Produccion Nitrato de Amonio

8/13/2019 Produccion Nitrato de Amonio

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Cmo motivar a los estudiantes mediante actividades cientficas atractivas

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SNTESIS DEL XIDO NITROSO

Rafael Alcaiz JaimeFrancisco Sanjun Pastor

COLEGIO PO XIIValencia

Introduccin:

La medicina, y ms concretamente la odontologa, sufrieron una verdaderarevolucin a partir de 1850 con el descubrimiento del poder anestsico del xido nitroso(N2O). El xido nitroso fue preparado por primera vez por Joseph Priestley en 1776, si bienno se conocieron ni estudiaron sus propiedades hasta bien adentrado el siglo XIX. Fueempleado en espectculos de circo con el nico fin de producir en algn voluntario delpblico estados pasajeros de hilaridad y desinhibicin. En 1844, al salir de unarepresentacin del famoso circo Barnum en la ciudad de Boston, un dentista norteamericanollamado Horacio Wells observ a un sujeto en pleno ataque de risa que tropez con unasilla y se lastim seriamente una pierna sin mostrar ningn tipo de reaccin dolorosa. Al dasiguiente, el dentista le pidi a un colega que le extrajera una muela bajo los efectos del

xido nitroso, extraccin que se produjo sin dolor.Mediante los siguientes diseos experimentales abordaremos la sntesis del xido

nitroso en dos pasos: primero, a travs de una neutralizacin cido-base, partiendo de cidontrico y amoniaco obtendremos nitrato de amonio. Despus, a travs de la termlisiscontrolada del nitrato de amonio obtendremos el gas deseado.

Objetivos:

Reconocer el nitrato de amonio, tras consultar sus propiedades fsicas y qumicas,como una sustancia clave para sintetizar xido nitroso.

Reconocer el cido ntrico y el amoniaco como sustancias claves para obtenernitrato de amonio utilizando una reaccin de neutralizacin.

Utilizar del concepto cido-base de Brnsted-Lowry para explicar la neutralizacindel cido ntrico con amoniaco.

Identificar una sustancia pura a travs de su punto de fusin. Utilizar el bao de aceite para conseguir temperaturas superiores a 100C de modo

controlado.

Descomponer una sustancia mediante termlisis controlada. Usar una probeta invertida para recoger un gas sobre agua.


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Obtener una cantidad apreciable (10-20 mL ) de xido nitroso. Aprender a trabajar en el laboratorio y apreciar el orden, la limpieza y el rigor al

trabajar en el mismo.

Relacin del tema propuesto con el currculo del Curso:

Hemos preparado esta prctica motivadora para que la realicen nuestros alumnos/as deQUMICA DE 2 DE BACHILLERATO. La prctica toca detalles de casi todas lasunidades didcticas de esta asignatura:

Estructura de la materia (tema 3), pues en la prctica observamos un cambio deestado, una descomposicin heterognea y adems trabajamos con sustancias entodos los estados de agregacin.

Enlace qumico (tema 5), ya que utilizamos nitrato de amonio, ejemplo desustancia inica formada por un catin y un anin cuyos tomos se enlazanmediante enlaces covalentes y enlaces covalentes coordinados.

Disoluciones, estequiometra, formulacin y nomenclatura (tema 0) porquetrabajamos con disoluciones, promovemos reacciones qumicas y para elloempleamos sustancias qumicas que se formulan y nombran.

Termoqumica (tema 6), ya que la neutralizacin del cido ntrico con amoniaco esuna reaccin exotrmica y la descomposicin trmica del nitrato de amonio es unareaccin endotrmica.

Introduccin a la qumica industrial y qumica medioambiental (temas 4 y 11), yaque usamos la sntesis industrial del nitrato de amonio que es un fertilizante yexplosivo muy importante, adems el xido nitroso, adems de utilizarse comoanestsico y combustible es un gas productor de efecto invernadero.

Reacciones de transferencia de protones (tema 9) ya que concepto cido-base deBrnsted-Lowry es necesario para comprender la neutralizacin del cido ntricocon amoniaco

Breve descripcin del proyecto:

El proyecto que vamos a realizar podra encuadrarse dentro de los puntos 2 3vistos durante el curso: Recreacin de experimentos histricos o transformacin deprcticas corrientes en prcticas motivadoras (en el siguiente punto comentaremosampliamente por qu creemos que es una prctica motivadora).

