UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

Introduo:

O nitrognio gasoso, N2, constitui cerca de 78% do volume da atmosfera. Este reservatrio quase ilimitado uma fonte conveniente de matria prima para a preparao industrial de compostos de nitrognio. Alm disso, o nitrognio ocorre naturalmente em alguns minerais; por exemplo, o nitrato de sdio, NaN03 do qual existem grandes reservas naturais no Chile.

Em condies ordinrias, o nitrognio um gs incolor, inodoro e inspido. O nitrognio pouco solvel em gua, com o qual no reage.

Nitrognio elementar:

O nitrognio elementar existe sob a forma de molculas diatnicas, N2, nas quais os dois tomos N esto unidos por uma ligao covalente trplice (uma ligao e duas ligaes ). A energia de dissociao da molcula de N2 extremamente elevada.N2(g) ( 2N(g) H diss= 226Kcal/mol de N2(g) a 25C e 1atm.

Esta energia de dissociao muito elevada responsvel por muitas das propriedades qumicas do nitrognio. Por exemplo, ela responsvel pela ausncia de reatividade qumica do nitrognio gasoso e pela instabilidade de muitos compostos de nitrognio, que mesmo temperatura ambiente, tendem a se decompor formando N2(g). As reaes mais importantes do nitrognio elementar, N2, so a combinao direta com o hidrognio H2, para formar o amonaco, NH3 e com o oxignio para formar o oxido ntrico, NO.Compostos nitrogenados:

O amonaco conhecido pelo odor caracterstico e irritante um gs incolor resultante da combinao direta do nitrognio com o hidrognio sob temperatura elevada, comercializado normalmente como soluo aquosa. Emprega-se como fertilizante e como fonte de vrios compostos nitrogenados comercialmente importante. O principal mtodo comercial de sntese de amonaco o processo de Haber-Bosch. Outro composto nitrogenado, o HNO3 um acido forte tambm de larga aplicao cientfica e industrial. O carter oxidante, comparvel ao do acido sulfrico, justifica seu uso nos processos de oxi-reduo de metais para produzir sais (nitratos). Prata, mercrio e cobre reagem com o acido concentrado para formar NO2 e com o cido diludo para dar origem ao NO. Ouro, platina, irdio, rdio, lantnio e titnio no so atacados. Misturados ao acido clordrico na proporo 1:3 , a chamada gua rgia, pois ataca os metais nobres, inclusive o ouro.De menor ao corrosiva, o acido nitroso no existe em estado puro, mas s em soluo resultante da decomposio temperatura ambiente em oxido, acido ntrico e gua. Os nitratos, sais respectivamente derivados dos cidos nitroso e ntrico, so habitualmente usados em fertilizantes.

Os xidos nitroso e ntrico so substancias de alta reatividade, enquanto o dixido de nitrognio apresenta maior estabilidade interna. Juntamente com o oxido ntrico, o dixido de nitrognio se encontra em pequena proporo na atmosfera. Oriundo de resduos industriais, um poderoso agente de contaminao ambiental.

Observaes:Preparao e propriedades da amnia

NH4Cl(s) + NaOH(aq) ( NaCl(s) + H2O + NH3(g)

Com a excessiva produo de gua a presena do agente dessecante (CaO) se faz necessria. Aps o tubo intermedirio contendo o agente, o gs NH3 passa pelo tubo contendo CuO.2NH3(g) + 3CuO(s) ( N2(g) + 3H2O(v) + 3Cu 0

Observou-se a formao de cobre metlico, pois o oxido reagiu ficando visivelmente rubro e liberando vapor dgua.

Parte da amnia no reage com o oxido e recolhida no balo volumtrico. E para confirmar a sada de gs NH3, antes de colocar o balo volumtrico, testou-se o pH com uma tira de papel tornassol que ficou azul. Confirmando a sada de NH3Pingou-se gua na pipeta do balo contendo NH3. a gua absorveu muito rpido o NH3, por esse ser altamente solvel, criando assim o vcuo esperado. Ao inverter o balo em gua com fenolftaleina houve a entrada da soluo no balo. Conforme o NH3(g) foi sendo absorvido pela soluo, a mesma ganhou-se uma colorao rsea, evidenciando a presena de tal substancia de carter bsico.Decomposio trmica de sais de amnia

NH4Cl(s) ( NH3(g) + HCl(aq)

(cloreto de amnio) Observou-se a liberao de gs e tambm o seu odor caracterstico.

(NH4)2CO3(s) ( 2NH3(g) + H2O(l)

Carbonato de amnio: aps a decomposio trmica s se obteve produtos gasosos, desta forma, no restou nada no tubo de ensaio

(NH4)2Cr2O7 ( N2(g) + Cr2O3(s) + 4H2O(v)

Dicromato de amnio: O dicromato de amnio, de colorao laranja-avermelhado tem como produtos de sua decomposio trmica o gs nitrognio, vapor dgua e o precipitado xido de cromo III, de colorao verde escuro. O sal aps certo aquecimento ficou em brasa e ento rapidamente a reao ocorreu, aumentando o volume de precipitado, ocorrendo algo semelhante a erupo de um vulco.NH4NO3(s) ( 2H2O + N2O(g)

Nitrato de amnio: Este sal teve que ser aquecido com cautela porque, alem de se tratar de uma reao de oxi-reduo, j que violenta, ela tambm tem como produto o gs N2O, que altamente inflamvelPreparao e propriedades do oxido ntrico

8HNO3(aq) + 3Cu(s) ( 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)Reaes como esta, onde o metal sofre um ataque de um acido, devem ser realizadas com cido concentrado, nesse caso o acido ntrico 6 mol/L, para que este seja capaz de atingir a camada de oxido na superfcie do metal. A reao tem como produtos nitrato de cobre II e gua. No primeiro composto o numero de oxidao do cobre +2, deixando a colorao da soluo azulada e o monxido de nitrognio um gs incolor que reage fortemente com o gs oxignio do ar, segundo a reao a seguir:2NO(g) + O2 ( NO2(g)

No fundo do tubo a soluo azulada; parte do gs incolor formado (NO) reagiu com o oxignio de dentro do tubo, deixando a parede do mesmo castanha, devido a formao de oxido ntrico. Devido a pequena quantidade de gs oxignio dentro do tubo, a quantidade de NO2 formado foi menor que a de NO, que por sua vez se deslocou pela mangueira e foi capturado nos 3 tubos de ensaio.Exps-se o primeiro ao ar, ocorrendo a reao citada acima, porem com maior intensidade, devido a abundancia de gs oxignio, observando ento com clareza a formao do gs castanho NO2.FeSO4(aq) + 6H2O(l) ( [F(H2O)5(NO)]2+ (aq) + [SO4]2- (aq) + H2O(l)A soluo saturada de sulfato de ferro II, na reao acima, mostra a formao de um composto de coordenao, chamado sulfato de hexaaquaferro (II), que tem a gua como ligante. Tal reao deu de forma rpida, da mesma forma se desfez, por que a gua um ligante que sai rpido, a mesma facilidade de reagir ela tem de sair. Sendo assim, quando esse composto entrou em contato com o monxido de nitrognio ocorreu a seguinte reao:[Fe(H2O)6]SO4 (aq) + NO(g) ( [Fe(H2O)5(NO)]2+ (aq) + H2O(l)

A soluo passou de incolor para castanho.

Reao em meio acido, pois o NO vem carregado de HNO3

5NO(g) + 3MnO4- (aq) + 4H+ ( 5NO3- (aq) + 2H2O(l)

soluo violcea Soluo incolor

Semi-reaes

NO(g) + 2H2O(l)( NO3- (aq) + 4H+(aq) + 3e- E 0,96VMnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- ( Mn2+(aq) + 4H2O E 1,51V

Nessa soluo a colorao violcea de KMnO4 muda para incolor. Isso ocorre porque o NO um agente redutor e reduz o Mn do permanganato e se oxida. Isso se observa atravs da colorao da amostra que muda de cor.

Propriedades do on nitrito

Reao de reduo: (NO2)- + e- + 2H+ ( NO + H2O E +0,984VReao de oxidao: Fe2+ + (NO2)- + 2H+ ( NO + H2O + Fe3+ E -0,771V

Reao global: Fe2+ + (NO2)- + 2H+ ( NO + H2O + Fe3+ E 0,213V

perceptvel a mudana de colorao pois o on Fe2+ incolor se oxidou a Fe3+ ficando castanha. Essa reao ocorre em meio acido, por isso a adio de H2SO4

Fe2(SO4)3 + NaOH ( Na2SO4 + Fe(OH)3Quando a reao esfriou e adicionou-se NaOH, houve formao de precipitado hidrxido de ferro (III) que insolvel em gua.

Reao de reduo: (NO2)- + e- + 2H+ ( NO + H2O E +0,984V

Reao de oxidao: 2I- ( I2 + 2e- E -0,620VGlobal:2(NO2)- + 2I(aq) + 4H+ (2NO + 2H2O + I2 E +0,364VHouve uma mudana de colorao devido a oxidao do on I2- incolor para I2 roxo. Essa reao ocorreu em meio acido.

Semi reaes:

reduo: MnO4- + 5e- + 8H+ ( Mn2+ + 3H2O + 5NO3- E +1,507

oxidao: NO2- + H2O ( NO3- + 2e- + 2H+ E -0,940V

reao global: 2MnO4- 6H+ + 5NO2- ( 2Mn2+ + 3H2O + 5NO3- E 0,567V

A mudana de colorao ocorreu devido a reduo do on Mn7+ atrelado ao on permanganato (MnO4-) que violeta ao on Mn2+ que incolor. Essa reao tambm ocorreu em meio acido.Reaes do acido ntrico

Mg + 2HNO3 (aq) ( Mg(NO3)2 + H2A soluo ficou castanho claro e ocorreu um desprendimento de gs H2.

Fe + HNO3(aq) ( Fe(NO3)2(aq) + NO(g) + H2O(v)Ocorre a liberao de monxido de nitrognio e vapor de gua tanto na reao com acido ntrico diludo quanto concentrado, porem o desprendimento na primeira pouco e lento. Se colocssemos um acido mais concentrado, ocorreria a liberao de NO2, pois a reao seria mais violenta. A reao exotrmica, pois libera calor e a soluo fica castanha, devido a formao de Fe3+3Cu + 8HNO3(aq) ( 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(v)

Ao reagir com cido ntrico diludo (1:6) a soluo fica incolor e libera NO(g) e vapor de gua.

Cu + 4HNO3(aq) ( Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 2H2O(v)A reao com acido concentrado libera NO2(g) e vapor de gua, a soluo fica verde intenso, mas as paredes internas do tubo assumem uma colorao castanha, devido a formao de NO2Bibliografia:

- VOGEL, Arthur Israel; Qumica Analtica Qualitativa, So Paulo, 1981, 1 edio, Editora Mestre Jou.

- LEE, J. D.; Qumica Inorgnica no to Concisa, So Paulo, 1999, 5 edio, Editora Edgard Blcher.