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GRUPO 15- FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS PROPRIEDADES GERAIS • Ocupam o grupo 15 de Tabela Periódica. • Algumas vezes está família é designada com pnictídeos ou ainda pnictogênios. • Como nos grupos anteriores o primeiro elemento da família difere dos restantes. • O caráter metálico cresce de cima para baixo no Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education grupo GRUPO 15- FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS Dentre os integrantes do Grupo N, P, As, Sb, Bi e Mc N e P são não metais, o As é um semimetal. Sb, Bi e Mc são metais. Cumpre observar que o nitrogênio não é muito reativo enquanto que o fósforo é reativo. O antimônio e o bismuto apresentam comportamento Capítulo 22 fracamente metálico © 2005 by Pearson Education GRUPO 15- FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS O moscóvio (Mc) foi oficialmente inserido no grupo 15 no 7° período da tabela periódica em dezembro de 2015. Para sintetiza-lo os pesquisadores russos usando um acelerador de partículas fizeram colidir um feixe ultrarrápido de cálcio contra um alvo de Amerício. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 GRUPO 15- FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS Quando estes núcleos atômicos colidiram, foi obtido um novo elemento químico contendo 115 prótons no núcleo e que foi batizado de moscóvio. O nome é em homenagem a capital russa, Moscou, vizinha da cidade em que foram executados parte dos experimentos. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 GRUPO 15 – FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 OS ELEMENTOS DO GRUPO 15 ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA ESTADOS DE OXIDAÇÃO Nitrogênio N [He]2s22p3 -III a +V Fósforo P [Ne]3s23p3 III V Arsênio As [Ar]3d104s24p3 III V Antimônio Sb [Kr]4d105s25p3 III V Bismuto Bi [Xe]4f145d106s26p3 III Capítulo V 22 © 2005 by Pearson Education GRUPO 15 – FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS • CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA • Todos os elementos deste grupo possuem 5 elétrons na camada de valência. • O Nox máximo de todos os elementos do grupo é cinco, correspondendo a utilização dos cinco elétrons de valência para formar ligações. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 GRUPO 15 – FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS • CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA • O efeito do par inerte cresce com o aumento da massa atômica. • Ocorrendo o efeito do par inerte a valência é igual a 3 e nesse caso apenas os elétrons “p” são usados para formar ligações. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 GRUPO 15 – FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS Características Gerais dos Elementos do Grupo 15 • Configuração eletrônica do orbital mais externo ns2np3. • Estado de oxidação mais comum -3. Outros estados de oxidação comuns -1, +1, +3 e +5. • A variação nas propriedades atômicas é muito impressionante. • As entalpias de ligação X-X não são confiáveis. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 GRUPO15 - FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS TABELA 2 – PROPRIEDADES DOS ELEMENTOS DO GRUPO 15 tripla © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 GRUPO 15 – FAMILIA DOS PNICTOGÊNIOS: PROPRIEDADES A explicação das propriedades dos elementos do grupo 15 e seus compostos é difícil, embora haja alguma similaridade comparativamente com os elementos dos grupos 13 e 14. Por exemplo, detecta-se também no grupo 15, o aumento do caráter metálico e da estabilidade dos estados de oxidação mais baixos à medida que descemos na coluna. