O NITROGÊNIO E SEUS COMPOSTOS

NITROGÊNIO E SEUS COMPOSTOS

TED WILSON DE OLIVEIRA – 21453579

Manaus/AM

Outubro de 2017

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INTRODUÇÃO

Os elementos pertencentes ao grupo 15 são nitrogênio (N), fósforo (P), arsênio (As), antimônio (Sb) e bismuto (Bi). Este grupo contém alguns dos elementos mais importantes para a geologia, a vida e a indústria (ATKINS, 2003). Possuem configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np3 e apresentam a capacidade de formar cátions com número de oxidação igual a 3+.

Todos os elementos do grupo, com exceção do nitrogênio, são sólidos sob condições normais. Por isso, o nitrogênio é o elemento que recebe maior destaque neste grupo, pois é um elemento bastante abundante, além de apresentar características distintas, como a supracitada, dos seus congêneres, tais como raio e eletronegatividade (ATKINS, 2003). Ele é, também, o elemento mais presente no ar atmosférico e é um dos constituintes de proteínas e enzimas, responsáveis por diversas funções nos organismos vivos.

O fósforo é outro importante elemento presente no grupo 15 da tabela periódica, sendo o nutriente essencial da planta. Segundo Atkins, a “matéria prima principal para a produção do fósforo é o fosfato”. Os compostos de fósforo são usados desde a fabricação de conservantes alimentares, até a produção de pesticidas e armas químicas.

Por sua vez, os elementos mais moles do grupo, arsênio, antimônio e bismuto são encontrados em minérios de sulfeto e possuem como estrutura estável, a temperatura ambiente, redes hexagonais enrugadas (ATKINS, 2003) onde cada átomo possui três vizinhos próximos conforme a Figura 1.

[pic 3][pic 4]

MATERIAIS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Bico de Bunsen, espátula, papel tornassol, tubos de ensaio, pinça metálica, kitassato, rolha, vidro de relógio, ácido clorídrico concentrado, ácido nítrico diluído e concentrado, solução saturada de NH4Cl, solução saturada de NaNO2, solução de Ba(OH)2, NH4Cl(s), solução de KOH 1M, NH4CH3COO(s), (NH4)2Cr2O7(s), solução nitrato de potássio, solução de iodeto de potássio, magnésio, zinco, cobre, ferro, ácido acético diluído, solução de permanganato de potássio.

A prática foi dividida em 5 partes.

Parte 1

Preparação do nitrogênio e propriedades

Adicionou-se 4 mL de solução saturada de NH4Cl em um kitassato mais 4 mL de solução saturada de NaNO2. Ligou-se a uma mangueira de conexão e aqueceu-se. Borbulhou-se o gás desprendido em um tubo de ensaio contendo água e testou-se o pH. Em seguida, aproximou-se um palito de fósforo na boca do kitassato e se observou.

Parte 2

Preparação e propriedades da amônia

1. Em um tubo colocou-se 0,5g de NH4Cl e 1 mL de solução KOH (1M). Aqueceu-se a fim de sentir o odor do gás desprendido. Mediu-se, após, o pH prendendo à boca do tubo de ensaio um papel indicador.
2. Numerou-se 4 tubos:

Tubo 1 – Adicionou-se 0,5 g de NH4Cl mais 5 mL de água destilada.

Tubo 2 – Adicionou-se 0,5 g de NH4CH3COO mais 5 mL de água destilada.

Verificou-se o pH.

Tubo 3 – Adicionou-se 0,5 g de NH4Cl e aqueceu.

Tubo 4 – Adicionou-se 0,5 g de (NH4)2Cr2O7 e aqueceu.

Parte 3

Redução do ácido nítrico com metais

Colocou-se pedaços de zinco, cobre e ferro em pó, separadamente em 6 tubos de ensaio, sendo 2 tubos de cada, e adicionou-se as soluções:

1. 1 mL de ácido nítrico concentrado
2. 1 mL de ácido nítrico diluído 0,5 molL-1

Parte 4

Ácido nítrico como um ácido

Na capela, adicionou-se 1 mL de ácido nítrico 0,5 molL-1 a pequenos pedaços de magnésio. Adicionou-se uma porção de algodão na boca do tubo e em seguida, deixou-se em banho-maria de água morna. Depois de produzida uma evolução em gás, tirou-se o algodão e aproximou-se um fósforo aceso na boca do tubo.

Parte 5

Reatividade do bismuto

Adicionou-se 0,2 g de bismuto em 3 tubos de ensaios.

Tubo 1 – Adicionou-se 1 mL de HNO3 concentrado.

Tubo 2 – Adicionou-se 1 mL de H2SO4 concentrado.

Tubo 3 – Adicionou-se 1 mL de HCl concentrado.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Preparação do nitrogênio e propriedades

Ao adicionar a solução saturada de NH4Cl em um kitassato para reagir com solução saturada de NaNO2 fora necessário aquecer para acelerar a reação. Ligou-se a uma mangueira de conexão e borbulhou-se o gás desprendido em um tubo de ensaio contendo água. A equação da formação do gás é:

NH4Cl + NaNO2           N2(g) + 2 H2O(l) + NaCl(s)[pic 5]

Verificou-se a formação do gás nitrogênio mais sal solúvel em água. Para comprovar a formação de N2(g), acendeu-se um palito de fósforo que foi colocado na boca do kitassato. A ausência de oxigênio apagou o palito, pois nitrogênio, mais denso, não é comburente.

Além disso, borbulhou-se o gás em tubo contendo Ba(OH)2 que indicava pH 6 antes de borbulhar e após, pH cerca de 13.

Preparação e propriedades da amônia

Em um tubo colocou-se 0,5g de NH4Cl e 1 mL de solução KOH (1M) e se aqueceu. O gás desprendido possuía um odor irritante, característico do amoníaco, confirmando a reação: