ELEMENTOS Y COMPUESTOS DE GRUPO 15 (VA): NITRÓGENO, FÓSFORO, ARSÉNICO, ANTIMONIO Y BISMUTO

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
UNIDAD ACADEMICA DE QUÍMICA INORGÁNICA

Elementos y compuestos de grupo 15 (vA): nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto

Maracaibo, Octubre de 2013.
INTRODUCCIÓN
Los 2 miembros del grupo 15, el nitrógeno y el fósforo son no metales, mientras que los tresmiembros restantes, el arsénico, antimonio y bismuto poseen cierto carácter metálico. Ni el nitrógeno ni el fósforo son conductores de electricidad y ambos forman óxidos ácidos, por lo cual se les clasifica como no metales. El antimonio y el bismuto son casi tan indefinidos como el arsénico; su resistividad eléctrica es mucho mayor que la de un metal “verdadero” como en el caso del aluminio. (1)
Elnitrógeno es completamente inerte, salvo a altas temperaturas, mientras que el fósforo (blanco) es muy activo incluso a bajas temperaturas. El nitrógeno no se combina fácilmente con el oxígeno (reacción endotérmica), pero por otro lado el fósforo arde sin dificultad en el aire desprendiendo intenso calor. También se tiene el ácido nítrico el cual es relativamente inestable y un gran agente oxidante,pero por el contrario el ácido fosfórico es estable y no oxidante. (2) Una semejanza en la química de estos dos elementos es que ambos presentan una química esencialmente covalente; por otro lado el arsénico, antimonio y bismuto muestran una creciente tendencia hacia el comportamiento catiónico. (3)
El nitrógeno, el fósforo y el arsénico son no metálicos; el antimonio trivalente presentacaracterísticas metálicas; el bismuto es un metal. Así, pues, las cualidades no metálicas de estos elementos se atenúan a medida que aumenta el número atómico. (2)
Con base a lo antes expuesto esta práctica tiene como objetivo el estudio de los elementos del grupo 15 (VA).
PARTE EXPERIMENTAL
Obtención del nitrógeno (N2)
Se obtuvo N2 por desplazamiento de agua de la siguiente manera. En un matrazprovisto de un tubo lateral se colocaron 10 ml de soluciones saturadas de cloruro de amonio y de nitrato de sodio. Se calentó hasta obtener una corriente de gas, despreciando la primera porción la cual contenía aire. Se recogió en una probeta el N2 obtenido y se ensayó su presencia con un fósforo encendido, anotándose las observaciones.
Obtención de fósforo blanco.
Se calentaron suavemente unosgranos de fósforo rojo en un tubo de ensayo seco y tapado con algodón.
Obtención del amoniaco (NH3).
Se hizo una mezcla de 2 g de cloruro de amonio y cal apagada seca. Se vertió la mezcla en un tubo de ensayo grande provisto de un tubo lateral y se calentó con un mechero bajo la campana. Se identificaron los vapores usando papel tornasol rojo humedecido y también mediante una varilla de agitaciónhumedecida en HCl.
Formación de complejos de Zinc.
En tubos de ensayo se trataron soluciones de sales de zinc y de níquel con hidróxido de sodio. Luego se disolvieron los precipitados formados con NH3. Se anotaron las observaciones.
Hidrólisis de fosfatos.
Se hidrolizaron en 3 tubos de ensayo Na3PO4, Na2HPO4 y NaH2PO4. Se le agrego a cada solución papel tornasol y luego fenolftaleína, y seanotaron las observaciones.
Propiedades oxidantes-reductoras de los nitritos.
Se comparó la reacción de una solución de KNO2 1M con una solución de K2Cr2O7 1M en medio de H2SO4, (calentando suavemente), con una reacción de una solución de KNO2 1M y una solución de KI 1M en medio ácido.
RESULTADOSY DISCUSION
Obtención de nitrógeno (N2).
Cuando se mezclaron las soluciones saturadas de NaNO2 yNH4Cl y se calentaron se observó un burbujeo en la solución. Sin embargo, las primeras burbujas no se tomaron en cuenta, pues según Semishin (4) las primeras porciones de gas que contienen aire al calentar el matraz sobre la rejilla, no se debe recoger en la probeta. La reacción para la obtención del N2 viene dada por:
22491709271000NH4Cl(ac) + NaNO2(ac) N2(g) + NaCl(ac) +...