O documento discute propriedades e aplicações do nitrogênio e do oxigênio. O nitrogênio é encontrado em fertilizantes e explosivos e pode ser obtido através de processos como o processo de Haber-Bosch. O oxigênio é essencial para a vida e é amplamente utilizado na indústria de metais, enquanto o ozônio protege a atmosfera de raios UV.

1. Nitrogênio

2.  Abundância (salitres)
 Fertilizantes, explosivos,proteínas (aminoácidos)
 Gás inerte
 Obtenção:
NH4Cl + NaNO3 → NaCl + NH4NO2 + ∆ → N2 + 2H2O
4NH3 + 3Ca(OCl)2 → 2N2 + 3CaCl2 + 6H2O
2NaN3 + Δ → 3N2 + 2Na (airbag)
 Pouca reatividade (ligação N2 apolar ).Exceção: Li3N
 Ativação do N2 (+reatividade)

3.  Nº de coordenação(orbitais) = 4 (nao forma complexos)
 Ligações pπ – pπ fortes (diversos compostos)
 Principais compostos:
NH3 (amônia) e seus sais
N2H4 (hidrazina)
NH2OH (hidroxilamina)
Azotetos

4. Amônia (NH3)
 Gás incolor, tóxico
 NH3 + H2O → NH4+ + OH-
 NH3 e NH4 + ácidos = sais de amônio(fracamente ácidos)
 Propriedades doadoras = ligação coordenada
 NH3 líquido como solvente
 Reações:
NH4Cl + Δ → NH3 + HCl
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 3H2O (+calor)
NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O (identificação em lab.)
 Sais de Amônio
NH4Cl = pilhas,fundente de solda, obtido do estrume de Camelo
NH4NO3 = fertilizantes, causa explosões(++expansão) 2NH4NO3 → 2N2 + O2 + 4H2O
NH4ClO4 = agente oxidante em combustíveis de foguetes

5. Processo Harber - Bosch
 N2 + 3H2 → 2NH3 + Δ
 Nobel de Química
 Princípio de Le Chatelier = altas pressões e baixas temperaturas + catalisador
 Na prática = elevadas temperaturas (controle de NH3)
 Etapas:
1 – Obtenção de H2 e N2:
CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2O
4N2 + O2 + 2H2 → 4N2 + 2H2O
2 – Remoção de impurezas do catalisador:
CO + H2O → CO2 + H2
 Produtos da Amônia: explosivos,fertilizantes,ácidos,náilon e outros
compostos de N2
 Exagero nos fertilizantes = escoam para rios e lagos, danos ambientais e ao
homem

6.  Hidrazina (N2H4)
- Líquido covalente e fumegante, semelhante ao NH3
- Seus derivados são usados como combustível de foguete (Apollo 11)
- É uma base fraca,mas quando dissolvido em H2O,agente redutor forte
N2H4 + HX → N2H5+ + X- (base)
N2H4 + 2I2 → 4HI + N2
 Obtenção pelo processo Raschig
NH3 + NaOCl → NH2Cl + NaOH
2NH3 + NH2Cl → NH2NH2 + NH4Cl
 Produtos: plásticos propelentes, uso agrícola, tratamanto de água de caldeiras

7.  Hidroxilamina (NH2OH)
- Instável, se decompoem facilmente
- Sais tóxicos e fortes agentes redutores
NH2Oh + HCl → [NH3OH]+ + Cl-
- Obtenção a partir da redução de nitritos
NH4NO2 + NH4HSO3 + SO2 + H2O → [NH3O+]+HSO4- + (NH4)SO4
- Matéria-prima para a obtenção do nylon-6 (polimerização)
 Azotetos
- Altamente tóxico e irritante
- Explode quando aquecidos ou forte impacto. 2HN3 → H2 + 3N2
- Usados como detonadores de explosivos
- Otenção: borbulhamento do óxido nitroso gasoso
N2O + 2NaNh2 → NaN3 + NH3 + NaOh
- Íon N3- = 16é na camada de valência,4 desses formam ligações sigma

