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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE QUÍMICA
DEPARTAMENTI DE QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA
QUIA14 – QUÍMICA INORGÂNICA BÁSICA
Questionário – Elementos do grupo 15
Catarina Figueiredo da Silva Nascimento
Vítor Luiz Valverde Martinez
Victor Ting
P02 – 07/09/2016
Represente por meio de equação química a reação do experimento 1 e identifique qual espécie atua como agente redutor e qual atua como agente oxidante.
NH4Cl(s) + NaNO2(s) NaCl(s) + N2(g) + 2 H2O(l)
A equação química descrita acima representa a reação de produção de nitrogênio gasoso através do aquecimento das soluções saturadas de cloreto de amônio e de nitrito de sódio. Por meio desta, é possível concluir que o nitrogênio é um auto-oxirredutor, tendo em vista que o N de nox -3 (no cloreto de amônio) atua como agente redutor do de nox +3 (no nitrito de sódio) e este último atua como agente oxidante do primeiro, a fim de obter o nitrogênio gasoso cujo nox é zero.
Qual as suas conclusões após realização dos testes da aproximação da chama incandescente e da solução de tornassol no experimento 1?
Para analisar a inércia de um gás, coloca-se em contato com o mesmo uma chama incandescente. Se o gás for um comburente ou combustível, a chama deve se intensificar, entretanto, se for inerte, vai deslocar o oxigênio (comburente), fazendo com que a chama se apague. 
Verificou-se que ao inserir a chama incandescente no tubo de ensaio contendo gás nitrogênio, a chama foi extinta e, por isso, comprovou-se a característica inerte deste gás.
Para avaliar o caráter ácido ou básico, coleta-se o gás numa solução de tornassol. Se o gás for básico ou neutro, a cor do indicador permanecerá azul; mas se for ácido, a coloração mudará para rosa. Através deste teste, concluiu-se que o gás nitrogênio não possui caráter ácido.
Represente por meio de equações químicas as reações que ocorrem no experimento 2 e explique a mudança de cor na solução coletora do gás (água + fenolftaleína).
A reação química do cloreto de amônio com o hidróxido de cálcio resulta na formação do gás amônio, como mostra a equação abaixo:
2 NH4Cl(s) + Ca(OH)2(s) 2 H2O(l) + 2 NH3(g) + CaCl2(s)
Coletou-se os vapores de amônia em solução aquosa de fenolftaleína a fim de avaliar o ph do meio e constatou-se a basicidade do mesmo devido à mudança de cor da solução de incolor para rosa.
Isto ocorre porque a amônia, em equilíbrio com a água, produz o íon amônio e libera íons hidróxido, como representado a seguir:
NH3 + H2O <-> NH4 + OH- (equilíbrio químico)
O que você observou ao aproximar os vapores dos gases do experimento 3? Represente também utilizando equações químicas.
O composto hidróxido de amônio, NH4OH, não existe; há, na prática, uma solução de amônia em meio aquoso que entra em equilíbrio de modo que são formados os íons NH4+ e OH-. Portanto, o que existe são vapores de amônia em equilíbrio com a solução, como representado abaixo:
NH3(g) + H2O(l) <-> NH4+(aq) + OH-(aq) (equilíbrio químico)
O ácido clorídrico gasoso é muito solúvel em meio aquoso e, por isso, ioniza-se em cloreto e íon hidrogênio. Por isso, existe o equilíbrio entre o gás e a solução no recipiente pressurizado, como representado abaixo:
HCl(g) + H2O(l) H+ (aq) + Cl-(aq) 
Neste experimento, um bastão de vidro foi introduzido em solução concentrada de ácido clorídrico e, logo após, este foi posto em contato com a superfície de um tubo contendo a solução concentrada de hidróxido de amônio. 
O vapor de ácido clorídrico reage com o vapor da amônia, produzindo o cloreto de amônio o qual é liberado na forma de pequenos cristais dispersos no ar atmosférico, por isso, observa-se a formação de uma névoa de coloração esbranquiçada. 
A equação química que representa as espécies envolvidas é mostrada a seguir:
HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(s)
No experimento 5, em qual situação há formação de NO? E de NO2? O que você observou ao coletar o gás NO2 em solução de tornassol? Explique e represente as reações por meio de equações químicas.
