ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE QUÍMICA
INFORME DE LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA I
PRÁCTICA No. 8 OBTENCIÓN DE NITRÓGENO. 1. DATOS GENERALES: NOMBRES:
CÓDIGOS:
Luis Alexis Cumbajín Males
270
Yadira Mélida Ugenio Gavín
260
Maykel Ricardo Mendoza Espinosa
276
GRUPO No.: 2
FECHA DE REALIZACIÓN: 2018/ junio/ 25
FECHA DE ENTREGA: 2018/ julio/ 02
2. OBJETIVO(S): 2.1 GENERAL: Obtener nitrógeno gaseoso a través de una reacción química de eliminación siguiendo la guía determinada para conocer sus propiedades 2.2. ESPECÍFÍCOS: Sintetizar nitrógeno molecular en base a reactivos químicos. Observar su presentación física al estar en estado elemental. Analizar sus propiedades químicas y determinar si es combustible o comburente.
3. METODOLOGÍA
En el kitasato colocar 2 gramos de cloruro de amonio, 2 gramos de nitrato de sodio y 10 ml de agua destilada. Conecte al kitasato una manguera, dirigida a una cuba hidroneumática llena de agua, que contenga 2 tubos de ensayo invertidos y llenos de agua. Caliente con precaución el kitasato que contiene las sustancias y colecte el gas generado en los tubos de ensayo por desplazamiento del agua y tápelos. Tome uno de los tubos que contiene Nitrógeno, manténgalo boca abajo, tápelo con el pulgar; encienda un cerillo e introdúzcalo en el tubo. Observe Tome otro de los tubos lleno de Nitrógeno, introduzca con unas pinzas una cinta de magnesio encendida. Anote y explique sus observaciones.
4. EQUIPOS Y MATERIALES, REACTIVOS Y SUSTANCIAS: 4.1 EQUIPOS Y MATERIALES: Balanza Kitasato de 250 ml 2 tubos de ensayo de 18 X 150 1 pinza 1 soporte universal con aro y tela de asbesto 1 Cuba hidroneumática 1 mechero 1 corcho para el kitasato 1 espátula 1 manguera Pera de succión Pipeta de 10 ml Fosforera
4.2 REACTIVOS Y SUSTANCIAS:
Cloruro de Amonio NH4Cl Nitrato de Sodio NaNO3 Cinta de Magnesio Agua destilada
5. MARCO TEÓRICO: NITRÓGENO Elemento químico, símbolo N, número atómico 7, peso atómico 14.0067; es un gas en condiciones normales. (Lilia Fernandez, 2004) El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera (78% por volumen de aire seco). Esta concentración es resultado del balance entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica (relámpagos) y química (industrial) y su liberación a través de la descomposición de materias orgánicas por bacterias o por combustión. En estado combinado, el nitrógeno se presenta en diversas formas. Es constituyente de todas las proteínas (vegetales y animal es), así como también de muchos materiales orgánicos. Su principal fuente mineral es el nitrato de sodio (Robinson, s.f.) .
MÉTODOS DE OBTENCIÓN
A partir del aire:
El nitrógeno puede obtenerse del aire por simple eliminación del oxígeno. En el laboratorio, haciendo pasar el aire arriba de cobre calentado, éste se apodera del oxígeno para formar óxido cúprico sólido, CuO. Si se quema fósforo en una campana invertida sobre agua se forma fósforo pentaoxidado sólido, que se disuelve en el agua y deja un residuo que en su mayor parte es nitrógeno. Otro método de obtención consiste en hacer burbujear aire en una solución alcalina de pirogalol, que absorbe al oxígeno. (Chizo, 2011) En la industria el nitrógeno se obtiene a partir del aire líquido.
A partir de sus compuestos:
El nitrógeno puede prepararse por oxidación del amoníaco, por lo cual se hace pasar este gas sobre óxido de cobre calentado al rojo. (Chizo, 2011) 2NH3 + 3CuO 3H2O + N2 + 3Cu0 Un método más conveniente consiste en la descomposición del nitrito de amonio, NH4NO2. Este compuesto es inestable, y se descompone fácilmente en agua y en
nitrógeno. Cuando se calienta suavemente una disolución que contiene una mezcla de cloruro de amonio y nitrito de sodio, se desprende nitrógeno. (Chizo, 2011) NH4+ + NO2 2H2O + N2.
6. PROCEDIMIENTO: 6.1 DIAGRAMA DE FLUJO DE LA PRÁCTICA:
6.2 REACCIONES: 2 NH4Cl + 2 NaNO 3 4 H2O + 2 N 2 + O2 + 2 NaCl
6.3 CÁLCULOS Y RESULTADOS: (Los resultados son el producto del procesamiento de los datos basado en principios o leyes establecidas. Deben presentarse en forma de tabla junto con un modelo de cálculo que exprese, mediante una ecuación matemática apropiada, la forma como se obtuvo cada resultado, además de ser adecuado se debe representar los resultados en forma de gráficos de regresión o porcentaje.) 6.4 ANALISIS DE RESULTADOS: (El estudiante debe centrarse en interpretar los resultados obtenidos comparándolos con valores teóricos que muestra la literatura, exponiendo las causas de las diferencias y el posible origen de los errores.) 6.5 OBSERVACIONES: (Información adquirida en el laboratorio a partir del sentido de la vista, es decir en el cambio de apariencia, comportamiento de especímenes. Señalar sólo lo objetivamente observado, independientemente de si cumple las expectativas o no.)
