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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
ALUNA: BEATRIZ MARQUES DE SOUZA
ALUNA: KARINA RAMOS DA SILVA -- 21750818
TURMA: QL01
PROFESSOR: MARLON
A
Aula Prática N°6- Os elementos do grupo 15
25/09/2018
Manaus/AM
Introdução:
Os elementos da família 15 A são menos metais do que o da família 14 e eles apresentam caráter inferior ao grupo do carbono. O nitrogênio é o que apresenta mais importância, pois ele está na composição do ar atmosférico e apresentar funções nos organismos vivos. Os três elementos mais pesados dessa família são o antimônio, arsênio e o bismuto, foram isolados antes mesmo do fósforo e do nitrogênio. O elemento fósforo também é bastante importante para o organismo vivo, pois ele tem uma função de quebrar uma ligação ATP para ser transformada e para dar origem a proteína ADP. Possui três tipos de fósforo, o branco, que tem uma aparência de mole, curoso e bastante reativo; o vermelho, que possui uma aparência de sólido, polimérico e é menos reativo que o branco e o preto, é obtido através do fósforo branco ser colocado a uma temperatura muito alta e ele é bem mais estável que o fósforo branco e o fósforo vermelho. Os elementos antimônio, arsênio e o bismuto tem uma aparência metálica, porém, eles são moderadamente bons condutores. O interessante desse grupo, é que o arsênio, ele é o melhor condutor desse grupo, mas em comparação com o cobre, ele tem uma resistividade elétrica quase vinte vezes maior que o do cobre. E o bismuto, é o mais pesado mas é o que não tem o núcleo radioativo, quanto os restantes dos elementos da tabela periódica, que são pesados e são radioativos. A família 15 A, apresenta dois elementos muito importantes para o organismo vivo e para a natureza, que é o nitrogênio e o fósforo. (LIVRO Haroldo Barros - Química Inorgânica (pág.375))
1. Objetivo: 
Geral: Propriedades da família 15 A. 
Específicos:	
1 Sintetizar o nitrogênio;
2 Preparar a amônia;
3 Verificar algumas propriedades do ácido nítrico;
4 Estudar as propriedades oxidantes do ácido fosfórico;
5 Observar a reatividade do Bismuto.
2. Materiais e Métodos
	SOLUÇÕES E REAGENTES
	1.Soluções saturadas de cloreto de amônio; (NH4Cl)
	2.Solução de nitrito de sódio; (NaNO2)
	3.Magnésio em fita; Mg(s)
	4.Solução de ácido nítrico concentrado (14HNO3) e diluído (2HNO3);
	5.Ácido Sulfúrico concentrado; (H2SO4)
	6.Ácido clorídrico concentrado;
(HCl)
	7.Zinco metálico; Zn(s)
	8.Cobre metálico; Cu
	9.Solução de ácido fosfórico; (H3PO4)
	10.Iodeto de Potássio; (KI)
	11. Calcário; (CaCO3)
	
	MATERIAIS
	1.Pipeta;
	2.Cuba;
	3.Tubos de ensaio;
	4.Bastão de vidro;
	5.Kitassato;
	6.Pinça metálica;
	7.Papel filtro;
	8.Papel tornassol;
	9.Pêra;
	10.Fósforo;
	11. Bico de Bunsen.
	
3 Procedimento experimental:
3.1 Síntese do Nitrogênio
Montar o esquema:
a) Colocar em um tubo de ensaio grande, identificando com a letra “A”, 4mL de soluções saturadas de cloreto de amônio (NH4Cl) e 4mL de nitrito de sódio (NaNO2). Arrolhar e aquecer ligeiramente;
b) Em seguida, recolher o tubo de ensaio que está identificado com a letra “B”, previamente cheio com água, por deslocamento ascendente, o nitrogênio que se desprende (a primeira porção de gás, contendo ar, não deve ser recolhido);
c) Retirar o tubo de ensaio contendo nitrogênio e arrolhá-lo. Observar a cor, o odor e a solubilidade do nitrogênio em água;
d) Iniciar a combustão em uma fita de magnésio (Mg(s)), com a ajuda de uma pinça metálica e introduzir no tubo contendo o nitrogênio, Observar a combustão suave. Escrever as equações das reações envolvidas.
3.2-Obtenção da Amônia
a) Colocar em um tubo de ensaio 0,5g de cloreto de amônio (NH4Cl) e 1mL de hidróxido de potássio (KOH) 1N. Aquecer o tubo lentamente, procurando sentir o odor do gás que se desprende. Para a identificação da amônia;
b) Umedecer o papel de filtro com água destilada e aproximar ao tubo em aquecimento, cheirando o papel de filtro cuidadosamente;
c) Colocar um papel indicador umedecido sobre um vidro de relógio e sobrepor ao tubo em aquecimento. Observar;
d) Colocar na boca do tubo de ensaio que está sendo aquecido, um pedaço de papel de filtro umedecido com duas gotas de Ácido Clorídrico concentrado HCl conce. Escrever as equações das reações envolvidas.
