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Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral RELATÓRIO DE QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL ALUNA: TAYNÁ RAQUEL DA SILVA SALINAS. Campo Grande – MS 2021 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral RELATÓRIO DE QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL GRUPO NITROGÊNIO ALUNA: TAYNÁ RAQUEL DA SILVA SALINAS. Profa. Dra. Juliana Jorge Campo Grande – MS 2021 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO……………………………….…………………….……….. 4 1.1 Nitrogênio……………………………………………………..….…5 1.2 Fósforo…………………………………………………………..…6 1.3 Arsênio……………………………………………………..…….7 1.4 Antimônio…………………………………………….…….…..8 1.5 Bismuto……………………………………………..……...….9 2. OBJETIVOS………………………………………….……………………...10 3. PARTE EXPERIMENTAL………………………………….…...………......10 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES……………………….……...…………...12 5. CONCLUSÃO…………................................................................................21 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................22 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral 1. INTRODUÇÃO Neste relatório vamos abordar o Grupo do Nitrogênio (Nitrogênio, Fósforo, Arsênio, Antimônio e Bismuto). Tendo um foco em ocorrência, obtenção, propriedades químicas e aplicações dos elementos. Mas primeiro vamos entender de forma geral esse grupo antes de aprofundar um por um. O nitrogênio ocorre em uma grande variedade de substâncias de interesse na área de pesquisa, na indústria e na agricultura. Os exemplos incluem os aminoácidos, proteínas, drogas sintéticas, fertilizantes, explosivos, solos, suprimento de água potável e corante(SKOOG, 2006). Trata-se de um elemento pertencente ao grupo 15, no qual também estão presentes o fósforo (P), arsênio (As), antimônio (Sb) e bismuto (Bi). Seu nome provém do grego e significa ‘’formador de nitron’’, onde ‘’nitron’’ se refere ao nitrato de potássio, KNO3. Os sais de amônio e os nitratos eram conhecidos desde os primeiros alquimistas, que também prepararam o que deveria ser o ácido nítrico (RUSSEL 1994). Dentre os seus diversos compostos, um que se destaca é a amônia, cuja produção mundial foi de 110 milhões de toneladas em 1992. A maior parte foi produzida a partir de H2e N2 (LEE, 1999). Fritz-Haber, um químico alemão, no início do século XX, conseguiu sintetizar amônia submetendo o ar a temperaturas e pressões apropriadas. Surgiu, então, um método viável com o apoio de Carl Bosch, pelo qual conseguiram a produção em escala industrial. Esse método ficou conhecido como processo Haber-Bosch e é amplamente utilizado, com pequenas adaptações, até os dias de hoje (INDRIUNAS, 2007): N2 + 3H2 2NH3 + calor Em seus compostos o nitrogênio mostra todos os estados de oxidação negativos e positivos desde -3 até +5. Na maioria destes compostos o nitrogênio compartilha elétrons com outros 4 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral átomos. Apenas com metais fortemente eletropositivos, como lítio e sódio, o nitrogênio forma íons nitreto, N3- (RUSSEL, 1994). Este grupo apresenta átomos que têm cinco elétrons na camada de valência. O nitrogênio tem energia de ionização entre eles. A estabilidade e os ângulos de ligações se tornam menores à medida que se desce no grupo. Agora que temos algumas informações, vamos nos aprofundar melhor. 