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 GRUPO 15 – FAMÍLIA DOS PNICTOGÊNIOS:PROPRIEDADES ENERGIA DE IONIZAÇÃO No que concerne a energia de ionização elas diminuem apenas levemente entre o P e o As (um comportamente semelhante àquele entre o Al e o Ga e entre o Si o Ge). © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Propriedades do Dinitrogênio. • Gás incolor, inodoro, insípido, diamagnético constituído de moléculas de N2. • Não é muito reativo por causa da forte ligação tripla. • Exceção: a queima de Mg ou Li ao ar (78 % nitrogênio): 3Mg(s) + N2(g) Mg3N2(s) 6Li(s) + N2(g) 2Li3N(s) Mg3N2(s) + 6H2O(l) 2NH3(aq) + 3Mg(OH)3(s) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 NITROGÊNIO • Propriedades do Dinitrogênio • O primeiro elemento difere dos demais integrantes do grupo. • A molécula de N2 contém uma ligação tripla, com comprimento de 1,09 A. • A ligação tripla N=N é muito estável e sua energia de dissociação é muito alta (945,4 kJ / mol). © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 NITROGÊNIO • Propriedades do Dinitrogênio • Diversos estados de oxidação comuns (de -3 a +5). • Mais comum +5, 0 e -3 ( configuração eletrônica [He]2s22p3 ) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio TABELA 1 – OS ESTADOS DE OXIDAÇÃO DO NITROGÊNIO H4 © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Preparação do Dinitrogênio • O N2 é produzido pela destilação fracionada do ar. • O N2 também é obtido da oxidação da amônia com hipoclorito de cálcio, água de bromo ou CuO. 8NH3 + 3Br2 → N2 + 6NH4Br • Pequenas quantidades de N2 muito puro podem ser obtidas aquecendo-se cuidadosamente o azoteto de sódio. 2NaN3 → 3N2 + 2Na © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Reações do Dinitrogênio © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Compostos de Nitrogênio com Hidrogênio • A amônia é um dos compostos de nitrogênio mais importantes. • A amônia é um gás tóxico incolor com um aroma pungente. • No laboratório, a amônia é produzida pela reação entre o NaOH e um sal de amônio: NH4Cl(aq) + NaOH(aq) NH3(g) + H2O(l) + NaCl(aq) • A amônia é preparada comercialmente pelo processo de Haber. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Compostos de Nitrogênio com Hidrogênio A hidrazina, N2H4, contém uma ligação simples N-N. • A hidrazina (venenosa) é preparada pela reação entre a amônia e o hipoclorito: • 2NH3(aq) + OCl-(aq) N2H4(aq) + Cl-(aq) + H2O(l) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Compostos de Nitrogênio com Hidrogênio • A cloramina (NH2Cl), um produto venenoso, é um intermediário na reação mostrada anteriormente • A cloramina é produzida quando amônia caseira e alvejante são misturados. NH3(aq) + NaOCl(aq) © 2005 by Pearson Education NH2Cl(aq) + NaOH(aq) Capítulo 22 Nitrogênio Compostos de Nitrogênio com Hidrogênio HIDRAZINA © 2005 by Pearson Education METILHIDRAZINA Capítulo 22 Nitrogênio Compostos de Nitrogênio com Hidrogênio • A hidrazina pura é um líquido oleoso que explode quando aquecido: N2H4(l) + O2(g) N2(g) + 2H2O(g) H = -534 kJ Óxidos e Oxiácidos do Nitrogênio • Três óxidos comuns: N2O (gás hilariante, usado como um anestésico), NO (gás tóxico e incolor, pode ser preparado através da redução do HNO3 pelo Cu) e NO2 (gás amarelado, constituinte principal da névoa, e venenoso). © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Óxidos e Oxiácidos do Nitrogênio • Preparação: NH4NO3(s) NO2(g) + 2H2O(g) 3Cu(g) + 2NO3-(aq) + 8H+(aq) 3Cu2+(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l) 4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l) 4HNO3(aq) 4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l) (na presença de luz) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Óxidos e Oxiácidos do Nitrogênio • O processo de Ostwald é a rota comercial para a obtenção do HNO3 4NH3(g) +5O2(g) Pt 4NO(g) + 6H2O(l) 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) 3NO2(g) + H2O(l) 2HNO3(aq) + NO(g) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio • OBTENÇÃO DO HNO3 • Ela ocorre em 3 etapas: – oxidação da NH3 pelo oxigênio para formar NO (normalmente é usado um catalisador Pt); – oxidação do NO pelo oxigênio para formar NO2 (o NO que não reagiu é reciclado); – NO2 é dissolvido em água para formar ácido nítrico. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Óxidos e Oxiácidos do Nitrogênio • O nitrogênio desproporciona-se na produção de ácido nítrico: 3NO2(g) + H2O(l) 2H+(aq) + 2NO3-(aq) + NO(g) • O NO é um neurotransmissor muito importante (faz com que os músculos que recobrem os vasos sanguíneos relaxem). • Ácidos comuns: HNO3 (nítrico) e HNO2 (nitroso). • O ácido nítrico é um ácido forte. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Óxidos e Oxiácidos do Nitrogênio • O ácido nítrico concentrado oxidará a maior parte dos metais: NO3-(aq) +2H+(aq) + e- NO2(g) +H2O(l), E=0,79 V NO3-(aq) + 4H+(aq) + 3e- NO2(g) + 2H2O(l), E = 0,96V © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Nitrogênio Óxidos e Oxiácidos do Nitrogênio • O ácido nítrico (um ácido forte) é usado para a fabricação de fertilizantes (NH4NO3), remédios, plásticos e explosivos. • O ácido nitroso (um ácido fraco, Ka = 4,5 10-4) não é estável e desproporciona-se em NO e HNO3. • 3HNO2(aq) HNO3(aq) + 2NO(g) + H2O(l) © 2005 by Pearson Education 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Ocorrência, Isolamento e Propriedades do Fósforo • Existem vários alótropos do fósforo (12 formas foram descritas) como o vermelho e branco e o preto. • O fósforo branco é altamente reativo (reage espontaneamente com oxigênio ao ar). © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Ocorrência, Isolamento e Propriedades do Fósforo • Consequentemente, o fósforo branco é armazenado na água. • Se o fósforo branco é aquecido à 400C na ausência de ar, ele se converte em fósforo vermelho. • O fósforo vermelho é mais estável que o fósforo branco e normalmente não é armazenado sob água. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 A Molécula de Fósforo Branco – P4 O fósforo branco é uma molécula tetratômica. Ele é solúvel em benzeno, PCl3 e CS2 A menor estabilidade da forma branca provavelmente se Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education origina na tensão associada aos ângulos da ligação de 60° FÓSFORO VERMELHO ESTRUTURA DO FÓSFORO VERMELHO – Pn A estrutura do fósforo vermelho é polimérica. O fósforo vermelho é intermediário em reatividade entre os alótropos branco e preto. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 FÓSFORO VERMELHO O fósforo vermelho não é venenoso . Ele é insolúvel em solvente orgânicos. Não reage com álcalis aquosos e entra em combustão no ar acima de 520 K. O fósforo vermelho reage com halogênios, enxofre e metais. A reação do alótropo vermelho com halogênios, enxofre e metais é menos vigorosa do que a mesma reação da forma branca. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 FÓSFORO PRETO A forma termodinamicamente mais estável nas condições ordinárias é a do fósforo preto. O fósforo preto pode ser obtido aquecendo-se o fósforo branco a pressões elevadas. A estrutura do fósforo preto consiste em camadas em ziguezague de átomos de fósforo. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 FÓSFORO PRETO ESTRUTURA DO FÓSFORO PRETO – Pn – (polímero) No fósforo preto os átomos estão dispostos em planos dobrados. O fósforo preto é cineticamente inerte e não sofre combustão no ar, mesmo a 670K. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Haletos de Fósforo • O fósforo forma uma variedade de tri- e pentahaletos. • O mais importante: PCl3 usado em sabão, detergente, plástico e na produção de inseticida. • Preparação de haletos de fósforo: 2P(s) + 3Cl2(g) 2PCl3(l) • Na presença de cloro em excesso: PCl3(l) + Cl2(g) PCl5(s) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Haletos de Fósforo • Exceção: uma vez que o F2 é um oxidante forte, obtemos 2P(s) + 5F2(g) 2PF5(g) • Na presença de água a hidrólise ocorre facilmente: PF3(g) + 3H2O(l) H3PO3(aq) + 3HF(aq) PCl5(l) + 4H2O(l) H3PO4(aq) + 5HCl(aq) Oxi-Compostos de Fósforo • Os compostos de fósforo contendo oxigênio são extremamente importantes. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Óxidos de Fósforo © 2005 by Pearson Hexaóxido de Education tetrafósforo Capítulo 22 Decaóxido de tetrafósforo Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi • • • • Óxidos de Fósforo O óxido de fósforo(III), P4O6 é preparado através da reação de fósforo branco com ar. O óxido de fósforo(V), P4O10 é preparado através da reação de fósforo com excesso de oxigênio. O óxido de fósforo(V), P4O10 é também preparado através da oxidação do P4O6. No caso de ambos os óxidos de fósforo, os átomos de P ainda adotam a estrutra tetraédrica. (Isto é, os átomos de P se encontram nos vértices de um tetraedro.) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Oxoácidos de Fósforo • O óxido de fósforo(III), P4O6 produz ácido fosforoso, H3PO3 em água. • P4O6 ( s ) + 6H2O ( l ) → 4H3PO3 ( aq ) • O H3PO3 é um ácido diprótico fraco (o H ligado ao P não é ácido). • O óxido de fósforo(V), P4O10 produz ácido fosfórico, H3PO4. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Oxoácidos de Fósforo Quando se adiciona água ao P4O10 há produção de uma série de ácidos fosfóricos. P4O10(s) + 2H2O(l) → 4HPO3(s) Ácido Metafosfórico P4O10(s) + 6H2O(l) → 4H3PO4(aq) Ácido ortofosfórico © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Ácidos Polifosfóricos e Polifosfatos São conhecidos uma grande variedade de ácidos polifósforicos e seus sais os polifosfatos. Exs H4P2O7 - ácido dipolifosfórico ou difosfórico ou pirosfórico H5P3O10 – ácido tripolifosfórico ou trifosfórico H6P4O13 – Ácido tetrapolifosfórico ou tetrafosfórico Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi ARSÊNIO O semimetal arsênio tem 3 formas alotrópicas: O As cinza é estável a temperatura ambiente e tem aparência metálica, com camadas enrugadas de arsênio unidas por forças de London. O As amarelo consiste de moléculas As4 (Semelhantes ao fósforo branco) no estado gasoso. As preto é uma variedade instável e pouco conhecida. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi ARSÊNIO O As tem a maioria dos seus compostos nos estado +3 e +5. O estado +3 é representado pelo óxido As4O6 chamado de óxido de arsênio (III) ou óxido arsenioso. O As4O6 é o anidrido do ácido arsenioso H3AsO3 que existe somente em solução. Os oxo-sais do ácido arsenioso são os arsenitos. Um exemplo é o arsenito de sódio Na3AsO3 O Nox +5 do As é representado pelo óxido de arsênio (V) ou óxido arsênico, bem como pelo ácido arsênico e por seus sais os arsenatos. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi ARSÊNIO Óxido de arsênio (V): As4O10 Ácido arsênico: H3AsO4 Arsenato de potássio : K3AsO4 Hidrogenoarsenato de potássio : K2HAsO4 Dihidrogenoarsenato de potássio:KH2AsO4 © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi CARÁTER ÁCIDO-BASE DOS ÓXIDOS DO GRUPO 15 Comparando a natureza ácido-base dos óxidos do grupo temos: Os óxidos normais de N e P são fortemente ácidos. N2O3, N205, P4O6 e P4O10 Ós óxidos de As e Sb são anfóteros. As4O6, As4O10, Sb4O6, Sb4O10 O óxido de Bi é essencialmente básico. Bi2O3 e Bi2O5 Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Comparando Arsênio, Antimônio e Bismuto As, Sb e Bi sólidos podem ser encontrados em várias formas alotrópicas. Quando descemos no grupo 15 o estado de oxidação +3 torna-se mais favorável em relação ao estado +5. Logo Bi(V) é um agente oxidante forte. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi ANTIMÔNIO O Sb é um metal sólido. O Sb como o As exibe os alótropos cinza, amarelo e preto. O Sb cinza é um condutor elétrico fraco; os outros alótropos não são condutores Os Nox +3 e +5 são os mais importantes para o antimônio. O óxido de antimônio (III) é um anidrido anfótero, Dissolve-se em ácido formando [Sb(OH)2]+ © 2005 by Pearson Education e em bases formando [Sb(OH)4]- Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi ANTIMÔNIO O Nox +5 para o Sb é simbolizado pelo Sb2O5 ou óxido de antimônio (V) . O óxido de antimônio (V) é um anidrido ácido que se dissolve em base formando o íon antimonato [Sb(OH)6 ] - © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Outros Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi BISMUTO A química do Bi é quase exclusivamente a do estado +3. O Bi reage com o oxigênio para produzir o trióxido Bi(s) + 3O2(g) → 2Bi2O3(s) O Bi como a água se expande com a solidificação. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Obtenção dos Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi PREPARAÇÃO DO FÓSFORO O fósforo é obtido pela redução do fosfato de cálcio com C, num forno elétrico a 1400-1500ºC. Adiciona-se areia a mistura para remover o cálcio como uma escória fluída de silicato de cálcio. Isto feito separa-se o fósforo na forma de P4O10 e a seguir o C é utilizado para reduzir o P4O10 a fósforo elementar 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 → 6CaSiO3 + P4O10 P4O10 + 10C → P4 + 10CO © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Obtenção dos Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Preparação do Arsênio O arsênio é obtido industrialmente aquecendo-se arsenopiritas à cerca de 700ºC na ausência de ar. Nessas condições o As sublima. 4FeAsS → As4 + © 2005 by Pearson Education 4FeS Capítulo 22 Obtenção dos Elementos do Grupo 15: P, As, Sb, e Bi Preparação do Antimônio O minério mais importante de antimônio é a estibina. O metal é obtido por fusão com ferro Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FeS Preparação do Bismuto Bi2O3 + 3C → 2Bi + 3CO © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Estrutura e Propriedades do Óxido Nitroso ou Óxido de Dinitrogênio– N2O O N2O é um gás incolor estável e pouco reativo. Ele é um óxido neutro. O principal uso é do gás é como propelente em lata pressurizadas de Capítulo 22 © 2005de by chantilly. Pearson Education creme Ele é inodoro, insípido e não tóxico. Estrutura e Propriedades do Óxido Nítrico ou Monóxido de Nitrogênio - NO O NO é um óxido neutro e gasoso. Não é anidrido de nenhum ácido. É uma molécula ímpar e paramagnética. Nos estados líquido e sólido é Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education diamagnético porque se dimeriza formando o N2O2. Estrutura e Propriedades do Trióxido de Dinitrogênio – N2O3 O N2O3 , é um sólido ou líquido azul instável. É um óxido ácido sendo o anidrido do HNO2 . O N2O3 só é estável a baixas temperaturas. É Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education diamagnético Estrutura e Propriedades do Dióxido de Nitrogênio - NO2 O NO2 é um gás tóxico castanho avermelhado e paramagnético. O NO2 se dimeriza produzindo o N2O4 que é diamagnético e incolor. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Estrutura e Propriedades do Tetróxido de Nitrogênio – N2O4 O N2O4 é um anidrido misto, porque reage com á agua formando uma mistura de ácido nítrico e nitroso. Os gases NO2 e N2O4 são fortemente ácidos quando úmidos. É diamagnético © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Estrutura e Propriedades do Pentóxido de Dinitrogênio – N2O5 O N2O5 é um sólido incolor deliquescente, altamente reativo e sensível a luz. Ele é um forte agente oxidante sendo o anidrido do ácido nítrico. É diamagnético. No estado sólido consiste em íons + [©NO 2] e [NO3] Nitrato de nitrônio ou nitrato de nitrila Capítulo 22 2005 by Pearson Education Estrutura e Propriedades do Trióxido de Nitrogênio ou Radical Nitrato – NO3 O radical nitrato é formado pela reação do dióxido de nitrogênio com o ozônio. NO2 + O3 → NO3 + O2 O NO3 existe como um gás traço (0,1 a 1ppb) mas tem um papel crucial. Ele é altamente reativo sendo importante na química da atmosfera durante a noite. Durante o dia ele sofre fotólise entretanto à noite ele é a espécie oxidante predominante na superfície terrestre. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Estrutura e Propriedades do Ácido Hiponitroso ou Diazenodiol – H2N2O2 Representamos a seguir a decomposição do ácido hiponitroso ou diazenodiol H2N2O2 → N2O + H2O OH N=N HO O H2N2O2 é um ácido fraco e explosivo. A molécula do composto possui os isômeros cis e trans. O ânion derivado do ácido hiponitroso é o 22 © 2005 by Pearson hiponitrito [N2OEducation 2]2- Normalmente o ânion hipontrito atua comoCapítulo redutor. Estrutura e Propriedades do HNO2 O ácido nitroso e os nitritos são agentes oxidantes fracos. O ácido nitroso Capítulo 22 2005 by Pearson é ©um ácido fracoEducation e sofre desproporcionamento em solução. Estrutura e Propriedades do HNO3 O ácido nítrico é um ácido forte. Ele é um excelente oxidante principalmente quando concentrado e a quente reagindo com a maioria dos Capítulo 22 © 2005 by Education metais. AsPearson exceções são o Au e os metais do grupo da platina.(Ni,Pd,Pt) Estrutura e Propriedades do H3PO2 Ácido hipofosforoso ou fosfínico, é um ácido forte, possui 1 hidrogênio ionizável. É um agente redutor. Nox do P= 1+ ; Capítulo 22 © 2005 by Pearson pKa (1) = 1,24Education Estrutura e Propriedades do H3PO3 A estrutura do ácido fósforoso ou fosfônico. Possui 2 átomos de H ácidos. Os sais denominam-se fosfonatos. É altamente redutor. Capítulo 22 © 2005 pKa (1)by=Pearson 2,00 ; Education pKa (2) = 6,59 Estrutura e Propriedade do H3PO4 A estrutura do ácido fosfórico que possui 3 átomos de H ionizáveis. Capítulo 22 © 2005 pKa (1)by=Pearson 2,21 ; Education pKa (2) = 7,21 ; pKa (3) = 12,67 Estrutura e Propriedades do H4P2O6 Acido Hipodifosfórico ou hipofosfórico O ácido hipodifosfórico ou hipofosfórico possui 4 H ionizáveis. pKa (1)= 2,2; pKa (2) = 2,8 ; pKa (3) =7,3 ; pKa (4) = 10,0 Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education Estrutura e Propriedades do H4P2O7 Acido difosfórico ou pirofosfórico O ácido pirofosfórico ou dipolifosfórico possui 4 H ionizáveis. pKa (1)= 0,85; pKa (2) = 1,49 ; pKa (3) =5,77 ; pKa (4) = 8,22Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education Estrutura e Propriedade do Ácido Trifosfórico – H5P3O10 O ácido trifosfórico ou tripolifosfórico possui 5 H ionizáveis. pKa (1) = <0 ; pKa (2) = 0,89 ; pKa (3) =4,09 ; pKa (4) = 6,98Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education pKa (5) = 9,93 Estrutura e Propriedade do Íon Pirofosfato – [P2O7]4- O pirofosfato é o ânion derivado do ácido pirofosfórico. Sais típicos do pirofosfato são por exemplo Na2H2P2O7 , Na4P2O7 e Ca2P2O7. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Azida de Hidrogênio ou Ácido Hidrazoico A, azida de hidrogênio ou ácido hidrazoico é um líquido incolor. É ácido, com um pKa semelhante ao ácido ácético. O composto possui um odor irritante e repulsivo, além de ser extremamente venenoso. É altamente explosivo, produzindo hidrogênio gasoso e nitrogênio gasoso. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Os Sais de Azida • A azida de sódio, NaN3 é obtida reagindo-se amida de sódio fundida com N2O a uma temperatura de 460K • 2NaNH2 + N2O → NaN3 + NaOH + NH3 • A azida de sódio é utilizada no airbag dos automóveis. A sequência de reações é a seguinte: • NaN3 (s) → 2Na (l) + 3 N2 (g) • 10Na (l) + 2KNO3(s) © 2005 by Pearson Education → K2O(s) + 5Na2O(s) + N2(g) Capítulo 22 Os Sais de Azida • Ocorrem a seguir as seguintes reações para consumir o sódio metálico líquido e produzir um silicato inerte: • 10Na (l) + 2KNO3(s) → K2O(s) + 5Na2O(s) + N2(g) • K2O(s) + → K4SiO4(s) → Na4SiO4(s) • 2Na2O(s) SiO2(s) + SiO2(s) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 Os Sais Azida • A azida de chumbo (II) é importante como detonador. • A onda de choque produzida geralmente é suficiente para detonar um explosivo mais estável como a dinamite. • Pb(N3)2(s) → Pb (s) + 3N2(g) • São conhecidos diversos sais de azidas; as azida de Ag(I), Cu(II) e Pb(II) são insolúveis em água e explosivas. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 O Ânion Azida • O ânion azida é isoeletrônico ao dióxido de carbono e tem uma estrutura eletrônica idêntica. • N3- é uma base de Lewis forte (forma NH3 em água). • Apresentamos a seguir a principal estrutura de ressonância - do íon azida [N3] © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 USOS DO NITROGÊNIO • O nitrogênio é usado como um gás inerte para excluir oxigênio de alimentos acondicionados, fabricação de reagentes químicos, (amônia e cianamida de cálcio) • fabricação de metais e produção de aparelhos eletrônicos. • A decomposição do azoteto de sódio é usada para inflar “air-bags” © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 USOS DO NITROGÊNIO • O nitrogênio é fixado pela formação de NH3 (processo de Haber). • A NH3 é convertida em outros produtos químicos úteis (NO, NO2, nitritos e nitratos). • 2/3 do Nitrogênio é vendido como gás e 1/3 como nitrogênio líquido. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 USOS DO NITROGÊNIO • O ácido nítrico é usado para a fabricação de fertilizantes (NH4NO3), remédios, plásticos e explosivos. • Os nitritos são tóxicos, mas têm sido largamente usados em baixas concentrações para preservar a carne de porco e outras carnes. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 USOS DO ARSÊNIO, ANTIMÔNIO E BISMUTO O As metálico torna a liga Pb com outros metais mais dura. Pequenas quantidades de As são usadas para dopar semicondutores. O Sb é empregado em ligas de Sn e Pb. O Sb também é usado como camada protetora sobre aços para impedir a ferrugem. O Bi é usado em baterias, mancais, soldas e munição. O Bi é usado em equipamentos automáticos contra incêndios. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 USOS DO FÓSFORO Grandes quantidades de fosfatos são usadas em fertilizantes. • O P4O10 é usado como um agente de secagem por causa de sua afinidade com a água. • O ácido fosfórico é um dos ingredientes da Coca-Cola. • P4S3 é usado na fabricação de fósforos de segurança. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22 USOS DO ARSÊNIO, ANTIMÔNIO E BISMUTO Os compostos de bismuto são utilizados no tratamento da sífilis e certos tipos de tumores. O principal uso dos compostos de bismuto é no tratamento de distúrbios gastrointestinais. Há necessidade de novos estudos para se descobrir como os compostos de bismuto funcionam como bacteridas. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22
