Trabalho Quimica Inorganica

Nitrogenio

1. INTRODUÇÃO

O presente trabalho pretende apresentar um estudo sobre o nitrogênio como elemento sua origem, constituição e processo de isolamento, reações e principais produtos utilizados.

2. OBJETIVO

Estudar o Nitrogênio como elemento e sua utilização na indústria química.

3. METODOLOGIA

Serão apresentados os principais minérios de onde é extraído, suas formulas, processos industriais e laboratoriais de isolamento, bem como suas principais reações e utilizações.

4. CONCLUSÃO

O estudo propiciou conhecer o elemento, sua constituição junto a outros compostos bem como a utilização e importância para a indústria química.

6. REFERÊNCIAS

Livro química inorgânica Metais e Não-Metais

Volume unificado Victor A.Nehmi

Nitrogênio: N2

Ocorrência:

Livre: Na atmosfera ele contribui com 78% (em volume).

Combinado:

a) Na litosfera forma nitratos; o nitrato de sódio ocorre no Chile (salitre-de-chile) e o nitrato de potássio ocorre na Índia (salitre-de-bengala ou simplesmente salitre);

b) Na biosfera, o nitrogênio participa na constituição das proteínas.

Contribuição com 0,05% na formação da natureza

Preparação:

No laboratório, consiste na decomposição térmica do nitrato de amônio:

NH4NO2 ¬¬-----> 2H2O + N2

A reação é de auto- redox.

Na pratica aquece-se a solução que contem cloreto de amônio e nitrato de sódio com isso verificamos as etapas seguintes:

NH4Cl + NaNo2 -----> NH4No2 + NaCl

NH4No2-------------> N2 + 2 H2O

NH4Cl + NaNO2 ------------> NaCl + 2H2O + N2

Indústria:

É preparado simultaneamente com o oxigênio, a partir do ar.

Compressão e Destilação N2

Ar -----------------------> Ar liquido --------------------

Resfriamento Fracionada O2

Propriedades Químicas

Depois dos gases nobres, o nitrogênio é o elemento mais inerte. A grande estabilidade de sua molécula é explicada através de sua pequena energia interna:

2 [N] ---------------> N2 + 170 000 calorias

Como consequencia desta grande inatividade, veremos que as reações do nitrogênio são realizadas sob condições enérgicas

Constantes físicas dos elementos da Familia do Nitrogênio

N P As Sb Bi

Numero atômico 7 15 33 51 83

Raio atômico (A) 0,5 1,1 1,25 1,44 1,45

Raio Iônico de X3- (A) 1,7 2,1 --- ---- ---

Peso Atômico 14 31 75 122 209

Ponto de Fusão -210 44 sublima 630 271

Ponto de Ebulição -196 280 sublima 1380 1450

Energia de enlance simples (kcal) 38 51 32 30 25

Eletronegatividade 3,0 2,1 2,0 1,8 1,7

Potencial de Ionização (ev) 14,5 11,0 11,0 8,6 8,0

Com Metais:

O nitrogênio reage, formando nitretos metálicos (compostos iônicos)

3 Mg + N2 ------> Mg3N2

Com Hidrogênio:

Temos a síntese da amônia (gás amoníaco); esta reação forçada pela pressão, temperatura (500 ºC) e catalisador (ferro), e assim mesmo é uma reação reversível.

Pres.

N2 + 3 H2 ----------------> 2 NH3

< ---------------

Cat.

Podemos observar que, durante reação, há contração de volume (4volumes pra 2 volumes).Por este motivo, a reação em sentindo contrario(decomposição da amônia) será tanto mais difícil quanto a maior pressão. O primeiro processo industrial empregava 200 atm. De pressão e o rendimento era de 10%(método de Haber-Bosch). Hoje, são empregados 1 000 atm. Rendimento é de 40% (método de Claude).

Observações:

a) A amônia é separada por liquefação fracionada (pois resultam três gases)

b) As condições da síntese acima nos leva a conclusão que a amônia possui muita energia interna, sendo, portanto, muito reativa (pouco estável).

Com Oxigênio

O N2 produz oxido de nitrogênio, e a reação é forçada pelo arco-voltaico (3 000 ºC)

N2 + O2 ----- arco-elétrico -------> 2 NO

Esta reação é chamada de Birkeland-Eyde. Apesar