Síntese do Dióxido de nitrogênio (NO2)

1. INTRODUÇÃO

O nitrogênio constitui aproximadamente 71% do ar atmosférico. Em função de sua baixa reatividade (comporta-se, frente a maior parte das substâncias, como um gás inerte), o nitrogênio é muito usado em sínteses, em análises térmicas, em eletroquímica e em vários outros processos em que se necessita de um gás inerte. É comercializado em cilindros. Símbolo: N; número atômico 7; massa atômica 14,0067; elemento não metálico do Grupo 15 da tabela periódica; ocorre como um gás diatômico; molécula covalente; estrutura de Lewis N≡N; comprimento da ligação de 1,10 Å; energia de ligação 226 kcal mol-1; primeira energia de ionização 335,4 kcal mol-1; eletronegatividade 3,0; estados de oxidação: -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4 e +5; dois isótopos estáveis: N-14 (99,63%) e N-15 (0,37%) [1-3].

 O amoníaco ou gás amônia (NH3) é um gás incolor que se liquefaz sobre pressão a -33,3 °C; é mais leve que o ar, não é inflamável, tem cheiro característico e sufocante, é relativamente tóxico e corrosivo e muito solúvel em água (1 litro de água dissolve cerca de 1200 litros do gás, em condições ambientes). A solução aquosa assim obtida contém cerca de 30% de NH3 em massa, grande parte sob a forma de hidróxido de amônio. O hidróxido de amônio é uma base fraca que só existe em solução aquosa (não se pode “isolar” o NH4OH puro, pois ele se decompõe em NH3 e H2O). O NH4OH possui odor característico da amônia em virtude da reversibilidade anteriormente citada [1,2].

Os principais usos da amônia são: como precursor nas mais variadas sínteses de compostos nitrogenados; como fertilizante agrícola, seja puro ou na forma de sais como NH4NO3, (NH4)2SO4, H2NCONH2 (uréia), etc; na fabricação do HNO3; limpeza doméstica; na produção de substâncias orgânicas: raiom, náilon, corantes, explosivos, medicamentos, detergentes, etc; como gás de refrigeração, entre outras inúmeras aplicações [1,3].

O processo industrial de produção da amônia desenvolvido por Haber-Bosch [síntese direta sob pressão e temperatura controlados: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) é um marco na história da química e da humanidade, pois esse é o principal processo de fixação do N2(g) do ar para a obtenção de compostos nitrogenados (lembre-se que existe uma quantidade quase inesgotável de nitrogênio no ar, sob a forma de N2(g); entretanto, a molécula de N2 é muito estável – inerte – ou seja, é muito difícil rompê-la para formar qualquer composto nitrogenado). Devido à grande importância dessa reação, Haber foi agraciado com o prêmio Nobel de Química de 1918, e Bosch, com o de 1931. A síntese de Haber-Bosch é um dos exemplos mais importantes de aplicação dos estudos da cinética, do equilíbrio químico e do uso de catalisadores. A partir dessa ocasião, a Química sofreu um impulso bastante acentuado, e demonstrou para a humanidade

sua grande importância [2,4].

2. OBJETIVOS

Promover a síntese do dióxido de nitrogênio (NO2)

3. SÍNTESE DO GÁS NO2

a) Pese 0,3 g de cobre metálico diretamente em quatro erlenmeyer pequeno (ou tubo de ensaio alto).

b) Em seguida (na capela), adicione cuidadosamente ao metal 2,0 cm3 de ácido nítrico com os teores de 20%, 40 %, 60% e 100% nos respectivos tubos (utilize luvas, adicione o ácido pelas paredes do erlenmeyer e evite respirar o gás que será liberado).

c) Agite cuidadosamente o frasco até que todo metal se dissolva, o que deve demorar alguns minutos.

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