Elementos Do Bloco p Grupo 15

(1)

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA

DEPARTA

DEPARTAMENTMENTO DE O DE QUÍMQUÍMICA E ICA E EXATAS EXATAS – DQE– DQE DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA

DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL II DISCENTE: V

DISCENTE: VANESSA ANESSA NERES SANTANANERES SANTANA DOCENTE:

DOCENTE: MARLUCIA MARLUCIA BARRETOBARRETO LICENCIATURA

LICENCIATURA EM EM QUÍMICAQUÍMICA TURMA

TURMA P P 0101

PRÁTICA 05 PRÁTICA 05

ELEMENTOS DO BLOCO p. GRUPO 15. ELEMENTOS DO BLOCO p. GRUPO 15.

EQUI! EQUI! MAR"O#$01% MAR"O#$01%

(2)

1.0 I&'()*+,-)

O grupo 15, também conhecido por família 5A, é composto pelos elementos nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio e bismuto e possuem configuração eletrônica eterna do tipo ns!np"# $odos elementos desse grupo apresentam estado de oidação m%imo &5, indicando 'ue utili(am cinco elétrons para reali(ar suas ligaç)es# O menor estado de oidação denotado para os elementos desse grupo é *", encontrado na amônia +-".# O fato de alguns compostos de nitrogênio apresentarem o / 0 decorre do fato de a eletronegatiidade do - +!,1. ser menor 'ue a do  +",0.#

O nitrogênio constitui 23 4 da atmosfera terrestre, porém não é o elemento mais abundante +apresenta*se como "# na ordem de abund6ncia relatia.# $odos seus nitratos são sol7eis em %gua, de modo 'ue não são comuns na crosta terrestre# A amônia +-". apresenta uma certa propriedade redutora, e atraés de sua oidação pode ser obtido também g%s nitrogênio+!.# A mesma pode ser identificada atraés da reação com soluç)es de íons cobre +8. e ní'uel +8.# Amônia também pode ser obtida atraés da decomposição térmica de sais de amônio, com, por eemplo, do cloreto de amônio +-9:l.# Os nitratos podem ser identificados atraés de %rios tipos de meios reacionais, neste relatório serão apresentadas as identificaç)es do mesmo por meio da proa do anel pardo, da redução em meio alcalino e reação do nitrato sólido com %cido sulf7rico concentrado, sendo 'ue todas serão apresentadas com mais clare(a ao longo do desenolimento do trabalho acadêmico#

O fósforo é o décimo primeiro elemento mais abundante na crosta terrestre# ; encontrado sólido em temperaturas normais e é essencial para a ida, tanto como material estrutural em animais superiores, como no metabolismo de plantas e animais# :onsta*se 'ue cerca de <04 dos ossos e dos dentes são constituídos por :a"+=O9.! ou >"+:a"+=O9.!#:a?!@# sse elemento também apresenta formas alotrópicas tais como fósforo branco, fósforo ermelho e fósforo preto, sendo esse a forma alotrópica termodinamicamente est%el#

Arsênio, antimônio e bismuto podem ser encontrados em %rias formas alotrópicas# Os três elementos possuem formas met%licas muito menos reatias chamadas de formas B# sses apresentam estruturas lameladas com camadas dobradas#

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!#1. 8dentificar alguns elementos do grupo#

!#!. Cinteti(ar compostos de alguns elementos do grupo#

!#". studar as propriedades de compostos de alguns elementos do grupo#

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• =apel indicador de p-D • $ubos de ensaioD

• $ubo de idro em forma de ED • Fico de FunsenD • =laca a'uecedoraD • :onta*gotasD • =apel de filtroD • :aia de fósforosD • :%psula de porcelanaD • Gidro de relógioD • HamparinaD • :loreto de amônioD • itrito de sódioD • Iinco met%licoD

• Colução de %cido sulf7rico 9,0 molsJlitroD • Colução de arsenito de sódio a 1,04 +mJ.D • Colução de nitrato de prata 0,1 molJlitroD • -idróido de c%lcioD

• Colução de fenolftaleína a 0,14 +mJ. alcoólicaD • Kcido clorídrico concentradoD

• $rióido de antimônioD • -idróido de amônioD • :obre met%licoD

• Colução de %cido nítrico a 104 +J.D • Kcido sulf7rico concentradoD

• ?ósforo ermelhoD • Culfato ferrosoD • itrato de pot%ssioD

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• Colução de hidróido de sódio a "04 +mJ.D • Colução de %cido clorídrico a 104 +J.D • ?osfato %cido de sódio, a!-=O9D

