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Química inorgânica l PROPRIEDADES DO NITROGÊNIO E SEUS COMPOSTOS PARTE 1 E PARTE 2
Tipologia: Trabalhos
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C Â M P U S P A R A N A V A Í
Relatório de Química Inorgânica apresentado ao IFPR – Instituto Federal do Paraná - como requisito para obtenção de conceito parcial bimestral Professor Dr.: Luiz Carlos Soares de Figueiredo Filho PARANAVAÍ 2017
C Â M P U S P A R A N A V A Í
1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GERAL 1.1.2. OBJETIVOS PARTE 1 Realizar reações químicas para obtenção de gases da família 14. 1.1.3. OBJETIVOS PARTE 2 Realizar as reações propostas para que se possa avaliar as propriedades oxidantes e redutoras do NO3- e NO2-. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. EQUIPAMENTOS, UTENSÍLIOS E MATERIAIS
C Â M P U S P A R A N A V A Í feitos dois testes. Cujo o primeiro, inseriu se um fosforo incandescente no tubo, o segundo teste colocou uma fita de magnésio também incandescente, logo em seguida após a fita se apagar adicionou se água, e gotas de fenolftaleína e por ultimo avaliou se os vapores com papel indicador tornassol rosa. 2.3.2. OBTENÇÃO DE DIOXIDO DE NITROGÊNIO Colocou se em um tubo uma pequena quantidade de cobre e 2 mL de ácido nítrico concentrado, tampou se o tubo com a rolha e observou se. Consecutivamente passados aproximadamente 5 minutos situou se o tubo em uma cuba contendo gelo.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1. OBTENÇÃO DO GÁS NITROGÊNIO E PROPRIEDADES Ao se consolidar a reação entre NH 4 Cl (^) (aq) e NaNO2 (aq), detectou se que o tubo ficou mais gelado. A partir dessas observações conclui se que a reação possui característica endotérmica. Quando se aquece a solução, o que ocorre é que provavelmente o composto menos estável se decompõe liberando gás N 2 (g), devido ser insolúvel em água, por ter ligações intramoleculares fortíssimas e forças intermoleculares fracas, possui volatilidade alta permitindo a sua captura por deslocamento de água, o que sobra de produtos no tubo são água e cloreto de sódio NaNO 2 (aq) + NH4Cl(aq) NaCl(aq) + N 2 (g) + 2H2O(l) Na realização do teste com o palito de fosforo em brasa, ela se apagou rapidamente, pois em consequência ligações triplas com curto comprimentos intramoleculamente falando se torna muito pouco reativo na CNPT, ou seja, inerte (BROWN, 2005). Porém quase faz o mesmo teste com magnésio, ele reage com N 2 (g) aumentando visivelmente a chama formando nitretos iônicos. Assim como todos elementos do grupo dois, o magnésio detém de alta taxa de energia em seus retículos cristalinos. Logo quando sofre combustão acaba
C Â M P U S P A R A N A V A Í liberando energia suficiente para reagir com N2 (g), como mostra a reação (JD LEE, 1999). 3 Mg(s) + N2 (g) Mg 3 N2(s) E quando se adiciona água o solido iônico se dissocia formando uma solução básica de amônia com hidróxido de magnésio como mostra a reação logo abaixo. Essa solução foi avaliada pelos indicadores fenolftaleína que ficou rosa na solução e o papel tornassol rosa que obteve coloração azul comprovando a basicidade da solução (BROWN, 2005). Mg 3 N2(s) + 6 H 2 O (^) (l) 2 NH 3 (aq) + 3 Mg(OH)2(s) 3.2. OBTENÇÃO DE DIOXIDO DE NITROGÊNIO PROPRIEDADES Ao se executar o item 2.3.2, percebeu se que a reação liberou calor, sendo então exotérmica. Logo a solução ficou verde e liberou se um gás marrom. O gás marrom e característica do dióxido de nitrogênio, já a cor verde e do complexo de cobre formando como mostra a reação abaixo. 3 Cu (^) (s) + 8 HNO3 concentrado 2 NO + 3 Cu(NO 3 )2(aq) Muitos dos compostos e complexos de Cu 2 +^ são azuis quando em solução aquosa, porém dependendo do composto formado pode assumir coloração verde. Isso acontece, em consequência do efeito de Jahn – Teller, que é devido a sua configuração eletrônica, onde cátion possuem um elétron desemparelhado no orbital d. Então, dependendo da oxidação do íon ocorre uma distorção na estrutura do complexo formado, tornando a absorção espectral de banda assimétrica, o que pode dar coloração verde ou azul (LEE, 1999) No entanto a reação mostra a formação de oxido de nitrogênio, um composto incomumente estável, mas mesmo assim reativo com oxigênio, reação: 2 NO (^) (g) + O2 (^) (g) 2 NO2 (g) (JD LEE, 1999).