8. Óxidos de Nitrogênio
 N2O (óxido nitroso)
- Gás estável e pouco reativo, óxido neutron,obtenção de azotetos
- Obtenção: Nh4NO3 + Δ → N2O + H2O
-Usado em sorvetes (propelente) e na anestesia (“gás do riso”)
- Energias dos orbitais favorecem N-N-O
 Óxido Nítrico (NO)
- Gás incolor e estável, fabricação do ácido nítrico
- 11é na camada de valência = impossível emparelhar todos
- Reage com o Oxigênio: 2NO + O2 → 2NO2

9.  Sesquióxido de Nitrogênio (N2O3)
- Obtenção: 4NO + O2 → 2N2O3
- Óxido ácido, anidrido do ácido nitroso
N2O3 + H2O → 2HNO2
N2O3 + NaOH → 2NaNO2 + H2O
- Forma simétrica e assimétrica
 NO2 e N2O4
- NO2: tóxico, cor avermelhada,paramagnética e reativa
Obtenção: 2Pb(NO3)2 + Δ → 4NO2 + O2
NO2 se dimeriza = forma o N2O4, seus é desemparelhados se emparelham
- N2O4: anidrido misto. N2O4 + H2O → HNO3 + HNO2
Tal como o NO2, é fortemente ácido
Útil como solvente. ZnCl2 + N2O4 → Zn(NO3)2 + 2NOCl

10. Oxiácidos de Nitrogênio
 Ácido Nitroso (HNO2)
- Estável em soluções diluídas
- Agente oxidante fraco
- Obtenção de corantes: PhNH2 + HNO2 → PhN2Cl + 2H2O
- Aditivo de alimentos(botulismo)
 Ácido Nítrico (HNO3)
- Cor castanha, se decompõe na luz: 4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O
- Ácido forte, excelente oxidante, seus sais são solúveis em H2O
- Obtenção pelo processo Otswald(etapas): NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O
- Fabricação do Trinitrotolueno (TNT)

11. Aplicações do N e curiosidades
 Ureia: NH2CONH2 + 2H2O → (NH4)2CO3
 Petróleo: N2 nos reatores de craqueamento e refinamento
 Ciclo no N2: Bactérias fixadoras de N2 liberam nutrientes para o solo
 Haletos: NF3 = confecção de pão, insanidade nos cães
 NBr3 dissolvendo em I2 = não recomendado
 N2 líquido

12. OXIGÊNIO

13.  Obtido pela destilação fracionado do Ar, decomposição do KClO3
KClO3 → 2KCl + 3O2
 NOX = nunca menor que -2
 Especial = mais eletronegativo (mais iônico), orbitais pπ ligações duplas fortes
 Reage com praticamente todos os elementos
 Essencial a vida: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia
Hemoglobina: transporte de gases
 Uso constante na indústria metalúrgia (resfriamento e redução de óxidos)
 O2 e O3

14. Alotropia do Oxigênio
 O2
- Paramagnética
- O2 líquido = estado singlete (excitação da molécula por meio de um fóton) por
meio dos orbitais antiligantes π2py e π2pz = muito reativo
 O3
- Instável e se decompõe em O2
- Átomo central tem um par eletrônico isolado, os da extremidade tem 2
- 4 é formam ligações π

15. Química do Ozônio
 Diamagnético, odor característico
 Camada de O3 = protege contra raios UV
 Descarga elétrica sob o O2 (smog)
 Ação desinfetante contra microorganismos nocivos
 Decomposição = 2O3 → 3O2

16. Óxidos
 Óxidos normais
 Peróxidos (H2O2)
 Subóxidos
 Óxidos básicos (Na2O)
 Óxidos anfóteros (Al2O3),ácidos(Al2O3),neutros(N2O)
 Reações entre os óxidos(ΔG = determina se a reação é possível)
CaO + SiO2 → CaSiO3