3) = -196.146 kj/mol

-571 + X + 372,6 = -196.146

O2 aprox +2,26 parace que sí

Lo que busco es la forma de relacionar la energía necesaria del mol de iones de O(-) que se crea

1313,9 kJ mol

para ionizar 1 mol de O(-) 1313,9 Kj/mol

(es una reacción exotérmica y hay un exceso de energía)

la wiki "ΔS of 70.5 J/(mol·K)" para la combustión del H2O2

habíamos usado 2 mol de H2O2

16g(O-) del total de 68

1 Kg de H2O2 energía: " ΔHo of –2884.5 kJ/kg[35]"

2*-285,5 - 2*-186,3 = -198,4 (el calculo de siempre)

/ 68 = -2,9176470

* 1000 = -2917,647 está cerca del resultado que sabemos de antemano (-2884,5)

-2917,647 * 36/68 (agua) = -1544,2941 (-1527,0882 a partir del resultado)

*68/1000 = 105,0119988

-2917,647 * 32/68 (O2 oxígeno) = -1372,7058 (-1357,4117 a partir del resultado)

* 68/1000 = 93,3439944

105,011(H2O) +93,34(O2) = 198,35 (ha de dar 198,4 exacto cosa de redondeos)

para ionizar el oxigeno de un kilo

1313,9 * 16g( en dos mol de H2O2 68g) / 1000g(un Kg)

=21,0224 Kj (energía consumida en ionizar O-)

Se restaría a 2917 y quedaría cerca de 2884 seria 2896

antes:

"-196.146 + 198,4 = 2,254 (sería la energía que falta del Oxigeno)"

2,254*1000/68 = 33,14

-2917 + 33 = -2884 exacto. " ΔHo of –2884.5 kJ/kg[35]"

Combustión hidrógeno.

x*O2 + y*H2 = H2O

H2O ΔHº -241,6 (gas)

En H2O habría un ion de O

O -3,44 (escala Pauling de electronegatividad *-1)

H +1,72 (calculado al principio; electropositividad)

Necesitamos dos de H(+)

habría 2 en dos de H2 (uno en cada una...)

y uno de O(-) habría uno en O2

O2 + 2*H2 = H2O + O(+) +2H(-)

aquí no habría ionización

aunque tal vez se podría formar algo de Ozono con el O(+)

O2 + O = O3

O3 ΔHº = 142

2*O2 + 2*H2 = H2O + O3 + 2*H(-)

Es posible que la energía generada provoque ionización

que tal si se ionizan 2*H(+) en 2*H(-) ?

O2 + 2*H2 = H2O + O(+) + 2*H(-)

Al principio descarte la posibilidad de H2(-)O(+)

pues O(+) valdría +4.4 y me pareció mucho para neutralizar los 2H

pero si se pudiese habría un ion de H2O(+) y otro de H2O(-)

Al principio calculé estas posibilidades para el O2


"H2O: O[y] + (H[-2,2] + H[1,72?]) y = 0,48"

"O2: O[-3.44] + O[0,48] y tendría que tener algo de carga positiva"

O2 valdría -2,96

Este es el calculo que comprobaba

la posibilidad de O = +0,48

de momento solo lo tuve en cuenta para descartar otras posibilidades de combinaciones entre H y O

y me salio la combinación del agua oxigenada H2O2

Esta bien pues vi que la energía de ionizar un O como predecía el calculo estaba en la desviación de las medidas entre la tabla y los datos de la reacción.

Entonces:

1 Oxigeno simplemente se pegaría al hidrógeno H2O y neutralizaría la carga

O2 con valor de -2,96 sería atraído por todo lo que tenga mayor valor

el H2:

"H2O: O[-3,44]+ H[x] + H[x] H sería igugal a -(3.44/2)=1,72"

+1,72 seria el valor del H sin ionizar

H2 sería

H(-)-2,2+(H+)+172

tendría una carga H(+) de +0,48

el O2 seria fuertemente atraído por H

al juntarse O(-) -3,44 es menor que H(-) -2,2 , O(+) 0,48 y H(+) 1,72

el único sentido de romperse es que se fuera con la mayor diferencia el H+ de 1,72

el O(+) de 0,48 se iría con H(-) de -2,2 daría pues OH(-) -1,72

el O(-) de -3,44 se iría con el H(+) de 1,72 resultando en OH(-) -1,72

ambos iones darían el mismo efecto en la reacción.

