Práctica no. 11 y 12 “Síntesis de NOX y Reacciones con Cloro”

Práctica no. 11 y 12 “Síntesis de NOX y Reacciones con Cloro”

Hipótesis:

Sonia: El cloro actúa como un fuerte agente oxidante.

Viviana: Los Óxidos de Nitrógeno solubles en agua presentaran un carácter acido, al solvatarse como oxoaniones y reaccionando con los H+ del agua.

Discusión de resultados:

OBTENCIÓN DE NO(g):

La obtención de nitrógeno por el método de Mattson, Bruce fue relativamente rápida y se llevó a cabo realizando la siguiente reacción:

[pic 1]

Se obtiene el NO gaseoso, sulfato de sodio, sulfato férrico en solución acuosa (responsable del color negro en la solución) y agua en estado líquido; todo lo presente en estado líquido y acuoso se desechó en los residuos correspondientes. Posteriormente se lavó el  con agua, esto para eliminar distintas sustancias tanto gaseosas como líquidas que puedan contaminar el  , esto es posible debido a que el  es insoluble en agua.[pic 2][pic 3][pic 4]

Experimento 1:

En la conversión cualitativa de  a  se lleva a cabo la siguiente reacción:[pic 5][pic 6]

[pic 7]

Al obtener  previamente lavado en una jeringa, se jalo el embolo de manera que entrar aire del exterior, reaccionando  con el oxígeno del aire y produciendo   gas rojo pardo.[pic 8][pic 9][pic 10]

Experimento 2:

En la conversión cuantitativa de  a  se lleva a cabo la siguiente reacción:[pic 11][pic 12]

[pic 13]

Al obtener  previamente lavado en una jeringa, se conectó a una jeringa llena de  se le agrego cuantitativamente la mitad del volumen equivalente al volumen de   de ; no se observó ningún cambio de volumen en la jeringa que contenía el  , sin embargo, si se observó la transformación de  a  ; cambiando de color el gas contenido en la jeringa, esto debido a la ley de los volúmenes de combinación de Gay-Lussac la cual postula que en cualquier reacción química los volúmenes de todas las sustancias gaseosas que intervienen en la misma están en una relación de números enteros sencillos.[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20]

Experimento 3:

El  que es un gas café rojizo, se interconvierte en  que es un gas incoloro, en función de la temperatura; esto debido al equilibrio de la reacción y esto se explica con el principio de le Chatelier:[pic 21][pic 22]

(1)   (exotérmica)[pic 23]

(2)    (endotérmica)[pic 24]

Explicación: En la primera reacción (1), la reacción es exotérmica, debido a que involucra creación de un nuevo enlace y en la reacción 2 (en sentido contrario), es exotérmica esto debido a que pasar de producto a reactivos precisa de romper un enlace en el dímero, lo cual necesita de energía. Así pues, al aumentar la temperatura en la reacción 1, la reacción ocurrirá desde el producto al reactivo, favoreciéndose el reactivo; y si se disminuye la temperatura, la reacción ocurre del reactivo al producto favoreciéndose el producto.

Experimento 4:

Para comprobar sus propiedades acido-base de los óxidos de nitrógeno se llevó a cabo la siguiente reacción:

[pic 25]

A diferencia del el  es soluble en agua y al solubilizarse el  se solvata produciendo distintos tipos de oxoaniones , los cuales reaccionan con los protones del agua (H+); produciendo distintos tipos de ácido; por lo cual los óxidos de Nitrógeno solubles en agua tienen propiedades acidas, al producir oxoaniones que reaccionas con los protones del agua.  Al observar la reacción llevada a cabo además de observarse las propiedades ácido-base se observa la capacidad del nitrógeno para dismutarse en una reacción REDOX, es decir la capacidad del N de actuar como agente oxidante y como agente reductor al mismo tiempo en una reacción REDOX. [pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]

Experimento 5:

Para observar las propiedades REDOX del N, se llevaron a cabo las siguientes reacciones:

1. [pic 30]

Estado de oxidación del N:                Estado de oxidación en el Mn:

-Reactivos:

En el : 2+                                En el : 7+[pic 31][pic 32]

-Productos:

En el : 5+                        En el  : 4+[pic 33][pic 34]

Agente Reductor: Nitrógeno.                   Agente Oxidante: Manganeso.                  

En esta reacción se pudo observar como el nitrógeno actúa como agente reductor, sin embargo, depende de con que reactivos se haga reaccionar, ya que dependiendo de que sea lo más conveniente energéticamente hablando el nitrógeno actuara como Agente reductor o como Agente oxidante. En esta reacción al igual que en la del experimento cuatro se ven la formación de oxoaniones a partir de un óxido de nitrógeno a una solución acuosa, los cuales reaccionan con los protones disponibles.

1.  [pic 35]

Estado de oxidación del N:                Estado de oxidación en el I:

-Reactivos:

En el : 4+                         En el  1-[pic 36][pic 37]

-Productos:

En el : 2+                                En el   0 (neutro)[pic 38][pic 39]

En el : 5+[pic 40]

Agente Oxidante: Nitrógeno.                 Agente Reductor: Yodo.         

Agente Reductor: Nitrógeno.          

En esta reacción al igual que en la del experimento cuatro se ve la formación de oxoaniones a partir de un óxido de nitrógeno a una solución acuosa, los cuales reaccionan con los protones disponibles; además de que al llevarse a cabo la reacción llevada a cabo al igual que en el experimento cuatro, se observa la capacidad del nitrógeno para dismutarse en una reacción REDOX, es decir la capacidad del N de actuar como agente oxidante y como agente reductor al mismo tiempo en una reacción REDOX.

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