Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo

Facultad de Ingeniera Qumica e Industrias AlimentariasAo del centenario de Machu Picchu para el Mundo

PROPIEDADES Y OBTENCION DEL NITROGENO

I.- FUNDAMENTO TEORICO

El nitrgeno es un elemento qumico, de nmero atmico 7, smbolo N y que en condiciones normales forma un gas diatmico (nitrgeno diatmico o molecular) que constituye del orden del 78% del aire atmosfrico. En ocasiones es llamado zoe antiguamente se us tambin Az como smbolo del nitrgeno. Tiene una elevada electronegatividad (3,04 en la escala de Pauling) y, cuando tiene carga neutra, tiene 5 electrones en el nivel ms externo, comportndose como trivalente en la mayora de los tomos estables que forma.

APLICACIONES

La aplicacin comercial ms importante del nitrgeno diatmico es la obtencin de amonaco por el proceso de Haber. El amonaco se emplea con posterioridad en la fabricacin de fertilizantes y cido ntrico.

Las sales del cido ntrico incluyen importantes compuestos como el nitrato de potasio (nitro o salitre empleado en la fabricacin de plvora) y el nitrato de amonio fertilizante.

Los compuestos orgnicos de nitrgeno como la nitroglicerina y el trinitrotolueno son a menudo explosivos. La hidracina y sus derivados se usan como combustible en cohetes.

El ciclo de este elemento es bastante ms complejo que el del carbono, dado que est presente en la atmsfera no slo como N2 (78%) sino tambin en una gran diversidad de compuestos. Se puede encontrar principalmente como N2O, NO y NO2, los llamados NOx. Tambin forma otras combinaciones con oxgeno tales como N2O3 y N2O5 (anhdridos), "precursores" de los cidos nitroso y ntrico. Con hidrgeno forma amonaco (NH3), compuesto gaseoso en condiciones normales.

Al ser un gas poco reactivo, el nitrgeno se emplea industrialmente para crear atmsferas protectoras y como gas criognico para obtener temperaturas del orden de 78K de forma sencilla y econmica.

ABUNDANCIA Y OBTENCION

El nitrgeno es el componente principal de la atmsfera terrestre (78,1% en volumen) y se obtiene para usos industriales de la destilacin del aire lquido. Est presente tambin en los restos de animales, por ejemplo el guano, usualmente en la forma de urea, cido rico y compuestos de ambos. Tambin ocupa el 3% de la composicin elemental del cuerpo humano. Se han observado compuestos que contienen nitrgeno en el espacio exterior y el istopo Nitrgeno-14 se crea en los procesos de fusin nuclear de las estrellas.

ISOTOPOSExisten dos istopos estables del nitrgeno, N-14 y N-15, siendo el primero que se produce en el ciclo carbono-nitrgeno de las estrellas el ms comn sin lugar a dudas (99,634%). De los diez istopos que se han sintetizado, uno tiene un periodo de semidesintegracin de nueve minutos (el N-13), y el resto de segundos o menos.

Las reacciones biolgicas de nitrificacin y desnitrificacin influyen de manera determinante en la dinmica del nitrgeno en el suelo, casi siempre produciendo un enriquecimiento en N-15 del sustrato.

EFECTOS DEL NITROGENO SOBRE LA SALUD

Las molculas de nitrgeno, en estado natural, se encuentran principalmente en el aire. En el agua y en los suelos el nitrgeno puede ser encontrado compuesto, en forma de nitratos y nitritos. Los humanos han cambiado radicalmente las proporciones naturales de nitratos y nitritos, mayormente debido a la aplicacin de estircoles que contienen nitrato. El nitrgeno es emitido en grandes cantidades por las industrias. A lo largo de la historia, se nota un incremento de la presencia de nitratos y nitritos en el suelo y en el agua como consecuencia de reacciones que tienen lugar en el ciclo del nitrgeno. Esto se refleja en un incremento de la concentracin de nitrgeno en las fuentes utilizadas para consumo humano, y por ende tambin en el agua potable.

Los nitratos y nitritos son conocidos por causar varios efectos sobre la salud humana. Estos son los efectos ms comunes[3] :

Tiene reacciones con la hemoglobina en la sangre, causando una disminucin en la capacidad de transporte de oxgeno por la sangre. (Nitrito)

Provoca la disminucin del funcionamiento de la glndula tiroidea. (Nitrato)

Ocasiona un bajo almacenamiento de la vitamina A. (nitrato)

Favorece la produccin de nitrosaminas, las cuales son conocidas como una de las ms comn causantes de cncer. (Nitratos y nitritos)

Desde un punto de vista metablico, el xido de nitrgeno (NO) es mucho ms importante que el nitrgeno. En 1987, Salvador Moncada descubri que ste era un mensajero vital del cuerpo para la relajacin de los msculos, y hoy se sabe que est involucrado en el sistema cardiovascular, el sistema inmunitario, el sistema nervioso central y el sistema nervioso perifrico. La enzima que produce el xido ntrico, la xido-ntrico sintasa, es abundante en el cerebro.Aunque el xido ntrico tiene una vida relativamente corta, se puede difundir a travs de las membranas para llevar a cabo sus funciones. En 1991, un equipo encabezado por K.E.Anderson del hospital universitario de Lund, Suecia, demostr que el xido ntrico activa la ereccin por medio de la relajacin del msculo que controla el flujo de sangre en el pene. La droga Viagra trabaja liberando xido ntrico para producir el mismo efecto.II.-OBJETIVOS.-

Obtener cido ntrico.

Verificar alguna s propiedades del NO2Obtener en el laboratorio por oxidacin cataltica del NH3III.- MATERIALES Y REACTIVO QUIMICOS.-

Materiales

Tubos de ensayo

Pinzas

Probeta

sulfidricadores

Mechero de bunsen

Esptula

Fsforos

Reactivos

Hidrxido de amonio

Cobre

Nitrato de plomo

cido ntrico

Yoduro de potasioIV.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Experiencia 1:

Calentar un rollo de cobre sobre el mechero bunsen y suspenderlo sobre una solucin de NH4OH concentrado, no produce la lluvia acida (SO2, NO) colocado en un tubo de ensayo produciendo una reaccin fuertemente exotrmica.

Hacer fundir el alambre de cobre de tal modo que gotas de cobre fundido verifican la coloracin de la solucin de amoniaco.

Reaccin:

NH4 (OH) (l) + Cu(s) Cu (OH) 2(s) + NH3 (g)Experiencia 2:

Calentar una pequea cantidad de nitrato de plomo, verificar el color que se forma y hacerlo burbujear en agua destilada. Observar y anotar la reaccin.

Reaccin:

Pb (NO3)2 NO2 + H2O HNO3Experiencia 3:

En Un Tubo de ensayo colocar pequeos trozos de alambre de cobre y agregar dos mililitro de cido ntrico concentrado, observar el colore de la solucin y que color de gas produce, anotar la reaccin

Reaccin:

Cu + HNO3 CuNO3 + H2Experiencia 4:

Hacer pasar NO2 a travs de una solucin incolora de KI, observar y determinar los resultados.

Hace pasar NO2 a travs de una solucin de KMnO4 y observar lo que produce.

Se calienta despus la solucin de permanganato de potasio, observar y determinar la reaccin.

Reaccin:

NO2 + KI KO + NO + INO2 + KMnO3 KO + NO + MnO2