3.3 – Ácido Nítrico
3.3.1 Interação ácido-base
a) Colocar uma ponta de espátula de calcário (CaCO3) em um tubo de ensaio. Adicionar 1 mL ou 2mL de ácido nítrico concentrado (14HNO3) ao conteúdo do tubo de ensaio e observar.
3.3.2 Redução do ácido nítrico com metais
a) Colocar pedaços de zinco, cobre e ferro em pó, separadamente em três tubos de ensaio e adicionar as seguintes soluções, separadamente:
A – 1 á 2 mL Ácido nítrico concentrado. (14HNO3)
B -- 1 á 2 mL Ácido nítrico diluído. (2HNO3)
	1
	Zinco + ácido nítrico concentrado 
	2
	Cobre+ ácido nítrico concentrado
	3
	Ferro + ácido nítrico concentrado
	
	
	4
	Zinco + ácido nítrico diluído 
	5
	Cobre+ ácido nítrico diluído
	6
	Ferro + ácido nítrico diluído
b) Observar as reações. Identificar os gases desprendidos e estabelecer as equações químicas correspondentes.
3.4 –Propriedades oxidantes do ácido fosfórico
a) Comparar se o ácido fosfórico (H3PO4) mostra propriedades oxidantes aplicando redutores adequados, como: Iodeto de potássio (KI) e cobre;
b) Comparar as propriedades oxidantes do ácido fosfórico com aquelas do ácido nítrico.
3.5 – Reatividade do Bismuto
a) Adicionar 0,5g de Bismuto aos respectivos tubos de ensaio:
Tubo 1 2mL de HNO3 conc.
Tubo 2 2mL de H2SO4 conc.
Tubo 3 2mL de HCl conc.
b) Discutir a reatividade do bismuto e comparar como a do nitrogênio.
4.Resultados:
3.1 Síntese do Nitrogênio
a) 	NH4Cl(l) + NaNO2(l) NaCl + N2(g) + 2H2O(l) 
c) Nesta reação, obtém-se o gás nitrogênio, como é encontrado em seu estado fundamental N2 no ar atmosférico. Observou-se que o a cor do gás é incolor, tem cheiro de sal de fruta e não tem uma solubilidade em água, pois o gás estava empurrando a água para fora do tubo, isso explica a sua insolubilidade porque se fosse solúvel não aconteceria tal ato.
d) 	MgO(s) + N2(l) + H2O(l) N2(g) + Mg(OH)2
Após a reação da letra a, colocou-se a fita de magnésio para iniciar uma pequena combustão. Após isso, foi pego um tubo de ensaio com uma maior quantidade de gás nitrogênio. Observou-se, então, que enquanto o magnésio desceu pelas paredes do tubo, ouviu-se um pequeno estampido e as paredes do tubo de ensaio pode-se observar um sólido branco proveniente da formação do óxido de magnésio que começou a ser gerado no início da combustão do magnésio.
3.2-Obtenção da Amônia
a) 	NH4Cl(s)+ KOH(aq) KCl(aq) + 	NH4OH(aq)
Percebeu-se que o tubo esfriou, ou seja, a reação foi endotérmica, e o gás desprendido tinha um odor amoniacal forte. Após isso, foi posto um papel de filtro com água destilada, com a aproximação, foi observado que estava um cheiro característico da amônia, e em seguida, foi posto um papel indicador sobre o tubo de aquecimento observando o pH entre (9 – 10). 
d) em seguida, colocou-se um pedaço de papel de filtro com gotas de ácido clorídrico (HCl) concentrado. Observou-se a formação de um vapor branco, o que nos diz ser resultante do desprendimento do gás amônia (NH3).
	NH4OH(aq) + HCl NH3(g) + HCl + H2O(l)
3.3 – Ácido Nítrico
3.3.1 Interação ácido-base
a) 	2HNO3 + CaCO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2
Observou-se a reação entre o calcário e o ácido nítrico, formando nitrato de cálcio, água e gás carbônico.
3.3.2 Redução do ácido nítrico com metais
	Ácido nítrico concentrado
a) 
Tubo 1 – Zinco + Ácido nítrico concentrado 
	2Zn + 4HNO3 Zn(NO3)2 + 2H2O + 2NO
Na presença de ácido Nítrico, o zinco reage rapidamente liberando nitrato de zinco e H2O. Vale lembrar que devido à sua a capacidade de oxidação, o ácido nítrico não doa prótons e com isso, não há liberação de hidrogênio durante areação. Sendo desprendido um gás com uma coloração amarela castanho.