1.1 Nitrogênio O nitrogênio é um dos elementos indispensáveis à vida. Incapazes de assimilar nitrogênio livre ou proveniente de compostos inorgânicos, os animais retiram-no de outros animais ou de vegetais, estes sim capazes de assimilar compostos nitrogenados inorgânicos extraídos do solo. O consumo do nitrogênio do solo se compensa pela adição de fertilizantes ou por processos naturais: o nitrogênio do ar pode ser fixado por meio de descarga elétrica na atmosfera; forma-se ácido nítrico, que é conduzido pela chuva ao solo, onde forma nitratos. Outra forma de fixação do nitrogênio pode ser observada em dois tipos de bactérias: (1) as do gênero Rhizobium, que se alojam nos nódulos das raízes das leguminosas e sintetizam, com o nitrogênio do ar, compostos orgânicos nitrogenados utilizados pela planta na síntese das proteínas; (2) as saprófitas (Azotobacter e Clostridium), que combinam o nitrogênio atmosférico com carboidratos. Na decomposição de restos animais e vegetais, o nitrogênio dos mesmos se transforma principalmente em amônia (amonificação), por ação das bactérias amonificantes. A amônia formada pode ser atacada pelas bactérias nitrificantes,para produzir nitrito. Este, sob a ação das Nitrobacter, passa a nitrato. As bactérias desnitrificantes podem reduzir nitratos novamente a nitrogênio, que retorna à atmosfera. Ocorrência e obtenção Entre os elementos, o nitrogênio é o sexto em abundância no universo. Constitui cerca de 78% do volume atmosférico. Encontra-se nitrogênio livre em muitos meteoritos, nos gases de vulcões, minas e em algumas fontes minerais, no Sol, em estrelas e nebulosas. Em 5 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral combinação com outros elementos, ocorre nas proteínas; no salitre-do-chile (nitrato de sódio, NaNO3), muito usado como fertilizante; na atmosfera, na chuva, no solo e no guano (adubo natural formado a partir da decomposição dos excrementos e cadáveres de aves marinhas), sob a forma de amônia e sais de amônio; e na água do mar, como íons de amônio (NH4+), nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-). A produção comercial de nitrogênio se realiza por destilação fracionada do ar líquido, mediante a qual se elimina o oxigênio da mistura. Esse processo é possível graças à grande diferença entre os pontos de ebulição de ambos os elementos. Em escala reduzida, o nitrogênio puro é obtido em laboratório por inúmeras reações de oxidação da amônia e seus derivados ou por redução de compostos oxigenados do nitrogênio. Entre os mais comuns, citam-se a decomposição térmica do dicromato de amônio e do nitrito de amônio. Aplicações Quase inerte, o nitrogênio gasoso se emprega na indústria química como solvente, como protetor de outros produtos contra eventuais riscos de oxidação ou deterioração ou como inibidor de possíveis combustões e explosões. Na indústria alimentícia, é utilizado em estado gasoso para prevenir a oxidação e o aparecimento de mofo ou insetos. Em estado líquido, é usado nos sistemas de refrigeração e como congelante seco. O baixo ponto de ebulição do nitrogênio recomenda seu uso como agente criogênico para a maioria das substâncias químicas e proporciona valiosos dados sobre o comportamento da matéria a baixas temperaturas. As indústrias metalúrgica e elétrica recorrem ao nitrogênio para prevenir a oxidação. O caráter estável e a baixa reatividade do nitrogênio gasoso recomendam seu emprego no fabrico de espumas de borracha e plásticos, na obtenção de aerossóis e na pressurização de propulsores líquidos para jatos de reação. Na medicina, a substância também é largamente aproveitada, por seu rápido congelamento, como conservante de sangue, sêmen, tecidos, bactérias, entre outros. 1.2 Fósforo 6 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral É um elemento de origem mineral que tem entre outras funções, extremaimportância para a alimentação humana. É um ametal mole, semi transparente, possui brilho no escuro, daí o termo fosforescente. Possui alta reatividade principalmente com o ar, apresentando elevada tendência de oxidação. Ocorrência Em rochas na forma de fosfatos. E o 11º elemento no ranking dos mais abundantes na crosta terrestre. Aplicações ➢ Na fabricação de material para pirotecnia; ➢ Na fabricação de lixas de caixas de fósforos; lembrando que o palito normalmente não contém fósforo em sua composição; ➢ Na composição de fertilizante; ➢ Fosfatos são utilizados na produção de vidros especiais; ➢ Na produção de defensivos agrícolas; ➢ Na produção de aços; ➢ No tratamento de água como agente dopante em semicondutores. 