C Â M P U S P A R A N A V A Í Assim sucessivamente em outro tubo de ensaio foram misturados 3,0 mL de NaNO2 (aq), 3 ,0 mL de ácido sulfúrico e 1,0 mL de solução de dicromato de potássio, após a solução foi aquecida e observou-se. Em seguida em um terceiro tubo de ensaio foram adicionados 1,0 mL de NaNO 2 (aq), 2 ,0 mL de iodeto de potássio e 0,5 mL de H 2 SO4 (aq) 2,18 M., e observou se a reação.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO PARTE 2 Ao adicionar sob o sulfato ferroso o ácido sulfúrico, pode-se observar a mudança da coloração de alaranjado para uma cor escura, aproximada do preto, e também o brando aquecimento do tubo de ensaio, o que ocorreu foi a reação de um sal com um ácido que tem como produto novamente um sal e um ácido. Assim ao deixar descansar a solução se pode observar que a coloração da mesma já possuía uma cor mais clara que a anterior, em seguida foi adicionado ácido nítrico a essa solução, diante disso pode-se analisar que formou se duas fazes de colorações diferentes, uma aproximada de um roxo e a outra um amarelo, essa coloração amarela ocorreu devido ao produto que se formou após se adicionar o ácido nítrico. Assim ocorreu uma oxirredução, onde o ferro oxidou e o oxigênio reduziu, conforme se pode observar na reação abaixo: (BROWN, 2005) 3 FeSO4(aq) + 4 HNO3(l) + 6 H2SO4(l) 3 Fe 2 (SO 4 )3 (aq) + 4 NO(g) + 8 H 2 O(l) Após adicionar em um tubo de ensaio NaNO 2 , solução de KOH e uma pequena quantidade de zinco, pode-se observar que a solução começou de certa forma corroer o zinco, e pode-se sentir um cheiro de amônia volatizando do tubo, também formou um composto inorgânico de Zinco água conforme a reação abaixo. 7 Zn(s) + 7 NaNO 2 (aq) + 8 KOH(aq) + 11 H 2 O(l) 7 NaZn(OH) 3 + 3 NH 3 (aq) + 4 K 2 NO 3 Em seguida pesou se as substâncias NaNO 3 , enxofre e carvão, misturou-as com a ajuda de uma espátula e levou-as ao aquecimento dentro da capela, após alguns instantes pode-se observar que essa “mistura” formou uma chama muito alta
C Â M P U S P A R A N A V A Í e forte, isso ocorreu devido a formação da pólvora, que libera muita energia ao entrar em combustão, no qual ocorreu liberação de N2, conforme ocorreu na reação abaixo: (MORO, 2013). 2 NaNO3(s) + 1S(s) + 3C(s) 1Na 2 S(s) + N2(g) + 3CO2(g) 5.1. SEGUNDO PROCEDIMENTO DA METODOLOGIA PARTE 2 Ao adicionar em um tubo de ensaio a solução de nitrito de sódio junto com o ácido sulfúrico pode-se observar que, ocorreu uma mudança na coloração, e uma liberação menos purjante que as anteriores de gás castanho, pode-se observar também que a reação foi levemente exotérmica. O que ocorreu nessa reação entre o NaNo 2 e H 2 SO 4 foi uma reação de dupla troca, onde um dos produtos tem menor potencial de ionização que os reagentes, nesse caso o reagente é o ácido sulfúrico que é um ácido forte, e em reação com o nitrito de sódio tem como produto um ácido fraco que é o HNO 2 , como demonstra a reação: (FELTRE, 2004) H 2 SO4(aq) + 2 NaNO2(aq) Na 2 SO4(aq) + 2 HNO2(aq) Em seguida ao adicionar em um tubo de ensaio nitrito de sódio, ácido sulfúrico e dicromato de potássio em aquecimento pode-se observar que inicialmente a solução ficou com uma coloração negra, após a cor foi mudando para um tom verde, também se observou um leve aquecimento, ou seja, reação exotérmica também ocorreu liberação de gás castanho. A reação que ocorreu foi a seguinte: (FELTRE, 2004) K 2 Cr 2 O 7 (aq) + 3 NaNO 2 (aq) + 4 H 2 SO 4 (l) Cr 2 (SO 4 ) 3 (aq) + 3 NaNO 3 (aq) + K 2 SO 4 (aq) + 4 H 2 O(l) E no ultimo experimento ao adicionar em um tubo de ensaio o nitrito de sódio, o iodeto de potássio e o ácido sulfúrico pode-se observar que logo a reação começou a liberar um gás castanho que é a característica do gás NO reagindo com O 2 (g) formando NO 2 (g). Também foram se obtendo precipitado cinza, ouve liberação de calor. A reação é demonstrada logo abaixo, (FELTRE, 2004)
