Preparação do gás NH3

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
Laboratório de Química Inorgânica Básica - Turma: T02
Prof.ª Raquel Mambrini
Data da prática: 23/08/2019
Lídia Amin Gonçalves
Samara Ofni Pereira
Saulo da Silva Ramos
Yasmin Gonçalves Souza Rezende
 
 Preparação de Gás Amônia
 
Belo Horizonte - MG
Agosto, 2019
	RESUMO
O experimento a ser descrito evidencia procedimentos laboratoriais de obtenção e caracterização de NH3 (amônia), certificando algumas das propriedades desse gás.
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Introdução
A primeira síntese de amônia em 1909 mudou o rumo do século XX e possibilitou avanços tecnológicos significativos que culminaram no desenvolvimento da sociedade mundial [1]. Apesar de a primeira síntese ter sido no século XX, a amônia já era conhecida desde a antiguidade e estudiosos desenvolveram alguns métodos para isolá-la a partir de sal amoníaco [2].
O NH3 é um gás de toxicidade elevada e que possui um odor intenso e característico ainda que em baixa concentração, incolor e de densidade relativa ao ar de 0,5963. A amônia tem aplicações significativas na indústria e pode ser utilizada na produção de fertilizantes ou refrigeração em sistemas industriais [2]. 
Objetivos
O experimento em questão irá produzir e caracterizar amônia gasosa a partir de cloreto de amônio e hidróxido de cálcio sólidos
Metodologia
Materiais
Balão de fundo redondo;
Bico de Bunsen;
Palito de fosforo;
Papel tornassol vermelho; 
Rolha e tubo de vidro; 
Papel filme 
Suporte universal; 
Garra;
Tubos de ensaio
Reagentes
Hidróxido de cálcio ( Ca(OH)2 ); 
Cloreto de amônio ( NH4Cl );
Fenolftaleína; 
Solução concentrada de HCl.
EPI’s
Jaleco.
Procedimentos
Inicialmente, montou-se um esquema de captura do gás NH3, com suporte universal e garra, em seguida mediu-se 6 pontas de espátula de cloreto de amônio e 6 pontas de espátula de hidróxido de sódio, as quais foram transferidas para um balão de fundo redondo. Posteriormente, o balão foi levado à capela, e aquecido em chama fraca com Bico de Bunsen; rapidamente percebeu-se um odor, devido ao desprendimento do gás. Então o gás foi recolhido em um tubo de ensaio e rapidamente tampado com papel filme; repetiu-se esse processo quatro vezes, em tubos de ensaios devidamente identificados como as letras A,B,C e D. Após o recolhimento, colocou-se os tubos invertidos na estante para tubos de ensaio e fechou-se o balão com rolha perfurada e tubo de vidro, o qual foi imergido em um béquer contendo água e fenolftaleína. Em seguida, iniciou-se os testes de caracterização, no tubo A adicionou-se um pedaço de papel tornassol vermelho, no tubo B, adicionou-se agua e 4 gotas de fenolftaleína, no tubo C introduziu-se um palito de fosforo aceso e no tubo D adicionou-se 3 gotas de ácido clorídrico concentrado. Todas as reações foram observadas e registradas.
Resultados e discussão
Inicialmente, quando o balão volumétrico foi aquecido contendo cloreto de amônio, NH4Cl(s), e hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, notou-se o cheiro característico da amônia, NH3. A reação ocorreu conforme descrito abaixo:
2 NH4Cl (s)+ Ca(OH)2(s) → CaCl2 (s)+ 2 H2O(g) + 2 NH3(g) + 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖a
Foram feitos testes para verificar algumas propriedades do gás amônia e encontraram-se os seguintes resultados:
No tubo A, adicionou-se um pedaço de papel de tornassol vermelho, observou-se mudança da cor para azul, evidenciando o ph básico da amônia.
No tubo B, foi adicionou-se um pouco de água e 4 gotas de fenolftaleína, observou-se uma cor rosa intensa na mistura, evidenciando um ph básico. A fenolftaleína indica pH entre 8,0 e 10, e devido a cor rosa intensa pode-se estimar um pH ≥10. A amônia em solução aquosa, desprotona uma fração de água gerando íons amônio e hidroxila (hidróxido de amônio) de acordo com o seguinte equilíbrio químico:
NH3(g) + H2O(l)    NH4+(aq) + OH-(aq)
A fenolftaleína é incolor, mas é desprotonada por uma base forte tal como [NH2]-, produzindo um ânion vermelho, assim como pelo [OH]- em solução aquosa, quando adicionada em solução de hidróxido de amônio.
No tubo C, adicionou-se um fósforo em chama, evidenciando que o gás amônia não entrou em combustão. A combustão de amônia ao ar é muito difícil na ausência de um catalisador, devido à temperatura da chama ser normalmente mais baixa que a temperatura de ignição da mistura ar-amônia. Na reação da combustão da amônia abaixo se gera gás nitrogênio e água.
4 NH3(g)  + 3 O2(g)  → 2 N2(g)  + 6 H2O(g)  
No tubo D, foi adicionado 3 gotas de acido clorídrico concentrado, observando-se a formação de pó branco em suspensão de cloreto de amônio. A amônia combina-se com ácidos para formar sais; nesse caso com o ácido clorídrico, para formar cloreto de amônio. A formação do cloreto de amônia se da pela reação abaixo:
NH3(g) + HCl(aq) → NH4Cl(s)
Conclusão
Portanto, os objetivos foram atingidos, já que foi possível verificar experimentalmente , por meio dos procedimentos descritos, as características e comportamento da amônia gasosa, a qual foi obtida com êxodo através da reação entre hidróxido de cálcio e cloreto de amônia. 
Questionário
Cite outras maneiras de se obter NH3.
A maneira mais comum para obtenção de NH3 é a reação entre N2 (g) e H2 (g), dada pela equação: 
𝑁2 (𝑔) + 3𝐻2 (𝑔) → 2𝑁𝐻3 (𝑔) + 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖a
 Qual a cor do gás amônia? 
Esse gás é incolor.
O que o método de coleta do gás amônia diz sobre a sua densidade? 
O gás foi coletado em tubos de ensaio, os quais foram vedados com plástico-filme imediatamente.Tal método de coleta evidencia que o gás amônia possui entre suas propriedades uma densidade mais baixa em relação ao ar atmosférico e tendendo a escapar dos recipientes em que está contido com notória facilidade.
 O que está acontecendo quando o frasco de ácido clorídrico foi aberto próximo ao 
gás liberado na reação? Mostre a equação. (Teste para confirmação da presença do gás).
Houve uma reação ácido-base, conforme evidencia-se a seguir:
NH3(g) + HCl(aq) → NH4Cl(s)
 No item 5.B o que acontece com a temperatura do tubo? 
A temperatura do tubo não apresentou variações nessa etapa do experimento. 
 Equacione todas as reações envolvidas nos experimentos, justificando suas ocorências quanto às propriedades do NH3. 
{2NH4Cl + Ca(OH2) → 2NH3 + 2H2O + CaCl2} 
{NH3 + HCl → NH4Cl} 
{NH4OH(aq) + HCl(aq) → H2O(l) + NH4Cl(g)}
 Todas as equações envolvidas no experimento podem ser definidas pela basicidade forte da amônia e sua capacidade reacional de doar elétrons para formação de ácidos conjugados mais estáveis.
6.7. Qual a estrutura molecular da amônia em meio aquoso? Como se comporta? Discuta sua força ácido-base. 
A reação de amônia em água forma um íon OH- e um ácido conjugado estável, indicando portanto sua forte basicidade em meio aquoso. 
𝑁𝐻3(g) + 𝐻2𝑂(l) → 𝑁𝐻4 +(aq) + 𝑂H-(aq)
Referências Bibliográficas
[1] CHAGAS, Aécio Pereira. A síntese da amônia: alguns aspectos históricos. Quim. Nova, Vol. 30, No. 1, 240-247, 2007.Disponível em: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/202432. Acesso em setembro de 2019. 
[2] FELIX, Erica Pereira. CARDOSO, Arnaldo Alves. Amônia (NH3) atmosférica: fontes, transformação, sorvedouros e métodos de análise. Quim. Nova, Vol. 27, No. 1, 123-130, 2004. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/%0D/qn/v27n1/18820.pdf. Acesso em setembro de 2019.
[3] Housecroft, C. E: Sharp, A.G. Química Inorgânica.04.ed. (Vol. 1). Editora, LTC. 
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