1.3 Arsênio Seu nome deriva do latim arsenium e no grego seu nome significa pigmento amarelo devido a sua coloração. Este é um elemento que é estudado desde a antiguidade e desde lá eram notados seus efeitos tóxicos, irritantes e corrosivos. O químico John Jacob Berzelius foi o pioneiro com estudos em relação aos compostos com arsênio. Ocorrência Conhecido desde a antiguidade, o arsênio foi a causa de muitos envenenamentos ao longo da história; o arsênio e muitos dos seus compostos são altamente venenosos (provocam a morte por falência múltipla dos órgãos) e cancerígenos. O chamado arsênio branco, trióxido de 7 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral diarsênio, um pó branco e cristalino, é, na verdade, um poderoso veneno. O arsênio apresenta três formas: alotrópicas, amarela, preta e cinza. A forma cinza metálica é a mais comum. O arsênio está presente em cerca de 150 minerais. As principais fontes de arsênio estão presentes nas impurezas de minérios de sulfetos e nos minerais orpimento, realgar a arsenopirita. Para obter o arsênio, esses minérios são aquecidos no ar, formando inicialmente, o óxido de arsênio, que, em seguida, é reduzido por hidrogênio ou carbono a arsênio metálico. Aplicações Compostos de arsênio são empregados na fabricação de inseticidas agrícolas, em especial o arseniato de cálcio e de chumbo. O arsênio também é utilizado como agente dopante em semicondutores e é muitas vezes incluído em ligas de chumbo, promovendo seu endurecimento. O arsênio de gálio é usado em lasers e na indústria, a substância de arsênio é empregada como mordentes na impressão de tecidos de algodão e como conservantes de madeira. Os principais sintomas de envenenamento por arsênio são náuseas, vômito, diarreia, dores musculares e pulso fraco. 1.4 Antimônio Na condição ambiente, é sólido e o alótropo mais estável apresenta coloração metálica branco-azulada (também sendo capaz de formar alótropos ametálicos instáveis de coloração amarela ou escura). Ocorrência Na natureza é dificilmente encontrado sob forma elementar, mas como constituinte de um grande número de minérios. O antimônio está presente na crosta terrestre em concentração média de 1 ppm. Mas, apesar de tal baixa distribuição, está presente em centenas de minérios já identificados. Dentre os quais, a antimonita (composta também por enxofre na forma de sulfeto – Sb2S3), sendo também a principal fonte de obtenção desse metal. Aplicações 8 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral Assim como outros metais, é utilizado em ligas para que sejam atingidas determinadas propriedades físicas. Além de ser adicionado (sob formas variadas de compostos) a cerâmicas e esmaltes para aumento de resistência pirofórica, na borracha para o processo de vulcanização e na fabricação de fogos de artifício. Também apresenta funcionalidade na produção de baterias e acumuladores, revestimento de cabos, almofadas, vidros e semicondutores (para a construção de diodos). 1.5 Bismuto Os primeiros registros do bismuto datam da idade média, mas não como um elemento e sim como uma substância. No século XVI, Georgius Agrícola o nomeou de “bisemutum”, mas sendo identificado definitivamente por Claude Geoffroy Junine em 1753. E sendo confundido durante anos com o chumbo e o estanho, devido à semelhança física entre eles. O bismuto é um elemento químico pouco abundante e caro. Ocorrência Encontra-se em estado livre em várias regiões do mundo como América e Ásia, sendo o Brasil pouco presente na área de produção e extração do bismuto, sendo encontrado na crosta terrestre e na forma de minerais como a bismutinita e a bismita. E também pode ser extraído no subproduto do processamento de minerais como o ouro, cobre e estanho. O bismuto pode reagir com outros elementos formando sulfetos como a