En este proyecto, nuestros alumnos/as abordarn la sntesis de un gas anestsico,conocido como gas de la risa, partiendo de cido ntrico y de amoniaco. Realizarn unaneutralizacin cido-base, en un matraz erlenmeyer y sobre un bao de hielo picado yobtendrn nitrato de amonio, que aislarn y dejarn secar. Despus, calentando el nitrato deamonio sobre un bao de aceite de girasol realizarn la termlisis controlada del nitrato de


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amonio obteniendo el xido nitroso, que recogern sobre agua. Durante el calentamiento,que ha de ser lento, tendrn tiempo para experimentar con las disoluciones de nitrato de

amonio, observando cmo puede disminuir la temperatura muy por debajo de 0C. Tambincomprobarn que la solubilidad del nitrato de amonio es altsima y que aumenta con latemperatura. Adems vern cmo ir aumentando la densidad de la disolucin, hastaconseguir que floten cuerpos que antes se hundan en el agua.

El proyecto se ha estructurado en cuatro sesiones, si bien, la tercera sesin seincluir dentro de la realizacin de la cuarta.

Primera sesin: Documentndose con Internet (1 h)

Los alumnos/as comenzarn completando un cuestionario inicial. Lo harn porparejas, pues necesitarn consultar en Internet. Esta primera parte la realizarn en el aula deinformtica y contarn con acceso a Internet.

A los 45 minutos, se les cortar el acceso y se les pasar el cuestionariomotivador, que respondern individualmente.

Segunda sesin: Obtencin del nitrato de amonio (1 h)

Los alumnos/as realizarn una neutralizacin cido-base, en un matraz erlenmeyer ysobre un bao de hielo picado y obtendrn nitrato de amonio, que aislarn y dejarn secar.

Tercera sesin: Algunas propiedades del nitrato de amonio (1 h)

Durante el calentamiento (cuarta sesin), tendrn tiempo para experimentar con lasdisoluciones de nitrato de amonio, observarn cmo puede disminuir la temperatura muy

por debajo de 0C. Tambin comprobarn que la solubilidad del nitrato de amonio esaltsima y que depende de la temperatura. Adems vern cmo ir aumentando la densidadde la disolucin, hasta conseguir que floten cuerpos que antes se hundan en el agua.

Cuarta sesin: Obtencin del xido nitroso (N2O) (2 h)

Calentarn el nitrato de amonio sobre un bao de aceite de girasol y realizarn sutermlisis controlada obteniendo el xido nitroso, que recogern sobre agua.

Por qu pensamos que es un proyecto motivador:

En qu se diferencia nuestra propuesta de una prctica tpica de laboratorio?

En primer lugar, pensamos que no es una prctica tpica ya que, para madurar la ideay buscar informacin en libros de prcticas de qumica, fuimos a la Biblioteca de laFacultad de Ciencias (Burjasot) no encontrando ninguna prctica descrita que nospermitiera obtener xido nitroso.

En segundo lugar, hicimos una bsqueda exhaustiva en internet y slo obtuvimosinformacin fsica y qumica del nitrato de amonio y del propio xido nitroso. De susntesis slo aparece que se obtiene por termlisis controlada del nitrato de amonio,tambin aparece que resulta peligroso no controlar la temperatura en la termlisis pues elnitrato de amonio es un explosivo potencial. Por ltimo tambin se comenta que el xido


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nitroso fue descubierto por Priestley en 1776. En ningn momento se describe unprocedimiento experimental, para desarrollar la prctica en el laboratorio con alumnos. Aspues el procedimiento experimental que vamos a seguir es nico, ya que est diseado pornosotros. Hemos trabajado nosotros en el laboratorio para describirlo de un modo sencillo yseguro para nuestros alumnos/as.

En tercer lugar creemos que nuestra propuesta no es una prctica tpica, ya que esuna sntesis que implica dos sesiones prcticas consecutivas. Utilizarn como reactivo parala segunda reaccin el producto que han obtenido en la primera. Ser la primera vez quenuestros alumnos realizarn un anlisis retrosinttico. Adems dispondrn de una sesininicial en la que los alumnos/as trabajarn en el aula de informtica y darn respuesta alcuestionario motivador inicial.

Por ltimo, en cuarto lugar, creemos que no es una prctica tpica de laboratoriopues podramos encuadrarla dentro del tipo experiencia clsica ya que Priestley la realiza

en 1776, antes del descubrimiento de las leyes ponderales de la qumica, todava en vigor lateora del flogisto.

Cmo pensamos motivar a los alumnos?

De entrada decir que nosotros, que estamos preparando esta experiencia, estamosmuy implicados y motivados realizando la misma y que esta motivacin la contagiamos anuestros alumnos. No hay nada mejor para motivar que despertar en el otro tu propioentusiasmo. Un detalle que muestra el grado de expectacin generado en nuestros alumnoses que los alumnos de primero de bachillerato saben que vamos a sintetizar el gas de la risay ninguno de nosotros les damos clase.

