Sintesis de compuesto con enlace N-N

SÍNTESIS DE UN COMPUESTO CON ENLACE NITRÓGENO-NITRÓGENO

• García Valdez Andrea
• Ramírez Díaz Víctor Daniel
• Vázquez Nava Ana Karla
• Vilchis Martínez Diego Ricardo

Objetivos

• Sintetizar una hidracina y estudiar las propiedades que tiene dicho compuesto.
• Utilizar sustancias para la identificación del producto resultante en base a las propiedades redox que este posea.

Procedimiento experimental.

En un matraz Erlenmeyer se añaden 10 mL de solución de amonio concentrada, 0.5 mL de solución de cola al 1% y 5 mL de Hipoclorito de sodio.

La solución se sometió a calentamiento a ebullición hasta que el volumen total contenido en el matraz no fuera mayor a 1/3 del volumen original. Una vez frío a temperatura ambiente se enfría con la ayuda de un baño de agua-hielo para obtener un precipitado, dicho precipitado se filtra y se seca.

Una vez seco el sólido obtenido se pesa y se fracciona en dos partes:

1. En un tubo de ensaye se añade una solución de KMnO4 (aproximadamente 3 mL) y se añade la primera fracción del precipitado obtenido, las observaciones se encuentran en el siguiente apartado de este informe.
2. En un tubo de ensaye se añade una solución de K2Cr2O7 (aproximadamente 3 mL) y se añade la primera fracción del precipitado obtenido, las observaciones se encuentran en el siguiente apartado de este informe.

Reacciones

NH4OH + NaClO              NaOH + NH2Cl + H2O[pic 3]

NH3 + NH2Cl + NaOH               N2H4 + NaCl + H2O[pic 4]

3 N2H4 + 2 KMnO4 + 2 H2SO4               3 N2 + 2 MnSO4 + K2 + 8 H2O[pic 5]

K2Cr2O7 + H2SO4 + N2H4            K2SO4 + N2 + 3 H2O + Cr2O[pic 6]

Cuestionario:

1. ¿Qué reacción es posible entre NH4OH y NaCl?

NH4OH + NaClO              NaOH + NH2Cl + H2O[pic 7]

1. Si el producto obtenido en la reacción 1 reacciona con NH3 que se encuentra en la solución ¿Qué obtendrá?

NH3 + NH2Cl + NaOH               N2H4 + NaCl + H2O[pic 8]

1. El producto sintetizado lo hizo reaccionar con un ácido diaprótico (H2SO4) y obtuvo un sólido blanco, ¿De qué compuesto se trata?

Sulfato de hidracina (NH2)2*H2SO4

1. Obtenga el rendimiento de su síntesis, tomando como reactivo limitante al NH4OH.

El rendimiento calculado fue de 0.3%, es consistente ya que si nuestro reactivo limitante estaba en un porción grande (10 ml) y se obtuvo menos de un gramo (0.057 g) se esperaba tener un rendimiento bajo.

1. Para caracterizar el compuesto obtenido utilizo disolución 0.1 M de KMnO4 escriba la reacción que se efectúa y anote sus observaciones.

3 N2H4 + 2 KMnO4 + 2 H2SO4               3 N2 + 2 MnSO4 + K2 + 8 H2O[pic 9]

Se observó efervescencia y se formó una capa final alrededor de este. Al ir agregando gradualmente el sólido la solución cambiaba de color hasta llevar a incolora.

1. Anote sus observaciones de la reacción de su compuesto obtenido con la disolución 0.1 M de K2Cr2O7

K2Cr2O7 + H2SO4 + N2H4            K2SO4 + N2 + 3 H2O + Cr2O4[pic 10]

Se observó efervescencia al agregar el producto.

1. ¿Qué estado de oxidación tiene el nitrógeno en el amoniaco?

El estado de oxidación en el amoniaco del N=3+

1. Que estado de oxidación tienen el nitrógeno en el compuesto obtenido por unión N-N?

El número de oxidación del nitrógeno en este compuesto es –2.

1. Por las reacciones de caracterización del compuesto. ¿Puede comprobar que hay un enlace N-N?

Sí, porque se puede observar la reducción de, por ejemplo, KMnO4 que cambia su coloración. Se observa efervescencia que nos indica desprendimiento de un gas N2, que es N-N que se está oxidando.

...