Nitrogênio e Fósforo - Apostilas - Quimica, Notas de estudo de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
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Maraca1 de Março de 2013

Nitrogênio e Fósforo - Apostilas - Quimica, Notas de estudo de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

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Apostilas sobre o estudo do nitrogênio e do fósforo, propriedades físicas e químicas, composto.
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1.1 INTRODUÇÃO

O nitrogênio é um ametal do grupo Va da tabela periódica, de símbolo químico N. É o elemento mais abundante da atmosfera terrestre e está presente em todos os seres vivos. Apresenta dois isótopos estáveis e forma o gás nitrogênio (N2), insípido, inodoro e incolor. Por sua alta energia de ligação, o nitrogênio molecular não reage facilmente com outras substâncias e, sob condições normais, é relativamente inerte à maioria dos reagentes.

2.1 DESENVOLVIMENTO

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 combinação com outros elementos, ocorre nas proteínas; no salitre do Chile, 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.

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.

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.

Propriedades físicas e químicas do nitrogênio: |

Número atômico: | 7 |

Peso atômico: | 14,0067 |

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Ponto de fusão: | -210º C |

Ponto de ebulição: | -195,8º C |

Densidade (20º): | 1,250 g/l |

Estados de oxidação: | -3, +3, +5 |

Configuração eletrônica: | 1s2 2s2 2p3 |

COMPOSTOS

O composto nitrogenado, ácido nítrico (HNO3) é um ácido forte, também de larga aplicação científica e industrial. O caráter oxidante, comparável ao do ácido sulfúrico, justifica seu uso nos processos de oxidação-redução de metais para produzir sais (nitratos). Prata, mercúrio e cobre reagem com o ácido concentrado para produzir NO2 e com ácido diluído para dar origem a NO. Ouro, platina, irídio, ródio, lantânio e titânio não são atacados. Misturado ao ácido clorídrico na proporção de um para três, é chamado água-régia, pois ataca os metais nobres, inclusive o ouro.

De menor ação corrosiva, o ácido nitroso não existe em estado puro, mas só em solução resultante da decomposição à temperatura ambiente em óxido, ácido nítrico e água. Os nitritos e nitratos, sais respectivamente derivados dos ácidos nitroso e nítrico, são habitualmente usados em fertilizantes.

Os óxidos nitroso e nítrico são substâncias de alta reatividade, enquanto o dióxido de nitrogênio apresenta maior estabilidade interna. Juntamente com o óxido nítrico, o dióxido de nitrogênio se encontra em pequena proporção na atmosfera. Oriundo de resíduos industriais da indústria química, é um poderoso agente de contaminação ambiental.

3.1 CONCLUSÃO

Concluímos que o nitrogênio é um dos elementos mais abundantes na terra, e encontra-se no estado gasoso na maioria dos casos, em produção industrial eles separam as moléculas oxigênio das de nitrogênio (graças a diferença entre os pontos de ebulição) conseguindo assim o nitrogênio de uma forma pura, é um dos elementos mais importantes à vida, os animais retiram-no de outros animais ou de vegetais.

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1.2 INTRODUÇÃO

Fósforo é um elemento químico não-metálico, de símbolo P e número atômico 15, incluído no grupo Va do sistema periódico, que corresponde ao dos nitrogenóides, muito inflamável, luminoso na obscuridade. Encontra-se na natureza em combinações de fosfatos e outros sais. Como componente orgânico, encontra-se nos nos organismos vivos sob as formas de fosfatos de cálcio nos ossos e nos dentes (metabolismo fosfocálcio), de ésteres ortofosfóricos (associado a ossos, a ácidos aminados, a bases), de ésteres difosfóricos (adenosina difosfórica ou A.D.P., que desempenham um papel importante na reserva genética), de nucleotídeo no ácido desoxirribonucléico (A.D.N.), faz parte da urina, do sangue e de outros humores ou líquidos corporais.

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2.2 DESENVOLVIMENTO

O fósforo apresenta dez variedades alotrópicas — manifestações diversas de composições químicas análogas — das quais as três mais importantes são o fósforo branco, o vermelho e o negro. O primeiro, fortemente tóxico, apresenta-se sob duas formas: alfa, de estrutura cristalina cúbica (embora exista uma variedade hexagonal) e estável à temperatura ambiente; e beta, de estrutura hexagonal e estável apenas a temperaturas inferiores a -78º C. De molécula tetratômica (P4), é instável, muito reativo e, em contato com o ar, se inflama espontaneamente e experimenta oxidação lenta, que ocasiona formação de anidrido fosfórico P4O10 e emissão de luminosidade, fenômeno conhecido como fosforescência.

Propriedades físicas e químicas do fósforo: |

Número atômico: | 15 |

Peso atômico: | 30,9738 |

Ponto de fusão: | 44,15º C |

Ponto de ebulição: | 280,45º C |

Densidade (20º): | 1,820 g/l |

Estados de oxidação: | +3, +5, +4 |

Configuração eletrônica: | 1s22s22p63s23p3 |

.

Exposto à luz, o fósforo branco passa à forma vermelha, com estrutura em camadas alternadas entre as quais se dispõem outras moléculas P4 do estado branco. O fósforo vermelho não é venenoso nem fosforescente e apresenta uma reatividade muito inferior. Nesse estado alotrópico é utilizado para sua aplicação mais comum: a fabricação de palitos de fósforo. Mais raro que as variedades anteriores, o fósforo negro é o mais estável do ponto de vista termodinâmico. Sua estrutura consiste de camadas em ziguezigue de átomos de fósforo.

O fósforo não se encontra livre na natureza em nenhuma de suas variedades mas, em combinações como os fosfatos, constitui 0,12% da composição da crosta terrestre e, em ordem quantitativa, é o duodécimo elemento químico na Terra.

As reservas brasileiras de fosfatos são dos seguintes tipos: jazidas de apatita ligadas a rochas graníticas; jazidas de apatita ligadas a rochas eruptivas; jazidas de fosfatos sedimentares em camadas de origem marinha; jazidas de aluminofosfatos de origem organomineral e depósitos

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de guano. Exploram-se as do segundo e do terceiro tipos. A principal reserva é a de Araxá, em Minas Gerais, com cem milhões de toneladas de apatita; seguem-se as de Olinda, em Pernambuco, e Jacupiranga, em São Paulo.

COMPOSTOS

Difosfano é um composto inorgânico com a fórmula química P2H4. Este líquido incolor é um dos vários hidretos binários de fósforo. É a impureza que tipicamente causa com que amostras de fosfina entrem em ignição ao ar

O Ácido fosfórico, ou ácido ortofosfórico, é um composto químico fórmula molecular H3PO4. É o ácido de fósforo mais importante. Dentre os ácidos minerais, pode ser considerado um ácido mais fraco. A partir do ácido fosfórico derivam-se o ácido difosfórico ou pirofosfórico, o ácido metafosfórico e o ácido polifosfórico.

3.2 CONCLUSÃO

Conclui-se que o fósforo apresenta mais de dez variedades, entre eles, há três formas mais importantes; o fósforo branco, vermelho e o preto, ele não se encontra livre na natureza em nenhuma de suas formas, mas sim em combinações como os fosfatos. São encontrados no Brasil em rochas graníticas, jazidas de apatita (e fosfato sedimentares em origem marinha).

4 BIBLIOGRAFIA

http://www.tabela.oxigenio.com/nao_metais/elemento_quimico_nitrogenio.htm

http://www.tabela.oxigenio.com/nao_metais/elemento_quimico_fosforo.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Difosfano

http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_fosf%C3%B3rico

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