Como sesin inicial los alumnos/as trabajarn en el aula de informtica por parejas

y darn respuesta a un cuestionario inicial. Hemos desarrollado esta sntesis de modo quenuestros alumnos podrn satisfacer su curiosidad con respecto cada una de las cuestionesque se les hemos formulado en el cuestionario.

Adems la sntesis propiamente dicha contiene al menos dos ingredientesmotivadores: en primer lugar los alumnos/as van a ser capaces de conseguir una sustanciaanestsica, van a ser capaces de conseguir un gas que puede alterar el estado de conciencia,conseguirn hacer gas de la risa, esto les resulta intrnsecamente motivador.

Por otro lado, el gran poder explosivo del nitrato de amonio hace que el desarrolloadecuado de la prctica pueda favorecer cierta tensin motivadora.

Adems, lograr una sustancia partiendo de otras ms comunes, utilizando unasecuencia sinttica que ha razonado el mismo alumno/a creemos que no slo resultarmotivador sino que incrementar la propia autoestima de nuestros alumnos/as y lespermitir estimular su imaginacin.

En esta prctica el alumno se dejar sorprender a travs de la observacin demuchos fenmenos, fsicos como cambios de estado, cambios trmicos, cambios dedensidad, dilatacin de gases, o qumicos como una neutralizacin cido-base o unadescomposicin trmica.

Nuestros alumnos experimentarn el lograr obtener una sustancia objetivo, y ellossern los verdaderos protagonistas de esa accin.

Nuestros alumnos se sentirn partcipes en el proyecto y podr aparecer hasta uncierto un grado de complicidad con nosotros.


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Creemos que para un estudiante de qumica, crear una nueva sustancia puede ser tanmotivador y tan gratificante como para un estudiante de msica es componer la mejor de lasmelodas.

Cuestiones iniciales (en el aula de informtica):

Qu es el bao mara?, a quin se le atribuye?, y el bao de aceite? Busca en la Wikipedia las propiedades fsicas y qumicas del nitrato de amonio. Qu es una reaccin de neutralizacin cido-base? De qu cido y de qu base habra que partir para obtener nitrato de amonio? Explica la reaccin de neutralizacin anterior utilizando el concepto cido-base de

Brnsted-Lowry. Podra explicarse con la teora de Arrhenius? Qu le sucede al nitrato de amonio al alcanzar los 170C?

Qu le sucede al nitrato de amonio cuando alcanza ms de 210C? El N2O, recibe muchos nombres, escribe algunos de ellos. Disea una secuencia de reacciones qumicas que nos permita obtener xido nitroso Por qu usaremos un bao de aceite para calentar el nitrato amnico? A qu temperatura comienzan a hervir (humear) los aceites de cocina habituales?

Cul o cules elegiras para esta prctica? Cmo se recoge un gas sobre agua? Explcalo utilizando un dibujo. Qu gas recogemos sobre agua por debajo de 210C?

Cuestiones previas y motivadoras para los alumnos:

Crees que puede existir agua, en forma lquida, por debajo de 0C ? Cmo funcionan las bolsas de fro instantneo? Crees que una disolucin acuosa puede tener ms soluto que disolvente? Por qu se flota mejor en el mar muerto que en el mar mediterrneo? Qu se entiende por anestsico? Qu es una sntesis qumica? Podramos llegar a sintetizar un anestsico? Qu es el gas de la risa?


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Descripcin detallada de cada sesin:

Primera sesin: Documentndose con Internet (1 h)Internet tiene un impacto profundo en el mundo laboral, el ocio y el conocimiento a

nivel mundial. Gracias a la web, millones de personas tienen acceso fcil e inmediato a unacantidad extensa y diversa de informacin en lnea.

Comparado a las enciclopedias y a las bibliotecas tradicionales, la web ha permitidouna descentralizacin repentina y extrema de la informacin y de los datos.

Esta primera sesin se realizar en el aula de informtica. Dispondrn de unordenador por cada pareja de alumnos/as y contarn con acceso a Internet.

Los alumnos/as comenzarn completando un cuestionario inicial. Lo harn porparejas, lo que les permitir intercambiar opiniones, ideas y dialogar.

Al final de la sesin, se les recoger el cuestionario inicial, se les cortar el acceso aInternet y se les pasar el cuestionario motivador, que respondern individualmente yentregarn a los profesores.

Segunda sesin: Obtencin del nitrato de amonio (1 h)El nitrato de amonio o nitrato amnico es una sal formada por iones de nitrato y de

amonio. Su frmula es NH4NO3.

Se trata de un compuesto incoloro e higroscpico, altamente soluble en el agua.

El nitrato de amonio es un producto no inflamable, por lo que un fuego a partir de

este es altamente improbable. Bajo circunstancias de calor extremo tender a

descomponerse trmicamente. Esta descomposicin puede ser explosiva.

