UNIVERSIDAD PEDAGOGICA NACIONALFACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGASISTEMAS INORGANICOS INITROGENO Y FOSFORO

OBJETIVOS

Observar las diferencias entre el fsforo rojo y el fsforo blanco. Identificar productos de reaccin que se dan con algunos compuestos de nitrgeno. Observar e identificar propiedades del nitrgeno y el fsforo.

FUNDAMENTO TEORICO

FOSFOROEl fsforo, al igual que ocurre con el S, se presenta en varias formas alotrpicas. Sus propiedades (aspecto e incluso reactividad) varan sustancialmente de unas a otras. Todas ellas contienen enlaces sencillos PP.Fsforo blancoEl fsforo blanco fue la sustancia que obtuvo H. Brandt.PropiedadesEs una sustancia molecular, constituida por molculas de P4en las que los tomos de P se disponen de forma tetradrica

Al ser un slido molecular los puntos de ebullicin y fusin (44C y 280C, respectivamente) son bajos. El slido tiene elevada presin de vapor y tiene un aspecto como de cera.Es blando y soluble en disolventes no polares (CS2) o poco polares (el rojo y el negro no lo son). Es insoluble en agua. Se almacena bajo ella para prevenir su oxidacin (las otras formas son estables en contacto con el aire).Es muy txico (dosis letal 0.1 g). Provoca necrosis de la mandbula y una muerte lenta y dolorosa. No se debe permitir su contacto con la piel.El xido se forma en un estado electrnicamente excitado y es cuando los electrones decaen a su estado fundamental cuando se emite luz (fosforescencia).P4(s) + 5 O2(g)P4O10(s)El fsforo blanco se obtiene por reduccin de fosfato clcico con carbn, utilizndose el dixido de silicio para capturar el Ca en forma de silicato clcico. La reduccin con carbn requiere una elevada temperatura a pesar de que la reaccin es exotrmica (DH=-3060 kJ).2 Ca3(PO4)2(s) + 10 C (s) + 6 SiO2(s)1500 CP4(g) + 10 CO (g) + 6 CaSiO3(l)Por qu existe el P4y no el N4?Argumento termodinmicoA partir de la tabla de energas de enlace podemos calcular las variaciones entlpicas asociadas a los procesos de formacin de ambas molculas que claramente favorecen la formacin del P4frente a la del N4.2P2(g)P4(g) DHo= -220 kJ mol-12N2(g)N4(g) DHo= 930 kJ mol-1Argumento EstricoLas tensiones estricas, ya grandes en el P4, aumentaran en el N al ser este ms pequeo.Fsforo rojoSi calentamos (270-300C) el fsforo blanco en ausencia de aire se obtiene el P rojo. Es una sustancia amorfa, ms densa, ms dura, con un punto de fusin mucho mayor (600C).Es menos txica y reactiva que la forma blanca. Puede ser almacenada en presencia de aire sin que reaccione con l.Est formado por redes tridimensionales con cada tomo de fsforo en un entorno piramidal. Debido a ello el fsforo rojo es insoluble y su temperatura de fusin es mayor (600oC) que la del blanco.La densidad del fsforo rojo tambin es mayor que la del blancoReactividadEs termodinmicamente ms estable que el P4y, por tanto, menos activo desde un punto de vista qumico. Arde en contacto con el aire slo si calentamos a temperaturas aproximadas de 400C. No hay peligro de combustin al aire en condiciones normalesCuando se calienta bajo presin (1.2 GPa) se forma una variedad negra (fsforo negro), ms densa y an menos reactiva con estructura tridimensional. Es la forma alotrpica ms estable termodinmicamente. Tiene propiedades de semiconductor. Estructuralmente recuerda al grafito.P4(blanco)(300 C)P rojo(200C,12000 atm)P negro

