Encontramos el resultado a este dilema, o por lo menos eso creemos. Si presentas alguna pregunta coméntalo y con gusto te responderemos
Solución:
Solución 1:
Este post trata sobre el mecanismo que se observa en la fase gaseosa. Por supuesto, no es tan simple como podría sugerir la ecuación y ya lo sospechabas.
$$ce2H2 + O2 -> 2H2O$$
Esto se dividirá en muchas sub reacciones elementales diferentes. Cualquier mezcla de oxígeno e hidrógeno es metaestable (estable mientras no cambie las condiciones). Si proporciona suficiente energía para superar la barrera de activación, la reacción tomará su causa:
$$ceH2 <=>[Delta T] 2 H.$$
Los átomos de hidrógeno resultantes son muy inestables y reaccionarán con cualquier cosa a su alcance, pero lo más importante con $ceO2$ (que es un triplete birradical), formando radicales hidroxilo. Esta reacción es endotérmica (requiere energía).
$$ceH. + O2 -> HO. + O$$
Los radicales de oxígeno resultantes pueden volver a reaccionar con $ceH2$ para formar más radicales de hidrógeno. Esta reacción también es endotérmica.
$$ceO + H2 -> HO. + H.$$
Los radicales hidroxilo también pueden reaccionar con $ceH2$ para formar más radicales de hidrógeno, que es una reacción ligeramente exotérmica (libera energía).
El resultado neto de esas ecuaciones conduce a una suma ligeramente exotérmica, con alto potencial:
$$ce3H2 + O2 -> 2H2O + 2H.$$
En principio, los radicales de hidrógeno reaccionan como catalizador. Sin embargo, esta reacción es una reacción en cadena altamente ramificada, que incluye muchas reacciones radicales. Debido a esto, se producirán cada vez más radicales de hidrógeno.
Este esquema eventualmente terminará cuando las concentraciones de $ceO2,H2$ disminuirá forzando al exceso de radicales a reaccionar entre sí.
$$ceHO. + H. -> H2O$$
Otra posibilidad es la formación de peróxido de hidrógeno como subproducto, que es una reacción muy exotérmica:
$$ceH. + O2 -> HO2.\ ce2HO2. -> H2O2 +O2$$
(También sucede pero no es tan importante: $ceHO. + HO. <=> H2O2$)
Mientras haya radicales hidroxilo e hidrógeno presentes, el peróxido participará en la reacción en cadena. Sin embargo, esta reacción también proporciona la energía necesaria para escindir más $ceH2$. el peróxido también se vuelve a escindir fácilmente o reacciona entre sí:
$$ce2H2O2 -> 2H2O + O2$$
Todo esto da como resultado el agua producto principal.
Tenga en cuenta que hay muchos factores que influyen en estas reacciones. Depende fuertemente de la presión, la temperatura y el entorno. Las superficies y/o catalizadores involucrados en esta reacción pueden cambiarla por completo.
Otras lecturas:
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¿Qué tan explosivo es el gas hidrógeno?
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Eugene P. Dougherty1 y Herschel Rabitz1, J. Chem. física 72, 6571 (1980) el estudio (teórico) más completo sobre la $ceH2-O2$ sistema.
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Wiberg, Nils: Lehrbuch der Anorganischen Chemie Kap. 3.2 (alemán) El mecanismo está tomado en parte de esta fuente.
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http://arrow.utias.utoronto.ca/~ogulder/ClassNotes3.pdf Gracias a Silvio Levy
Solución 2:
El esquema comienza con la producción de radicales OH ya que la disociación del Hidrógeno es muy endotérmica (432 kJ/mol) en comparación con $ceH2 + O_2 to 2OHcdot$ que es la reacción de iniciación con $Delta H^mathrmo_298 = 72$ kJ/mol. Hay una reacción de propagación y dos reacciones de ramificación de cadena y terminación de fase gaseosa, así como reacciones de terminación de pared.
$$beginalignceH2 + O_2 &to 2OHcdot qquad &textiniciación 72 kJ/mol \ ceOHcdot + H2 &to H2O + Hcdot quad &textpropagación -62 kJ/mol \ ceHcdot + O2 & to OHcdot + Ocdot quad &textramificación 70 kJ/mol \ ceOcdot + H2 &to OHcdot + Hcdot quad &textramificación 8 kJ/mol \ ceHcdot + O2 + M &to HO2cdot + M cdot &quad textterminación de gas -196 kJ/mol \ ceHcdot / OHcdot / HO2cdot &to text terminación de pared\ endalign $$
Hay fuerte evidencia experimental para $ceHcdot,, Ocdot,,OHcdot$ y $ce,HO2cdot$.
El esquema permite dos límites de explosión. El primer límite, a baja presión, está controlado por efectos de superficie y difusión a las paredes del recipiente. El segundo límite, donde se detiene la explosión, está determinado por la reacción de terminación de la fase gaseosa de $ceHO2cdot$ y es independiente del tamaño del buque.
Se puede formar una pequeña cantidad de peróxido, como por $ceHO2cdot + H2 to H2O2 + Hcdot$ pero esto actúa como un inhibidor $ceOHcdot + H2O2 to H2O + HO2cdot$ porque el $ceHO2cdot$ radical es menos reactivo que $ceHcdot$ o $ceOHcdot$. El peróxido quizás esté involucrado en el tercer límite de explosión.
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