bismutinita, bismutita e a bismita. Aplicações Possui pouca condutibilidade elétrica e térmica, sendo usado juntamente com ligas metálicas para soldas, e também empregadas na metalurgia do ferro e do chumbo. São usados como componentes de produtos médicos, terapêuticos e produtos cosméticos, mas também podem ser usados para dar brilho ao esmalte, na produção de ferros maleáveis, ímãs permanentes fortes formados da liga de bismuto, e em usinas nucleares como suporte para o combustível (U-235 U-233), temos ainda o cristal produzido em laboratório que é praticamente puro, mas adquire um aspecto peculiar quando exposto ao meio ambiente, surgindo uma leve camada de 9 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral oxidação, que posteriormente é vendido aos aficionados, ainda possuindo este elemento outras várias aplicações. 2. OBJETIVO Estudar as propriedades e características do nitrogênio e seus compostos, por meio de preparação do nitrogênio e da amônia, caráter oxidante e redutor dos ácidos nítrico e nitroso e decomposição de sais de amônio. Já os objetivos em relação às práticas é confirmar a identificação da amônia através das soluções de níquel (II) e cobre (II), verificar a propriedade redutora da mesma, perceber a formação de amônia através da decomposição térmica de sais de amônio, redução em meio alcalino com zinco e de nitratos de sólidos com ácido sulfúrico concentrado. 3. PARTE EXPERIMENTAL Experimento 1 Misturar partes iguais de soluções de cloreto de amônio e nitrito de sódio. Dividir o volume final em duas alíquotas. Em uma delas adicionar 5 gotas de ácido acético diluído e a outra usar como referência, observando por 10 minutos. Experimento 2 Aquecer, separadamente em um tubo de ensaio seco, uma espátula de carbonato, cloreto e sulfato de amônia. Experimento 3 A uma solução de sulfato de zinco adicionar uma solução de hidróxido de amônia, gota à gota, agitando moderadamente até o desaparecimento do precipitado formado. Repetir o processo com sulfato de níquel (II) e sulfato de cobre (II). Experimento 4 10 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral Preparar uma solução de suspensão de hidróxido de cobre utilizando soluções de sulfato de cobre e hidróxido de sódio 1,0 mol L -1. Dividir em duas partes a suspensão obtida. Adicionar à primeira uma pequena quantidade de sulfato de hidrazina e à segunda, cloreto de hidroxilamônio. Verificar se tais misturas apresentam reação alcalina. Se sim, acrescentar um pouco mais dos respectivos sais sólidos. CuSO4(aq) + 2 Na(OH)(aq) ——› CuOH2(s) + 2 Na+(aq) + SO42-(aq) 2 CuOH2(s) + N2H4.H2SO4(s) ——› 2 Cu(s) + N2(g) + 4 H2O + H2SO4(aq) CuOH2(s) + [NH3OH]Cl ——› CuO + NH2OH + 3 H2O + HCl Experimento 5 Pegar dois tubos de ensaio e adicionar uma ponta de espátula de nitrito de sódio em cada um. Para um deles, verter ácido sulfúrico concentrado e para outro, ácido clorídrico concentrado. Experimento 6 Verter soluçãode iodeto de potássio sob alguns mL de solução de nitrito de sódio diluído. Acidificar com ácido acético diluído. Experimento 7 Diluir com 5 mL duas gotas de solução de nitrito de sódio. Adicione à solução resultante algumas gotas de solução de sulfato de ferro (II) e acidificar com ácido acético diluído. Experimento 8 Em um tubo de ensaio, verter ácido nítrico concentrado sobre raspas de cobre. Em caso de ausência de reação, acrescentar alguns cristais de nitrito de sódio. Observar Experimento 9 Em um tubo de ensaio, verter cerca de 20 gotas de ácido nítrico 2 mol L-1 sobre dos grânulos de zinco. Aquecer suavemente. Agitar por pelo menos 1 minuto. Decantar o sobrenadante 11 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral contendo 3 pastilhas de NaOH e aquecer cuidadosamente pois a solução é violenta. Após, testar o gás. Experimento 10 A uma porção de solução de nitrito de sódio acrescentar uma pequena quantidade de uréia sólida e acidular a mistura com HCl 6 mol L-1 .