Ino 2- informe 4 nitr geno

Informe N°4:
“Nitrógeno”

Objetivos:
Síntesis y propiedades ácido base del amoníaco
Síntesis y propiedades de sulfato ácido de hidracinio
Poder oxidante del ácido nítrico
Síntesis de fosfato monoácido disódico
Acción oxidante del bismutato de sodio.

1) Amoníaco:

NH4Cl(s) + NaOH(ac)  NH3(g) + NaCl(ac) + H2O(l) ∆Gº=∆Gfº productos -∆Gfº reactivos
∆Gº= -124,54kj/mol

Se recolectó el gas obtenido en dos tubos de ensayo:
a) Al ponerlo boca abajo en un cristalizador con agua lo que se observó fue que el nivel de a misma disminuyó ya que parte del agua ingresó dentro del tubo, esto se puede explicar por la gran solubilidad del nitrógeno gaseoso en agua que provoca vació en el tubo por disminución del volumen del gas.
NH3(g)  NH3(ac)
NH3(ac) +H2O(l)NH4+(ac) + OH-(ac) Kb = 1,6.10-5
Este equilibrio ácido-base se evidenció por el viraje de la solución a fucsia por el agregado de fenoftaleina.

b) El segundo tubo se lo acerco a gotas de ácido clorhídrico y se observó un sólido blanco, por la formación de cloruro de amonio:
NH3(g) + HCl(ac)  NH4Cl(s) ∆Gº=∆Gfº productos -∆Gfº reactivos
∆Gº= -55,22 kj/mol

2.1) Síntesis del sulfato ácidode hidracinio:
Volumen de NH3(35%v/v) : 75ml
Volumen de NaClO (1M): 50ml
Volumen de H2SO4(40%v/v): 7,5ml
Masa de (N2H5)HSO4: 1,9651g
Rendimiento: 30%

2NH3(ac) + NaClO(ac)  N2H4(ac)+ NaCl(ac) + H2O(l)
N2H4(ac) + H2SO4(ac)  (N2H5)HSO4(ac)
Hemirreacciones:
2NH3(ac) + 2OH-(ac)  N2H4(ac) +2H2O(l) + 2e- E°=0,1v
ClO-(ac) + H2O(l)+2e-  Cl-(ac) + 2 HO-(ac) E°= 0,89v
2NH3(ac) + NaClO(ac)  N2H4(ac)+ NaCl(ac) + H2O(l) ∆E°= 0,79v
En esta síntesis se agrego amoniaco concentrado, agua, gelatina y hipoclorito de sodio (acuoso), se los colocó en dicho orden para que la gelatina cumpa el rol de capturar posibles iones metálicos presentes antes de que estos puedan ser catalizadores para la siguiente reacción:
2NH2Cl(ac) +N2H4(ac)  2NH4Cl(ac) + N2(g)
Produciendo un menor rendimiento. Reducimos dos tercios de su volumen para que cristalicen una mayor cantidad de cristales. Se enfría dicha solución hasta cero grados, debido a que la hidracinia es muy volátil (para evitar la menor perdida de la misma), a continuación se le agrega ácido sulfúrico para formar el complejo (N2H5)HSO4, que es más estable ya que esmucho menos volátil. Una vez precipitado el complejo anterior se lo filtra al vacio y se los lava con alcohol frio. Por último una vez secos se los peso.

2.2)Propiedades reductoras del sulfato ácido de hidracinio:
a) ( 12H+(ac) + 2IO3- + 10e-  I2(s) + 6H2O(l))x2 E°= 1,18v
(N2H5+(ac)  N2(g) + 5H+(ac) + 4e-)x5 E°= -0,23v
5N2H5+(ac) +4IO3-  2I2(s) +5 N2(g) + 12H2O(l)+ H+(ac) ∆E°= 1,41v
Al poner en contacto una solución de iodato de potasio con sulfato ácido de hidracinio se observó un precipitado negro dado por el iodo sólido y desprendimiento de gases provenientes del nitrógeno gaseoso; aunque la termodinámica permita un una oxidación de la hidracinia a gases como el monóxido y dióxido de nitrógeno, se sabe que esto noocurrió dado a que el gas desprendido era incoloro incluso en contacto con el aire).
b) A una solución se sulfato de cobre se la dividió en tres tubos:
1) + hidróxido de sodio:
Cu2+(ac) + 2OH-(ac)  Cu(OH)2(s) Kps= 1,3x10-20
∆Gº= -RTlnK.
∆Gº=113,45 kj/mol. (corresponde a la reacción de solubilidad de la sal), para la reacción ocurrida el signo de∆Gº sería el contrario haciéndose espontanea.)
El sulfato de cobre en solución ácida dio una solución de color “agua marina” por la presencia de partículas de hidróxido de cobre sólido en solución.
Al agregar sulfato ácido de hidracinio se observó un recipitado pardo-mostaza:
N2H4(ac) + 4OH-(ac) N2(g) + 4H2O(l) + 4e- E°= -1,16v
(2 Cu(OH)2(s) + 2e-  Cu2O(s) + H2O(l) +2OH-(ac))x2 E°=...