NITROGENOElnitrgenoesungas no txico, incoloro, inodoro e inspido. Puede condensarse en forma de un lquido incoloro que, a su vez, puede comprimirse como un slido cristalino e incoloro. El nitrgeno aparece en dos formas isotpicas naturales; artificialmente se han obtenido cuatro istopos radiactivos. Tiene un punto de fusin de -210,01C, un punto de ebullicin de -195,79C y una densidad de 1,251g/l a 0C y 1 atmsfera de presin. Su masa atmica es 14,007.Seobtienedelaatmsfera haciendo pasar aire por cobre o hierro calientes; el oxgeno se separa del aire dejando el nitrgeno mezclado con gases inertes. El nitrgeno puro se obtiene por destilacin fraccionada del aire lquido. Al tener el nitrgeno lquido un punto de ebullicin ms bajo que el oxgeno lquido, el nitrgeno se destila antes, lo que permite separarlos.Elnitrgenoconstituye cuatro quintos (78,03%) del volumen del aire. Es inerte y acta como agente diluyente del oxgeno en los procesos de combustin y respiracin. Es un elemento importante en la nutricin de las plantas. Ciertas bacterias del suelo fijan el nitrgeno y lo transforman (por ejemplo, en nitratos) para poder ser absorbido por las plantas, en un proceso llamado fijacin de nitrgeno. En forma de protena es un componente importante de las fibras animales. El nitrgeno aparece combinado en los minerales, como el salitre (KNO3) y el nitrato de Chile (NaNO3), dos importantes productos comerciales.Secombinaconotroselementos nicamente a altas temperaturas y presiones. Se hace activo sometindolo a una descarga elctrica a baja presin, combinndose con metales alcalinos para formar azidas; con vapor de cinc, mercurio, cadmio y arsnico para formar nitruros, y con numerosos hidrocarburos para formar cido cianhdrico y cianuros, tambin llamados nitrilos. El nitrgeno activado se vuelve nitrgeno ordinario apenas en un minuto.Enestadocombinado,interviene en muchas reacciones. Son tantos los compuestos que forma, que el qumico estadounidense Edward Franklin elabor un esquema de compuestos que contienen nitrgeno en lugar de oxgeno. En compuestos, el nitrgeno aparece con todas las valencias que van de -3 a +5. El amonaco, la hidracina y la hidroxilamina son ejemplos de compuestos en los que la valencia del nitrgeno es -3, -2 y -1, respectivamente. Los xidos del nitrgeno son un ejemplo de compuestos en los que el nitrgeno tiene todas las valencias positivas.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALANEXO EN LOS PREINFORMES

CUESTIONARIO

1. Realizar las ecuaciones de reaccin de los procedimientos. 2. Hallar el porcentaje de rendimiento en la recoleccin N2 sobre agua. 3. Realizar un cuadro comparativo de las propiedades de las dos formas alotrpicas del fosforo usadas en la prctica

ALOTROPOS DEL FOSFORO

FOSFORO BLANCO O AMARILLO FOSFORO ROJO

es muy toxicouno de los enlaces de la estructura tetradrica del fosforo blanco se rompe para unirse a una unidad vecina por tanto el fosforo rojo es un polmero

es una molcula tetratmica

es una sustancia muy reactivasu punto de fusin es alrededor de 600 C

arde de manera vigorosa en el aire para dar daca xido de tetra fsforo P4 + 5 O2 ---- P4O10

funde a 44 C

es insoluble en disolventes que forman puentes de hidrogenoes insoluble en todos los disolventes

es muy soluble en disolventes orgnicos no polares como el di sulfuro de carbono

es el menos estable termodinmicamentees de mayor estabilidad termodinmicamente

4. Qu efecto tiene el calor sobre los nitratos metlicos?

TABLAS Y RESULTADOS1. diferencia entre fosforo rojo y fosforo blancoP4 + H20 ----> PH3 + H2PO2OBSERVACION: Al mezclar fosforo blanco y agua no se observo ningn tipo de reaccin.

OBSERVACION: al mezclar el fosforo rojo y el fosforo blanco; sentimos un olor ftido y no hubo reaccin aparente

2. Recoleccin de N2 en aguaPresin: 564 mmHgTemperatura: 18 CHumedad relativa: 52NH4Cl + NaNO2=2H2O + N2+ NaCl0,209 0,2310

VOLUMEN DEZPLAZADO: 146 ML (experimental)

3. 2 Cu + 6 HNO3 ---> 2 Cu(NO3)2 + 2 NO +1/2 O2 + 3 H2O 0,503g [ ]OBSERVACION: burbujea y forma un precipitado rojo Cu + HNO3 ------- DiluidoOBSERVACION: forma capas ms dispersasFeSO4 + H2SO4ACIDO SULFURICO CONCENTRADO SULFATO FERROSO

------ ACIDO NITRICOOBSERVACION: Es una reaccin exotrmica y se formo un anillo caf

CONCLUSIONES