O2 + H2 -> 2*OH(-) -1,72

el ion positivo del hidrógeno es de 1,72

O2 + H2 + 2*H(+) -> 2*OH(-) + 2*H(+) -> 2H2O

la propia combustión podría provocar que hidrógeno gas: H2

se rompiese en iones H(+) de +1,72

habría:

O2 + H2 + 2*H(+) -> 2*H2O

necesitarías iones de H(+) producidos con calor para comenzar la reacción

por ejemplo con fuego pues el juego es plasma (iones) e ioniza también rompe enlaces (H2)

iones negativos sueltos de H(-) sobrantes (usé H(+) sueltos) podrían reaccionar con mas O2

sería una reacción en cadena como evidentemente lo es.

H(-) podría unirse a O(+) de O2 rotos por la energía

Aquí no hay energía aportada por la ionización en esta reacción de quemar hidrógeno con oxígeno

así que sería muy energética y es la que usan en los cohetes de combustible líquido.

Al chocar las moléculas de H2 y O2 igual se oxidan, pero la combustión tal vez requiera del gas roto en sus iones por calor para la ignición... o simplemente calor para que reaccionen oxidándose rápido aportando calor... es una reacción en cadena necesita de estos H y O sueltos y cargados para ser rápida.



Cálculos con CO2

CO2:

O puede ser ion de -3,44

O no ionizado +0,48

C puede ser ion de -2,55

C no ionizado +???

O2 puede ser

-3,44 -3,44 = -6,88

-3,44 + 0,48 = -2,96

+0,48 + 0,48 = +0,96

C podría tener

un valor positivo que deje ligeramente negativo a CO2 para [-3,44 + 0,48 = -2,96]

un valor menos negativo que -3,44 -3,44 = -6,88 pero seguramente habría cosas mas positivas y dos O(-) se repelerían mucho

un valor negativo que reste a +0,48 + 0,48 = +0,96 estan poco cargados y no se repelen mucho los O(+)

el valor de C medido en la escala de electronegatividad es de -2,55

C(-2,55) + O2(+0,96)

CO2 tendría carga de -1,59 parece bastante carga y seguro reaccionaria con cosas...

resulta extraño.

"¿Por qué el CO2 aumenta el pH?

Solo el 0.5% del CO2 es encontrado en el agua de mar como CO2 disuelto. La mayoría, 89.5% se encuentra en forma de ion bicarbonato. Añadir más CO2 de la atmósfera aumenta la cantidad de H+

presente por medio de esta reacción y contribuye a reducir el pH del océano."

"En los tejidos, la respiración celular produce dióxido de carbono como producto de desecho; Como una de las funciones principales del sistema cardiovascular, la mayor parte de este se elimina rápidamente de los tejidos por su hidratación al ion bicarbonato.6​ El ion bicarbonato presente en el plasma sanguíneo se transporta a los pulmones, donde se deshidrata nuevamente a y se libera durante la espiración. Estas conversiones de hidratación y deshidratación de y , que normalmente son muy lentas, son facilitadas por la anhidrasa carbónica tanto en la sangre como en el duodeno.7​ Mientras está en la sangre, el ion bicarbonato sirve para neutralizar el ácido introducido en la sangre a través de otros procesos metabólicos (por ejemplo, ácido láctico, cuerpos de cetona); del mismo modo, cualquier base (por ejemplo, la urea del catabolismo de las proteínas) se neutraliza con ácido carbónico ().8​"

wikipedia (gracias wiki)

Es muy interesante esto pero a lo que iba:

parece que

CO2 + H2O -> H2CO3

luego CO2(-1,59) + H2O(0 neutro) -> H2CO3 (-1,59)

si se ionizase algo requeriría un aporte de energía supondré que el balance es el mismo

El H2CO3 internamente:

H2(2*+1,72)+C(-255)+O2(2*+0,48)+O(-3,44)

"HCO3- → CO3(-2) + H+ (pKa2 = 10,33)" a este le atribuyen la carga de 1e-

es el H2CO3 menos un H+(de +1,72) luego le falta un H tendría la carga menos -H del positivo

esto es relativo claramente (lo del 1e-) y prefiero la medida de la electronegatividad.






Frecuencias y ladrón de joules

He encontrado un circuito que hace lo que quería hacer originalmente con las antenas, el circuito está basado en otro circuito llamado oscil...