Modelización de la reacción entre amoniaco atmosférico y los ácidos nítrico y sulfúrico mediante química cuántica computacional

El presente trabajo de titulación tuvo como objetivo modelizar la reacción entre el amoniaco atmosférico y los ácidos nítrico y sulfúrico producto de la excesiva emisión de amoniaco a la atmósfera. Para lo cual se emplearon métodos de química cuántica computacional con ayuda del paquete de software Gaussian®03W y el módulo gráfico GaussView 3.0 aplicando los métodos Hartree-Fock (HF) y DFT (B3LYP) y el basis set 6-311++G (d, p). Se predijo los valores termoquímicos de reacción entre ellos la entalpía, entropía y energías libres de Gibbs que permiten entender y analizar el comportamiento de la reacción química. Con los resultados de la modelización se valoró la cantidad de 742.26 Kilotoneladas de nitrato de amonio y 1225.41 Kilotoneladas de sulfato de amonio generadas por la reacción química entre el amoniaco atmosférico y los ácidos nítrico y sulfúrico. De acuerdo con una revisión bibliográfica se ofreció una alternativa viable para la disminución del problema de contaminación ambiental simulando la reacción química con intervención de del formaldehído, que actúa como agente consumidor de amoniaco atmosférico mitigando la formación de partículas de nitrato de amonio y sulfato de amonio en un 25%. Por tanto, se logró modelizar la reacción entre el amoniaco atmosférico y los ácidos nítrico y sulfúrico de manera satisfactoria utilizando métodos de química cuántica computacional, además se resolvió en porcentaje el problema de producción de partículas de nitrato de amonio y sulfato de amonio. Se recomienda antes de usar el formaldehído en la atmósfera, estudiar las interacciones que puede tener el formaldehído o la metilenimina con otros componentes que se encuentran libres en el ambiente producto de las actividades antropogénicas y naturales, dado que no existe mucha información y evidencia de que estos compuestos afecten a la salud ambiental.The objective of this work was to model the reaction between atmospheric ammonia and nitric and sulfuric acids resulting from the excessive emission of ammonia into the atmosphere. Computational quantum chemistry methods were used with the help of the Gaussian®03W software package and the Gauss View 3.0 graphic module, applying the Hartree-Fock (HF) and DFT (B3LYP) methods and the basis set 6-311 ++ G (d, p). The thermochemical reaction values were predicted, including the enthalpy, entropy, and Gibbs free energies, which allow us to understand and analyse the behaviour of the chemical reaction. With the results of the modelling, the amount of 742.26 Kilotons of ammonium nitrate and 1225.41 Kilotons of ammonium sulphate generated by the chemical reaction between atmospheric ammonia and nitric and sulfuric acids was valued. A bibliographic review offered a viable alternative to reduce the environmental pollution problem by simulating the chemical reaction with the intervention of formaldehyde, which acts as an atmospheric ammonia consumer agent, mitigating the formation of particles of ammonium nitrate and ammonium sulphate by 25%. Therefore, it was possible to model the reaction between atmospheric ammonia and nitric and sulfuric acids in a satisfactory way using computational quantum chemistry methods, also, the problem of production of ammonium nitrate and ammonium sulphate particles was solved in percentage. When using formaldehyde in the atmosphere, it is recommended to study the interactions that formaldehyde or methyleneimine may have with other components that are free in the environment because of anthropogenic and natural activities since there is not much information and evidence that these compounds affect environmental health