• ?osfato di%cido de sódio, a-!=O9D • ?osfato de sódio, a"=O9D

• $rióido de arsênioD

6.0P()7*8&') 9p(8&'4

6.1 T3' * *&';74,-) p4(4 ) 4(3<&) =T3' * G+'>'?.

9#1#!. m um tubo de ensaio foi colocado cerca de 1,00 g de (inco met%lico, 5,0 ml de %cido sulf7rico 9,0 molsJlitro e 0,50 ml de solução de arsenito de sódio# :obriu*se com um pedaço de papel de filtro umedecido em solução de nitrato de prata 0,1 molJlitro#

6.$ @)(84,-) * +8 34 * 48&).

9#!#1. Lolhou*se um bastão de idro em %cido clorídrico concentrado e aproimou*o cuidadosamente da boca de um frasco 'ue contém solução concentrada de hidróido de amônio# 6.% O'&,-) * P6O  P6O10  p()p(*4*3 *)3 )97*)3 * ;3;)().

9#"#1. :olocou*se um pe'ueno pedaço de fósforo ermelho +do tamanho aproimado de uma cabeça de prego pe'ueno. em um cadinho e 'ueimou*o na capela, usando um palito de fósforo# :obriu o cadinho com um bé'uer de !50 ml seco# Meiou o bé'uer no local até 'ue as partículas sólidas se depositassemD foi remoido apenas 'uando foi iniciada a próima

eperiência#

9#"#!. Nemoeu*se o bé'uer do item anterior e obserou a mudança na aparência do sólido depositado nas paredes internas do mesmo# plicar o 'ue ocorreu# ?oi adicionado um pouco de %gua ao cadinho e laado, também com %gua, as paredes do bé'uerD o p- das soluç)es

obtidas foram medidas e comparadas#

(6)

9#9#1. Missoleu*se uma pe'uena 'uantidade de nitrato de pot%ssio em %gua e adicionado ",00 ml de hidróido de sódio a "04 +mJ. e alguns fragmentos de (inco met%lico# ?oi a'uecida a solução e o recipiente tampado imediatamente com um idro de relógio contendo um papel de tornassol aderido na parte inferior#

6.5 A,-) )9*4&' *) 7*) &'(7).

9#5#1. :olocou*se 0,50 g de (inco em um tubo de ensaio e 0,50 g de cobre em outro tubo de ensaioD adicionou*se um dos tubos, !,00 ml de %cido nítrico a 104 +J.#

9#5#!. O eperimento foi repetido, com %cido clorídrico a 104 +J., ao inés de %cido nítrico#

6. H*(3 *)3 )(');)3;4')3.

9#<#1. Missoleu*se em %gua uma pe'uena 'uantidade dos sais fosfato %cido de sódio, a-=O9, fosfato di%cido de sódio, a-!=O9, e fosfato de sódio, a"=O9# Meterminou*se o

p-das soluç)es#

5.

0 R3+'4*)3  D37+33-)

5.1 T3' * *&';74,-) p4(4 ) 4(3<&) =T3' * G+'>'?:

5#1#1. Ao adicionar o %cido sulf7rico, ao (inco met%lico, foi obserado uma eferescência, liberação de g%s e a perda do brilho do (inco met%lico# Ao adicionar a solução de arsênico de sódio foi obserada uma intensa eferescência com muita liberação de g%s# Hogo após a solução foi coberta com um papel filtro umedecido com solução de nitrato de prata# ?oi obserado o escurecimento do papel filtro e a formação de uma superfície brilhante#

1F R4,-) *) >&7) 8'7) 7)8 ) 7*) 3+;(7):

2+¿+ H ₂₍_g₎

+¿→ Zn₍¿_aq₎ Zn₍_s₎+2 H ¿

$F R4,-) *) &7) 8'7) 7)8 ) 4(3<&) * 3*):

3Zn(s) + Na3As2(aq) → Zn3As2(aq) + 3Na(aq)

• %F R4,-) *) 4(3<&) * >&7) 7)8 ) 7*) 3+;(7): Zn3As2(aq) + 3H2SO4(aq) → 2AsH3(g) + Zn3(SO4)3(aq)

