Relatório Grupo 15

Relatório

Nitrogênio e Fósforo:

elementos e compostos

Salvador, 24 de abril de 2014.

1. Introdução

O grupo 15, também conhecido por família 5A, é composto pelos elementos nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio e bismuto e possuem configuração eletrônica externa do tipo ns2np3. Todos os elementos desse grupo apresentam estado de oxidação máximo +5, indicando que utilizam cinco elétrons para realizar suas ligações. O menor estado de oxidação denotado para os elementos desse grupo é -3, encontrado, por exemplo, na amônia (NH3). O nitrogênio constitui 78% da atmosfera terrestre, porém não é o elemento mais abundante (apresenta-se como terceiro na ordem de abundância relativa). Todos seus nitratos são solúveis em água, de modo que não são comuns na crosta terrestre. A amônia (NH3) apresenta certa propriedade redutora, e através de sua oxidação pode ser obtido também gás nitrogênio (N2). A mesma pode ser identificada através da reação com soluções de íons cobre e níquel. Amônia também pode ser obtida através da decomposição térmica de sais de amônio, como o cloreto de amônio (NH4Cℓ). O fósforo é o décimo primeiro elemento mais abundante na crosta terrestre. É encontrado sólido em temperatura ambiente e é essencial para a vida, tanto como material estrutural em animais superiores, como no metabolismo de plantas e animais. Consta-se que cerca de 60% dos ossos e dos dentes são constituídos por Ca3(PO4)2 ou [3(Ca3(PO4)2.CaF2]. Esse elemento também apresenta formas alotrópicas tais como fósforo branco e fósforo vermelho, sendo este último a forma alotrópica, termodinamicamente, estável. Arsênio, antimônio e bismuto podem ser encontrados em várias formas alotrópicas. Os três elementos possuem formas metálicas muito menos reativas chamadas de formas α. Esses apresentam estruturas lameladas com camadas dobradas.

2. Objetivos

• Obter o gás nitrogênio e verificar seu comportamento quanto à combustão.

• Obter e identificar o gás amônia.

• Estudar a reatividade do fósforo frente ao gás oxigênio.

• Estudar o comportamento de oxoânions do nitrogênio e do fósforo em água.

• Comparar o poder oxidante do H+ com o do NO3-.

3. Parte Experimental

3.1. Materiais e reagentes:

• Tubos de ensaio

• Solução saturada de cloreto de amônio

• Solução saturada de nitrito de sódio

• Haste de madeira

• Cloreto de amônio sólido

• Hidróxido de cálcio sólido

• Tubo de vidro em forma de “U”

• Rolha

• Água destilada

• Solução de fenolftaleína

• Sulfato de cobre (II) sólido

• Solução diluída de amônia

• Cobre granulado

• Solução de ácido clorídrico 6 mol/L

• Solução de ácido nítrico 6 mol/L

• Solução de tornassol

• Pinça de metal

• Fósforo branco

• Cadinho

• Pinça de madeira

• Lamparina

• 1 béquer

3.2. Procedimentos:

3.2.1. Experimento 1

Em um tubo de ensaio colocou-se 3 mL de solução saturada de cloreto de amônio e 5 mL de solução saturada de nitrito de sódio. Em seguida, aqueceu-se o tubo até ocorrer o desprendimento de gás. Introduziu-se uma haste incandescente no tubo de ensaio, cuidadosamente, deixando entrar em contato apenas com o gás que estava sendo formado.

3.2.2 Experimento 2

Em um tubo de ensaio seco, colocou-se cerca de 1,0 g de cloreto de amônio sólido e 1,0 g de hidróxido de cálcio sólido, misturando-se e aquecendo-se. Sentiu-se o cheiro do gás desprendido. Recolheu-se o gás em outro tubo de ensaio contendo água destilada com duas gotas de fenolftaleína.

3.2.3. Experimento 4

Em um tubo de ensaio, dissolveu-se um pouco de sulfato de cobre II sólido em água. Adicionou-se, lentamente, solução diluída de amônia, agitando-se a mistura. Continuou-se adicionando amônia até não ocorrer mais qualquer transformação.

3.2.4. Experimento 6

Em dois tubos de ensaio colocou-se alguns grânulos de cobre. A um deles, adicionou-se 2 mL de ácido clorídrico 6 mol/L e, ao outro, 2 mL de solução de ácido nítrico, também 6 mol/L. Fechou-se o tubo contendo ácido nítrico com uma rolha de borracha à qual foi adaptado um tubo em U. Mergulhou-se a outra extremidade do tubo em U em outro tubo de ensaio contendo solução de tornassol.

3.2.5. Experimento 7

Com uma pinça de metal, retirou-se um pequeno pedaço de fósforo branco, de dentro do recipiente onde ele se encontrava imerso em água, e colocou-se em um cadinho. Segurou-se o cadinho com uma pinça de madeira e aqueceu-se, cuidadosa e suavemente. Cessou-se o aquecimento assim que iniciou a queima e, imediatamente, cobriu-se o cadinho com um béquer. Colocou-se cerca de 2 mL de água destilada no béquer contendo o produto da queima do fósforo e mediu-se o pH da solução formada.

4. Resultados e Discussão

4.1. Experimento 1

Durante o aquecimento da solução, foi observado o desprendimento de um gás incolor, evidenciando a ocorrência de uma reação química. Quando se aproximou a chama no gás que estava sendo produzido, esta se apagou. Este fato evidencia que o gás não reage com o oxigênio do ar, sob as condições do laboratório. Partindo-se dos reagentes que foram colocados em contato