 Tubo 2 – Cobre + ácido nítrico concentrado 
	Cu(s) + 4HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l)
Libera um gás de cor amarelo castanho, é tóxico e tem um odor irritante. Houve uma formação de NO gasoso, onde a solução torna a apresentar uma tonalidade verde azulada.
Tubo 3 – Ferro em pó + ácido nítrico concentrado 
	6HNO3(l) + 2Fe(s) 2Fe(NO3)3 + 3H2
Observou-se o desprendimento de gás, acompanhado de bolhas e uma solução com uma tonalidade preta. Ou seja, ocorreu a formação de nitrato de ferro.
	Ácido nítrico diluído
Tubo 4 – Zinco + Ácido nítrico diluído. 
Não houve mudança na coloração e nem desprendimento de gás.
O ácido nítrico em sua forma concentrada é um ácido bastante forte, reagiria se estivesse em sua forma concentrada.
Tubo 5 – Cobre + ácido nítrico diluído 
	3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Não houve mudança de coloração e nem desprendimento de gás, tendo em vista, que não houve reação espontânea em função do ácido não estar no estado de concentrado. O cobre foi oxidado. 
Tubo 6 – Ferro em pó + ácido nítrico diluído 
Não houve mudança de coloração e nem desprendimento de gás.
3.4 –Propriedades oxidantes do ácido fosfórico
Ambos as combinações não tiveram reação significativa. Na fila de relatividade dos metais que tem como objetivo mostrar quais os metais reagem mais facilmente, ou seja, maior tendência de doar elétrons ou maior eletronegatividade. O cobre está situado no grupo dos metais nobres, isto e, não reagem de maneira espontânea quando se tem contato com soluções acidas, explicando do porque não ouve reação com o ácido fosfórico. 
Já com o iodeto de potássio que está classificado como um sal de caráter neutro e um ácido também considerado um ácido moderado, quando posto juntos não houve reação, até porque os ácidos eles reagem melhor com metais e não com sais.
Equação caso a reação tivesse ocorrido:
KI+ H3PO4 KH2PO4+ HI
3.5 – Reatividade do Bismuto
a) No experimento com bismuto não houve reação aparente com nenhum dos três ácidos. No entanto as reações abaixo demonstram o que deveria ter ocorrido se caso houvesse reação. 
Tubo 1 Bi + 4HNO3 Bi(NO3)3 + NO+2H2O
Tubo 2 2Bi + 6H2SO4 Bi(SO4)3 +3SO2+ 6H2O
Tubo 3 4Bi + 3O2+ 12HCl→4BiCl3 + 6H2O
b) 
O bismuto apresenta alta energia de ionização pois e um metal pesado, apesar de realizarmos o experimento com ácidos concentrados que são bons agentes oxidantes, não reagiram com este metal 
Conclusão:
Os elementos do grupo 15 apesar de serem da mesma família apresentam características bem distinta. Tendo todo embasamento teórico e os teste realizados em laboratório, pode ser concluído que o nitrogênio apresenta propriedades diferentes, de acordo com o seu estado de oxidação, apresenta características próprias sendo diferenciado dos demais elementos deste grupo. Foi observado um aspecto importante do poder oxidante do nitrogênio utilizando o ácido nítrico com metais, podendo obter resultados diferentes dependendo da sua concentração. Já a realização do experimento com ácido fosfórico, foi observado que não é um agente oxidante forte, ou seja, considerado um ácido moderado que não reage com sais ou metais nobres, tanto que não ocorreu uma reação aparente. O bismuto por sua vez, é um metal pesado que precisa de alta energia para ionizar e ocorrer uma reação significativa. Observou-se também que o caráter oxidante dos oxiácidos de N, como o HNO3, quando posto a diversos metais e também quando ocorre o caráter ácido de um destes, que apresentam poder de acidez maior ou menor dependendo de sua concentração.
Referências bibliográficas
Química Inorgânica Experimental I
https://sites.google.com/site/scientiaestpotentiaplus/acido-nitrico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_am%C3%B3nio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Nitrito_de_s%C3%B3dio
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/reatividade-metais-com-acidos.htm
LIVRO - QUIMICA INORGANICA 5ª ed - Gary L. Miessler (pág 294)
LIVRO Haroldo Barros - Química Inorgânica (pág.375)
https://www.infoescola.com/compostos-quimicos/hidroxido-de-potassio/