Compostos de Nitrogênio

SUMÁRIO

SUMÁRIO        2

1. Introdução        2

2. OBJETIVOS        3

3. METODOLOGIA        3

3.1. Reagentes        3

3.2. Materiais        3

3.3. Parte 1: Obtenção de óxidos de nitrogênio e ácido nítrico        4

3.4. Parte 2: Obtenção de outros óxidos de nitrogênio        4

3.5. Parte 3: Preparação e propriedades do ácido nitroso        4

3.6. Parte 4: Preparação de nitrogênio        4

4. DISCUSSÃO E RESULTADOS        4

5. CONCLUSÕES        4

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        4

APËNDICE        5

Questões        5

1. Introdução

O nitrogênio se encontra no estado gasoso à temperatura ambiente, e é um dos gases que compõem o ar, chegando a aproximadamente 78% de concentração, e podendo ser obtido através do processo de liquefação, seguida por destilação fracionada do ar líquido [1].

Um dos seus compostos de maior destaque é conhecido por gás amônia (NH3), sendo que milhões de toneladas são produzidas industrialmente por ano, e uma enorme quantidade é utilizada para produzir ácido nítrico (HNO3), além de uréia e outros [2].

O nitrogênio é de suma importância para manutenção da vida de microorganismos, sendo que o seu ciclo resulta de reações de oxi-redução, as quais disponibilizam energia para determinados microrganismos. A Figura 1 mostra um esquema do ciclo do nitrogênio na natureza [3].

[pic 1]

Figura 1: Esquema representativo do ciclo do nitrogênio na natureza [1].

O ciclo representado ocorre à partir de compostos com diferentes estados de oxidação, envolvendo diversas reações de transferência de elétrons, as quais são catalisadas por enzimas. O ciclo se inicia com um processo conhecido por fixação, que consiste na transformação do nitrogênio da atmosfera em amônia. Esse processo pode ser físico, biológico ou industrial. A fixação física se dá por relâmpagos ou faíscas elétricas, que contribuem com uma parcela mínima em relação às necessidades dos seres vivos. A fixação biológica, por sua vez, ocorre por meio de microorganismos e a fixação industrial é feita de modo artificial em indústrias [1].

No solo, o ciclo do Nitrogênio também envolve um processo chamado de nitrificação, que consiste na oxidação de gás em nitritos e nitratos. Tal processo ocorre pela ação de bactérias nitrificantes, conhecidas como Nitrosomonas e Nitrobacter. Os compostos inorgânicos são então absorvidos por plantas, algas e algumas bactérias e posteriormente são convertidos em compostos orgânicos. Esses compostos por sua vez são ingeridos por herbívoros, os quais os liberam nas excreções. Os compostos orgânicos liberados sofrem decomposição com o auxílio de bactérias, que os convertem em amônia, nitrato ou mesmo nitrogênio que retorna a atmosfera. Esse último processo é conhecido como desnitrificação [1].

2. OBJETIVOS

O presente experimento tem como objetivo o preparo do gás nitrogênio, bem como preparo e estudo das propriedades de óxidos e oxiacidos oriundos deste elemento.

3. METODOLOGIA

3.1. Reagentes

• Acetato de chumbo
• Ácido nítrico concentrado
• Hexano
• Ácido sulfúrico diluído
• Iodeto de potássio
• Cloreto de amônio
• Raspas de cobre
• Solução de nitrito de sódio concentrada
• Permanganato de potássio 0,2 mol L-1

3.2. Materiais

• 5 tubos de ensaio
• 1 rolha para tubo
• Funil de adição
• Banho a 50 °C
• Kitassato
• Banho de gelo
• Mangueira de borracha
• 1 béquer de 800 mL
• 1 pinça de madeira
• Lamparina
• Conta-gotas
• Fósforos
• Ponteira de pipeta
• Espátula
• Estante para tubos

3.3. Parte 1: Obtenção de óxidos de nitrogênio e ácido nítrico

O experimento foi realizado conforme indicado na apostila.

Observação: obtenção do óxido de nitrogênio e ácido nítrico foi realizado pelo técnico do laboratório.

3.4. Parte 2: Obtenção de outros óxidos de nitrogênio

O experimento foi realizado conforme indicado na apostila.

3.5. Parte 3: Preparação e propriedades do ácido nitroso

O experimento foi realizado conforme indicado na apostila.

3.6. Parte 4: Preparação de nitrogênio

O experimento foi realizado conforme indicado na apostila, alterando-se apenas o bico de Bunsen por uma lamparina.

4. DISCUSSÃO E RESULTADOS

4.1. Parte 1: Obtenção de óxidos de nitrogênio e ácido nítrico

Em capela, gotejou-se lentamente ácido nítrico sobre rapas de cobre contidas em um kitassato, recolhendo-se o gás produzido diretamente em um tubo de ensaio. Tal gás apresentou coloração castanha amarronzada.

Sabe-se que o ácido nítrico é considerado um ótimo oxidante, e seu íon NO3-, quando em solução ácida, torna-se um oxidante extremamente forte. Desta forma, o cobre foi dissolvido pelo ácido nítrico conforme reação abaixo.

[pic 2]

Além disso, o oxido nítrico formado sofre oxidação pelo gás oxigênio presente no ar atmosférico ao expor o tubo ao ar por um curto período de tempo. O gás resultante desta oxidação é que dá a coloração vista no tubo, tendo em vista que o gás oxido nitrido é incolor. Sendo assim, como tal coloração já foi vista no kitassato, infere-se que no sistema para coleta do gás não estava bem vedada e possivelmente houve entrada de gás atmosférico. A reação de oxidação é apresentada abaixo.[pic 3]