• 6F R4,-) *4 4(3&4 7)8 ) &'(4') * P(4'4:

(7)

a reação do (inco met%lico com o %cido sulf7rico, foi liberado o g%s hidrogênio, causado pela redução dos íons -&_{, e o (inco ioni(ado, causando a perda de brilho do metal# Ao adicionar o}

arsênico, o mesmo foi redu(ido pelo (inco, reagindo com os íons de hidrogênios do %cido sulf7rico, formando o g%s arsina +AsH3), como é mostrado na reação 3. sse g!s

"#$erado, reag#% com a so"%ção de n#trato de &rata encontrada no &a&e" '"tro, onde os ons de &rata oram red%*#dos a &rata met!"#ca, &rod%*#ndo o esc%rec#mento do &a&e" e a s%&erc#e met!"#ca no &a&e", como &ode ser o$serado na reação 4.

5.$ @)(84,-) * +8 34 * 48&):

5#!#1. Ao passar o bastão de idro molhado com a solução de %cido clorídrico, na boca do frasco da solução de hidróido de amônio concentrado, foi obserado a formação de uma neoa branca, e o depósito de um solido branco no bastão#

• 1FR4,-): -9O-+ a') -!O & -3(g)



• $FR4,-): -"+g. + -:l+g.  -9:l+s.

:omo é obserado na reação 1, o hidróido de amônio se decomp)em em %gua e amônia gasosa# uando o bastão é passado próimo a boca do frasco da solução de %cido clorídrico, os gases 'ue se desprenderam das soluç)es reagem, formando um precipitado branco, o cloreto de amônio, um sal, como pode ser obserado na reação !#

5.% O'&,-) * P6O  P6O10  p()p(*4*3 *)3 )97*)3 * ;3;)():

5#"#1. Ao colocar fogo no fósforo no cadinho, foi obserado uma intensa produção de g%s branco, e faísca de fogo, ou sePa, a combustão do fósforo# Hogo em seguida o cadinho foi coberto

com um bé'uer# 1FR4,-):

!=!+s. & "O!+g. =9O<+s.

5#"#!. Após retirar o bé'uer do eperimento anterior, foi obserado na parede do bé'uer uma pe'uena formação de uma neoa esbran'uiçada# Ao ser laado o parede do bé'uer com %gua foi obtido p- Q !, e ao laar o cadinho foi obtido p- Q 1#

(8)

=9O<+s. & <-!O+l. 9-"=O"+a'.

Ao di(er 'ue o fósforo ermelho entrou em combustão, di(*se, sinonimamente 'ue ele foi oidado# Meido R 'uantidade limita de g%s oigênio dentro do tubo, o mesmo só conseguiu oidar o fósforo até 'ue ele atingisse o no &", formando assim o trióido de fósforo, como pode ser obserada na reação 1#

Ao adicionar %gua no trióido de fósforo e testar*se seu p- com fita indicadora uniersal, obtee*se p- Q !, indicando 'ue o meio estaa etremamente %cido# Heando*se a conclusão de 'ue a adição de %gua, noamente, desencadeou outra reação, uma reação de acidulação# 8sto deido ao fato de 'ue, em sua maioria, 'uando Punta*se com ametais o oigênio forma óidos de car%ter %cido 'ue 'uando submetidos ao contato com a %gua, reagem formando o %cido do respectio ametal constituinte do óido# este caso, o trióido de fósforo reagiu com a %gua formando o %cido ortofosforoso, como ser obserada na reação !#

5.6 R*+,-) * &'(4')3 8 8) 474&):

5#9#1. Ao a'uecer a solução de nitrato de pot%ssio e hidróido de sódio com (inco met%lico, foi obserado uma intenção liberação de g%s# O papel indicador de p- colocado na superfície do idro de relógio indicou p- Q 19#

1FR4,-): 2−¿ OH ¿4¿₍_aq₎ ¿ Zn¿ −¿+6 H ₂O₍_l₎ NH ₃₍_g₎+4¿ −¿+4Zn₍_s₎+7O H ₍¿_aq₎ NO₃¿₍_aq₎

essa reação, os íons de (inco foram oidados, e os íons de O" foram redu(idos a -",onde

o g%s de amônia ao entrar em contato com o papel indicador de p-, indicou um car%ter b%sico na reação#