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: CONCLUSIONES A través de la reacción entre los químicos utilizados se pudo obtener N2 elemental como un producto volátil de eliminación. Al colocar los instrumentos y compuestos necesarios en orden para la experiencia se pudo determinar que entre ellos no existía reacción violenta, más bien se determinó que es una reacción endotérmica. A simple vista el gas es imperceptible y se debe hacer uso de un medio acuoso tanto para su captura como para su detección, aunque posee un olor característico y en cuestión de salud no muestra toxicidad relevante. Al realizar su exposición a una fuente de calor como un fosforo en este caso, no se efectuó reacción y más bien su llama se extinguió determinando así que es un
elemento ni combustible ni comburente y más bien corta el suministro de O2 para apagar el cerillo. RECOMENDACIONES Se recomienda tener precaución al momento de manipular el Kitasato con Cloruro de Amonio y Nitrato de Sodio en el momento de calentarlo, ya que podemos quemarnos en el reverbero. Al encender la cinta de magnesio, se debe tener precaución debido a la intensidad de la luz que provoca al encenderlo, se debe proteger la vista para evitar problemas en la manipulación de la misma. Es importante revisar que no exista fugas de gas nitrato por la manguera del sistema armado, a demás al momento de introducir el gas en el tubo de ensayo se recomienda evitar fugas del mismo manteniendo el tubo de ensayo recto y taparlo a penas este se llene del gas mencionado.
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Referencias Chizo. (05 de julio de 2011). Materiales y procesos. Obtenido de http://fjiron.blogspot.com/2011/07/obtencion-de-gases-industriales.html Lilia Fernandez, H. S. (2004). Manual de Laboratorio de Química Orgánica I. México: Consejo Editorial de Ciencias Básicas. Robinson, D. y. (s.f.). Química Inorgácica Experimental. Reverté S.A.
9. CUESTIONARIO: 1. ¿Qué características tiene el gas nitrógeno? El estado del nitrógeno en su forma natural es gaseoso. El nitrógeno es un elemento químico de aspecto incoloro y pertenece al grupo de los no metales. El número atómico del nitrógeno es 7. El símbolo químico del nitrógeno es N. El punto de fusión del nitrógeno es de 63,14 grados Kelvin o de -209,01 grados Celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del nitrógeno es de 77,35 grados Kelvin o de -194,8 grados Celsius o grados centígrados
2. ¿Que otro procedimiento se realiza de manera industrial para obtener nitrógeno? El nitrógeno se obtiene industrialmente por la licuefacción del aire, método conocido como "Destilación Fraccionada del Aire". En este proceso, el aire atmosférico es enfriado progresivamente hasta la formación de una fase líquida rica en oxígeno, que se condensa a una temperatura superior a la del nitrógeno. A continuación, esa fase es llevada a ebullición, a través de un calentamiento gradual con presión constante, siendo el vapor así obtenido, proporcionalmente más rico en nitrógeno que la mezcla inicial.
3. ¿Enliste las aplicaciones que tiene el gas nitrógeno? 1. El nitrógeno se utiliza para conservar los alimentos envasados al detener la oxidación de los alimentos que hace que se estropeen 2. Las bombillas pueden contener nitrógeno como una alternativa más barata al argón. 3. El gas nitrógeno se utiliza a menudo en la parte superior de los explosivos líquidos para evitar que se detonen. 4. El nitrógeno se usa para producir muchas piezas eléctricas tales como transistores, diodos y circuitos integrados. 5. Cuando se seca y se presuriza, el gas nitrógeno se usa como un gas dieléctrico para equipos de alta tensión. 6. Se utiliza para la fabricación de acero inoxidable. 7. Se utiliza para reducir el riesgo de incendio en los sistemas militares de combustible de la aeronave.
8. El gas nitrógeno se utiliza para rellenar los neumáticos de los aviones y los automóviles (coches). Sin embargo, los vehículos comerciales suelen usar aire normal. 9. Los tanques de nitrógeno están sustituyendo gradualmente a los tanques de dióxido de carbono como fuente de alimentación de pistolas de paintball. 10. También puede utilizarse como una alternativa al dióxido de carbono en la presurización de cerveza. El gas nitrógeno que hace burbujas más pequeñas por lo que la cerveza es más suave. 11. El nitrógeno líquido se utiliza para la conservación (llamado criopreservación, debido a la baja temperatura) de la sangre y otras muestras biológicas. También se utiliza para enfriar los detectores de rayos X y las unidades centrales de procesamiento en los ordenadores cuando están calientes. 12. El nitrógeno es un componente de casi todas las drogas farmacológicas. El gas de la risa (óxido nitroso) se puede utilizar como un anestésico.
4. ¿Cuál reactivo fue el reactivo límite? ¿Por qué? 10. ANEXOS