(4 gotas) 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES Experimento 1 No primeiro experimento devemos misturar em partes iguais de volume cloreto de amônio e nitrito de sódio, colocaremos a solução em 2 recipientes onde em um será adicionado 5 gotas de ácido acético diluído e a outra será o padrão de referência. [NH4]Cl(aq) + NaNO2(aq) ——› [NH4]NO2(aq) + NaCl(aq) [NH4]NO2(aq) ——› N2 + 2 H2O Pelo mecanismo de reação proposto na apostila a adição de ácido acético deve ser um catalisador onde fará a decomposição do nitrito de amônio em gás nitrogênio e água. Os números de oxidação do Nitrogênio nos compostos são: ● -3 nos amônio (NH4) ● +3 nos nitrito (NO2) ● 0 no gás nitrogênio N2 Experimento 2 Iremos aquecer em tubos de ensaio diferentes secos, os seguintes compostos: 12 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral ● Carbonato de amônio [NH4]2CO3(s) ● Cloreto de amônio [NH4]Cl(s) ● Sulfeto de amônio [NH4]2SO4(s) Sendo indicados na apostila como possíveis, os seguintes mecanismos de cada reação. ● [NH4]2SO4(s) NH3(g) + H2SO4(l) ● [NH4]Cl(s) NH3(g) + HCl(g) ● [NH4]2CO3(s) NH3(g) + CO2(g) + H2O Iremos utilizar o papel indicador e a prova do olfato para verificar se as reações ocorreram, pois o gás amônia é básico e possui um odor bem característico e de fácil percepção. Essas reações podem ser classificadas como de decomposição, onde uma molécula se decompõe em outras. Um frasco que contenha carbonato de amônio aberto exala o odor de amônia, deve ser porque a energia de ativação para que a decomposição da molécula de carbonato de amônio se decomponha seja baixa. Experimento 3 Esse experimento é onde adicionaremos gota a gota hidróxido de amônio e sulfato de zinco, sulfato de níquel e sulfato de cobre, em frascos separados, onde será formado inicialmente um precipitado e deverá ser adicionado mais hidróxido de amônio até o desaparecimento completo desse precipitado. Essa reação é descrita de forma geral na apostila como: MSO4(aq) + 2 NH4OH(aq) ——› M(OH)2(s) + 2 NH4+(aq) + SO42-(aq) M(OH)2(s) + 4 NH4OH ——› M(NH3)42+(aq) + 2 OH-(aq) + 4 H2O Onde M representa o cátion de zinco, níquel e cobre. 13 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral A primeira reação que leva a formação de um precipitado é de dupla troca, onde o hidróxido se liga ao cátion. A segunda parte que leva à solubilização do sólido é a complexação, já que forma um complexo. Esperasse a formação de uma solução de cor azulada.A estrutura da molécula de amônia é piramidal de base triangular, e pela sua geometria a sua polaridade pode ser que seja a sua propriedade complexante. Estrutura de Lewis da amônia. Experimento 4 Prepararemos uma suspensão de hidróxido de cobre utilizando soluções de sulfato de cobre e hidróxido de sódio 1 molar. Dividiremos em 2 porções: Na primeira adicionaremos sulfato de hidrazina; Na segunda adicionaremos cloreto de hidroxilamônio; Verificaremos se as soluções estão alcalinas, se estiverem iremos adicionar mais dos sólidos. Mecanismo proposto na apostila para a reação: CuSO4(aq) + 2 NaOH(aq) ——› Cu(OH)2(s) + 2 Na+(aq) + SO42-(aq) 2 Cu(OH)2(s) + N2H4·H2SO4(s) ——› 2 Cu(s) + N2(g) + 4 H2O + H2SO4(aq) Cu(OH)2(s) + [NH3OH]Cl ——› CuO+ NH2OH + 3 H2O + HCl Essa é uma reação de oxi-redução. 14 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral A propriedade da hidrazina é de agente redutor, já a da hidroxilamina é de agente oxidante. Número de oxidação do cobre: ● +3 em CuO+; ● +2 em CuSO4 e Cu(OH); ● 0 em Cu(s). Número de oxidação do Nitrogênio: ● -2 em N2H4·H2SO4 e [NH3OH]Cl; ● -1 em NH2OH; ● 0 em N2. Experimento 5 Adicionaremos uma ponta de espátula de nitrito de sódio em 2 tubos de ensaio, depois em um adicionaremos ácido sulfúrico concentrado, no outro adicionamos ácido clorídrico concentrado. Mecanismos da apostila para a reação: ● 2 NaNO2(s) + H2SO4(conc) ——› 2 HNO2(l) + 2 NaHSO4(s) ● NaNO2(a) + HCl(conc) ——› HNO2(l) + NaCl(s) ● 2 