5.5 A,-) )9*4&' *) 7*) &'(7):

5#5#1. Ao ser adicionado %cido nítrico ao tubo de ensaio 'ue continha (inco, ocorreu eferescência com liberação de g%s e a'uecimento# :om o cobre não foi obserada nenhuma reação#

1FR4,-):

(9)

5#5#!. Ao ser adicionado o %cido clorídrico ao (inco, liberação de g%s, a'uecimento da solução, e a diluição do metal# :om o cobre não foi obserada nenhuma reação#

$FR4,-): −¿ E °=+0,76V 2+¿+2e¿ Zn₍_s₎→ Zn¿ −¿→ H ₂₍_g₎ E °=0,00V +¿+2e¿ 2 H ₍¿_aq₎ 2+ ¿+ H ₂₍_g₎ +¿_{→ Zn} (aq) ¿ Zn₍_s₎+2 H ¿ E° = + 0,76V Zn(s) + 2 HCl(aq) ZnCl2(aq)+ H2(g)

O %cido nítrico é um ecelente oidante principalmente 'uando concentrado e a 'uente, os íons -"O&_{são oidantes, mas os íons O"}*_{são oidantes ainda mais fortes guando em solução}

%cida, como pode se obserado na reação 1# este caso o %cido nítrico por ser tão fortemente oidante também reagiria com o cobre se fosse utili(ado em sua forma concentrada#

O (inco tem grande poder redutor, reagiu com %cido clorídrico liberando g%s hidrogênio, sendo oidado R In !&_{, redu(indo os hidrogênios ioni(ados no %cido a hidrogênio gasoso conforme}

a reação !# S% o cobre não reagiu com o %cido clorídrico# =or ser um metal nobre, de moderado potencial redutor, ele não consegue deslocar, redu(ir os íons -& do %cido, mesmo se o %cido

clorídrico estiesse em sua forma concentrada# 5. H*(3 *)3 )(');)3;4')3.

5#<#1. ?oram encontrados os seguintes p- para as soluç)es dos ortofosfatosT

Cal p-encontrado

1* ?osfato %cido de sódio + a-=O9. 11

!* ?osfato di%cido de sódio + a-!=O9. 9 "* ?osfato de sódio + a"=O9. 10

1F R4,-):

!aO- & -"=O9 U a!-=O9 & !-!O

a!-=O9+s. & -!O U -!=O*9+a'.& O-+a'.*

$F R4,-):

aO- & -"=O9 U a-!=O9 & -!O

(10)

%F R4,-):

" aO- & -"=O9 U a"=O9 & " -!O

a"=O9+s. & -!O U -=O!*9+a'.& O-+a'.*

A solução de fosfato %cido de sódio possui um 6nion 'ue reage com a %gua para produ(ir o hidróido de sódio, uma base forteD e o íon fosfato -=O9!*_{'ue reage com %gua formando um}

c%tion 'ue é a base conPugada de um %cido fraco -"=O9, como pode ser obserada da reação 1# =or isso o p- dessa solução tem car%ter b%sico#

O fosfato di%cido de sódio também é obtido da neutrali(ação do %cido fosfórico com hidróido de sódio# este caso, o 6nion do sal tem característica %cida mais acentuada e em soluç)es a'uosas tente a liberar um próton para o meio, como resultante, a solução final é %cida, como é mostrado na reação !#

A solução de fosfato de sódio tem um 6nion 'ue reage com %gua para formar uma base forte o hidróido de sódio, além disso, possui o íon fosfato =O9 "*_{'ue reage com %gua formando}

um c%tion -=O!*9_{, como é mostrado na reação "# m conse'uência disso possui um p- ainda}

mais b%sico 'ue o fosfato %cido de sódio#

.0 C)&7+3-)

m suma, foi possíel obserar as características, a forma de obtenção e identificar alguns elementos do grupo 5 A da tabela periódica# Mando possibilidade também de sinteti(ar compostos de alguns elementos e estudar as propriedades de compostos de alguns elementos do grupo#

(11)

.0 R;(<&743 B)(;743

* FNOV, $heodore H#, - ugene HenaW, Sr#, Fruce # Frusten – Q+874J 4 7<&74 7&'(4, XY edição, Cão =auloT ditora =earson =ratice -all, !005##

(12)

* GOZH# Arthur 8srael# Q+874 A&4'74 +4&''4'24# $rad# Antônio Zimeno# 5# ed# re# por Z# Cehla# Cão =auloT Lestre Sou, 1X31#