Colocou-se cobre em dois tubos de ensaio e adicionou-se ácido nítrico concentrado em um tubo e diluído no outro. Os produtos destas reações são o dióxido de nitrogênio e o monóxido de nitrogênio, respectivamente. Logo após, repetiu-se o mesmo procedimento, mas agora trocando o cobre pelo zinco e constatou-se a formação dos mesmos produtos. Portanto, pode-se concluir que a concentração do ácido influencia no tipo de óxido produzido, se dióxido ou monóxido de nitrogênio, descartando-se a influência do metal.
Como o ácido nítrico possui ânion oxidante, o nitrogênio contido no mesmo irá sofrer redução (seu nox vai variar de +5 para +4 no NO2 ou +2 no NO). 
OBS: No tubo com ácido nítrico diluído foi necessário um aquecimento para se iniciar a reação química e houve a formação do NO, um gás incolor, e do nitrato de cobre. Além disso, coloração da solução tornou-se azul devido à reação secundária com o oxigênio. 
No tubo contendo o ácido nítrico concentrado, percebeu-se a formação de um gás com uma coloração castanha que é característica do dióxido de nitrogênio. Além disso, a coloração da solução se tornou azul esverdeada (azul por causa da mesma reação secundária do óxido de nitrogênio com oxigênio e o tom verde é oriundo da coloração de íons cobre). As equações químicas destes processos são mostradas abaixo:
Cu(s) + 4 HNO3(aq) (concentrado) Cu2+(aq) + 2 H2O(aq) + 2 NO3-(aq) + 2 NO2(g) (castanho) 
3 Cu(s) + 8 HNO3(aq) (diluído) 3 Cu2+(aq) + 6 NO3-(aq) + 2 NO(g) (incolor) + 4 H2O(aq)
Em seguida, analisou-se o caráter ácido-base do dióxido de nitrogênio, introduzindo-o em uma solução contendo tornassol e medindo o seu ph. A solução adquiriu coloração rosa e, por isso, pode-se afirmar que o dióxido de nitrogênio possui caráter ácido. Isto ocorre porque este óxido produz ácido nítrico ao reagir com a água, de acordo com esta equação química:
H2O(aq) + NO2(g) HNO3(aq)
No experimento 5, qual dos reagentes atua como agente redutor? Qual o caráter ácido-básico dos vapores desprendidos da reação? Represente a reação por meio de equação química.
Colocou-se nitrato de potássio sólido e zinco metálico numa solução aquosa de hidróxido de sódio e aqueceu-se até o desprendimento de um gás, a amônia. Esta reação é representada pela equação a seguir:
7OH-(aq) + 4 Zn(s) + 6 H2O(l) +NO3-(aq) 4 (Zn(OH)4)2-(aq) + NH3(g)
A amônia foi posta em contato com um papel de tornassol umedecido a fim de verificar se o meio ficou ácido ou básico. O tornassol ficou azul, evidenciando meio básico, porque a amônia reage com a água e produz os íons amônio e hidróxido, de acordo com a equação química abaixo:
NH3(g) + H2O+(l) <-> NH4+(aq) + OH-(aq) (equilíbrio químico)
Represente por meio de equações químicas o que foi observado no experimento 6 e explique qualquer diferença na capacidade de oxidação dos dois ácidos testados.
Em tubos distintos colocou-se cobre e zinco e, depois, adicionou-se 2 mL de ácido nítrico 1:1 (HNO3) em cada tubo.
Ao colocar o cobre em contato com o ácido nítrico, foi necessário aquecer o sistema para iniciar a reação. Nesta reação, o metal é oxidado formando o íons cobre, fazendo a solução adquirir uma cor azulada. Há formação de dióxido de nitrogênio, confirmada pela coloração castanha. As mesmas conclusões são feitas para a reação do zinco com o ácido nítrico. As equações químicas são mostradas a seguir:
Zn(s) + 4 HNO3(aq) Zn(NO3)2(aq) + 2 NO2(g) + 2 H2O(l)
Cu(s) + 4 HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2 NO2(g) + 2 H2O(l)
Logo após, repetiu-se o mesmo experimento, porém com ácido clorídrico no lugar de ácido nítrico. A reação do ácido clorídrico com o zinco aconteceu instantaneamente, pois é um processo espontâneo no qual o zinco é oxidado e o hidrogênio reduzido à hidrogênio molecular (DDP=0,76V). Porém ao colocar o cobre com o ácido clorídrico não houve reação química, devido ao fato do potencial padrão de redução do cobre (+0,34V) ser superior ao do hidrogênio (0,00V).