HNO2(l) → N2O3(g) + H2O(l) ● N2O3(g) ——› NO(g) + NO2(g) ● 2 NO(g) + O2(g) ——› 2 NO2(g) Número de oxidação do Nitrogênio: ● +3 em NaNO2, NaNO2, NO2, HNO2 e N2O3; ● +2 em NO; 15 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral Estruturas de Lewis para as moléculas nitrogenadas: Estrutura ácido nítrico Contribuintes de ressonância do N2O3 Óxido de nitrogênio 16 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral Dióxido de Nitrogênio, contribuintes de ressonância Experimento 6 Despejamos uma solução de iodeto de potássio sobre um pouco de nitrito de sódio diluído e adicionaremos ácido acético diluído. Descrito na apostila como: ● 2 KI(aq) + 2 NaNO2(aq) + 2 H+(aq) ——› I2(s) + 2 NO(g) + 2 H2O ● 2 NO(g) + O2(g) ——› 2 NO2(g) ● 2 NO2(g) ‹=› N2O4(g) O primeiro gás formado é o Óxido de nitrogênio. Esse gás se torna marrom através da redução. As semi-reações estão descritas nas imagens abaixo: 17 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral Semi-reação em meio ácido Semi-reação em meio ácido 18 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral Semi-reação em meio ácido Semi-reação em meio ácido 19 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral Número de oxidação do Nitrogênio: ● +3 em NaNO2, NO2, N2O4 ● +2 em NO Experimento 7 Iremos diluir 2 gotas de nitrito sólido em 5ml de água; adicionaremos algumas gotas de sulfato de ferro e ácido acético diluído. Temos a seguinte sugestão de mecanismo na apostila; ● NO2- + CH3CO2H ——› HNO2 + CH3CO2- ● 3 HNO2 ——› H2O + HNO3 + 2 NO ● Fe2+ + SO42- + NO ——› [Fe,NO]SO4 Estrutura da Uréia com os números de oxidação dos elementos indicados: Estrutura da ureia e os NOXs dos elementos Experimento 9 Gotejar 20 gotas de ácido nítrico 2 molar sobre 2 grânulos de zinco em um tubo de ensaio, aquecermos a solução suavemente e agitamos. Os corpúsculos que estiverem flutuando transferirem para outro tubo de ensaio que contém 3 pastilhas de Hidróxido de Sódio, e aquecemos novamente,é recomendado cautela por ser uma reação violenta e testamos o vapor com papel indicador e prova do olfato, para verificar se houve a liberação de amônia. A reação esperada é descrita por: 20 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral 4 Zn(s) + NO3-(aq) + 7 OH-(aq) + 6 H2O 4 [Zn(OH)4]2-(aq) + NH3(g) Experimento 10 A uma solução de nitrito de sódio acrescentaremos uma pequena quantidade de ureia sólida e acidulados com 4 gotas ácido clorídrico a 6 molar. ● NaNO2(aq) + HCl(aq) ——› HNO2(aq) + NaCl(aq) ● (NH2)2CO(s) + 2 HNO2(aq) ——› CO2(g) + 2 N2(g) + 3 H2O(aq) Como resultado é esperado a liberação de dois gases o dióxido de carbono e o nitrogênio. 5. CONCLUSÃO Considerando que o nitrogênio apresenta diferentes propriedades, dependendo do seu estado de oxidação e, portanto apresenta características distintas dos outros elementos constituintes do grupo 15. Tal fato pode ser comprovado, experimentalmente, como o que é encontrado na literatura a respeito das propriedades gerais deste elemento: um gás incolor, insípido e que adquire aspecto fumegante à medida que se formam compostos de NH3. Pode-se concluir ainda, que os compostos de NH4+, apresentam diferentes características dependendo do meio em que se encontram, ora comportando-se como ácidos, ora como bases. 21 Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Engenharia Civil – Química Geral 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ● ATKINS, Peter William; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. Ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. ● LEE, J.D. - Química Inorgânica, não tão concisa. Tradução da 4º Edição Inglesa, Ed.Edgard Blucher Ltda., São Paulo, 1996. ● RUSSEL, J. B.; Química Geral, Vol. 2; São Paulo: Editora Pearson – 1994. ● SKOOG,D.A. ; et. Al: Fundamentos da Química Analítica ; Tradução da 8ª edição norte-americana- São Paulo :Cengage Learning, 2006. 22
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