Zn(s) + 2 HCl(aq) ZnCl2(aq) +H2(g)
Ao comparar o ácido clorídrico com o ácido nítrico, pode-se concluir que o segundo possui maior ação oxidante porque provoca a oxidação dos dois metais, enquanto o primeiro ácido só provoca a oxidação do zinco.
As partículas sólidas resultantes da reação do experimento 7 tratam-se de que compostos?
O fósforo vermelho sofre polimerização ao longo do tempo, tornando-se mais estável, isto é, menos reativo. Entretanto, mesmo polimerizado é reativo o suficiente para sofrer combustão.
Este experimento consiste em queimar o fósforo a fim de obter os óxidos hexaóxido de tetrafósforo e decaóxido de tetrafósforo, de acordo com as equações químicas abaixo:
8 P(s) + 8 O2(g) P4O6(g) + P4O10(g)
Após a queima em um cadinho, um béquer é utilizado para cobrir o recipiente com o intuito de que o óxido mais leve, P4O6, suba até atingir as paredes do recipiente, cristalizando-se; enquanto o óxido mais pesado, P4O10, tende a cristalizar dentro do cadinho. 
Há diferença entre as partículas do béquer e do cadinho? Sugira os produtos de reação após a lavagem das paredes do béquer e do cadinho.
Após o procedimento anterior, são lavadas as paredes do béquer e do cadinho e, depois, o ph de cada solução é medido. 
Os cristais dos óxidos reagem com a água para formar os respectivos oxiácidos, como mostrado abaixo:
P4O6(s) + 6 H2O(l) 4 H3PO3(aq)
P4O10(s) + 6 H2O(l) 4 H3PO4(aq)
Os valores de ph das soluções foram 2 para a de ácido fosforoso e 1 para a de ácido fosfórico. Isto está de acordo com o esperado, visto que o ácido fosfórico é mais forte que o fosforoso de acordo com a regra de Pauling.
Represente as reações ocorridas no experimento 9 e explique a variação de ph observada.
A hidrólise consiste na dissolução do sal seguida da reação do cátion e/ou do ânion com a água a fim de formar um ácido fraco ou uma base fraca.
Inicialmente, dissolveu-se os sais dihidrogenofosfato de sódio, hidrogenofosfato de sódio e fosfato de sódio em água a fim de dissociá-los nos seus íons. 
O cátion Na+ não sofre hidrólise tendo em vista que não possui afinidade pelos íons hidróxido da água, por isso não será formada a base hidróxido de sódio. 
Por outro lado, os ânions reagem com a água, produzindo o ácido ortofosfórico e liberando íons hidróxido. Do dihidrogenofosfato ao fosfato, a quantidade de ácido permanece a mesma, mas o número de mol de íons hidróxido duplica e depois triplica, por isso, ocorre um aumento na basicidade do meio.
Isto é representado abaixo:
NaH2PO4(s) Na+(aq) + H2PO4-(aq)
H2PO4-(aq) + H2O(l) OH-(aq) + H3PO4(aq)
NaH2PO4(s) + H2O(l) Na+(aq) + OH-(aq) + H3PO4(aq)
Na2HPO4(s) 2 Na+(aq) + HPO42-(aq)
HPO42-(aq) + 2 H2O(l) 2 OH-(aq) + H3PO4(aq)
Na2HPO4(s) + 2 H2O(l) 2 Na+(aq) + 2 OH-(aq) + H3PO4(aq)
Na3PO4(s) 3 Na+(aq) + PO43-(aq)
PO43-(aq) + 3 H2O(l) 3 OH-(aq) + H3PO4(aq)
Na3PO4(s) + 3 H2O(l) 3 Na+(aq) + 3 OH-(aq) + H3PO4(aq)
Desta forma, o NaH2PO4 produz soluções ligeiramente ácidas; Na2HPO4, ligeiramente básicas e o Na3PO4, bastante básicas.
Isto é confirmado pelos valores de ph medidos para estas soluções.
	Ânion
	Ph da solução
	Dihidrogenofosfato (H2PO4-)
	6 
	Hidrogenofosfato (HPO42-)
	8 
	Fosfato (PO43-)
	12