El nitrato de amonio, adems de explosivo, se utiliza sobre todo como fertilizante

por su gran contenido en nitrgeno. El nitrato es aprovechado directamente por las plantas

mientras que el amonio es oxidado por los microorganismos presentes en el suelo a nitrito

o nitrato y sirve de abono de ms larga duracin.

El nitrato de amonio se obtiene por neutralizacin de cido ntrico con amonaco

tras la evaporacin del agua.


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Procedimiento

1. Utilizando una probeta de 100 mL tomar 761 mL de cido ntrico concentrado.2. Verter, utilizando un embudo pequeo, los 761 mL de cido ntrico concentrado

en un matraz aforado de 250 mL.

3. Lavar el embudo con agua destilada y enrasar.4. Utilizando la probeta de 50 mL tomar 318 mL de amoniaco concentrado.5. Verter, utilizando un embudo pequeo, los 318 mL de amoniaco concentrado

en un matraz aforado de 250 mL.

6. Lavar el embudo con agua destilada y enrasar.7. Poner en la bureta 50 mL de la disolucin 4 M, preparada de cido ntrico.8. Utilizando una probeta de 100 mL tomar 100 mL de la disolucin de amoniaco 2

M preparada e introducir en el matraz Erlenmeyer provisto de bao de hielo.

9. Aadir, gota a gota, agitando y evitando el aumento de temperatura la disolucinde cido ntrico sobre la disolucin de amoniaco.

Material y reactivos:

soporte con varilla, doble nuez y pinza matraz aforado de 250 mL y embudo bureta de 50 mL probetas de 100mL y de 50 mL matraz Erlenmeyer de 250 mL cido ntrico concentrado (HNO3) 60% masa, d = 1380 g/mL amonaco concentrado (NH3) 30% masa, d = 0892 g/mL agua destilada cristalizador con hielo picado guantes desechables y gafas protectoras

Normas de seguridad y eliminacin de residuos:

No se generan residuos. Las disoluciones de nitrato de amonio obtenidaspor todas las parejas se juntarn en un cristalizador grande que seproporcionar por los profesores al efecto.

El amoniaco concentrado desprende vapores irritantes por lo cual esnecesario manejar este producto en la vitrina de gases.

El cido ntrico concentrado es corrosivo, cido y oxidante. Debemanejarse con la debida precaucin (guantes desechables)

Evitar el efecto de posibles salpicaduras utilizando gafas de proteccin.


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Figura 1: Neutralizacin controlada del amoniaco con cido ntrico

10.Juntar las disoluciones de nitrato de amonio obtenidas en el cristalizador grande.11.Calentar a ebullicin, hasta reducir el volumen aproximadamente a la mitad y

dejar enfriar lentamente hasta el da siguiente.

12.Aislar los cristales de nitrato de amonio por filtracin y dejar secar.Explicacin

Una reaccin de neutralizacin es una reaccin entre un cido y una base. Cuandoen la reaccin participan un cido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal neutra y agua.

Mientras que si una de las especies es de naturaleza dbil se obtiene su respectiva especieconjugada y agua. As pues, se puede decir que la neutralizacin es la combinacin decationes hidrgeno y de aniones hidrxido para formar molculas de agua. Durante esteproceso se forma una sal. Las reacciones de neutralizacin son generalmente exotrmicas,lo que significa que desprenden energa en forma de calor.

En una reaccin de neutralizacin ocurre: cido + base sal + aguaPara obtener la sal nitrato de amonio ha de reaccionar el cido ntrico con el

amoniaco as: HNO3+ NH3 NH4NO3


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El amoniaco no es una base de Arrhenius, ya que no posee hidroxilos. Estaneutralizacin, sin embargo, puede explicarse con la teora de Brnsted-Lowry donde sedefine base como una especie capaz de captar los protones provenientes de un cido.

Para explicar esta neutralizacin a travs de la teora de Arrhenius puede utilizarseel hidrxido de amonio, as: HNO3+ NH4OH NH4NO3 + H2O

Tercera sesin: Algunas propiedades del nitrato de amonio (1h)

El nitrato de amonio o nitrato amnico (NH4NO3) es un compuesto incoloro e

higroscpico, altamente soluble en el agua. En esta sesin veremos algunas propiedades

sorprendentes de sus disoluciones.

Procedimiento

1. Pon unas gotitas de agua destilada en un cristalizador pequeo y coloca encimaun vaso de precipitados de 100 mL

2. Aade unos 20 mL de agua destilada en el vaso de precipitados de 100 mL.3. Ir aadiendo, poco a poco, mediante una esptula cantidades crecientes denitrato de amonio slido. Mientras tanto se debe estar agitando continuamente

para que esta sal vaya disolvindose.

4. Toma la temperatura a intervalos regulares de tiempo, o mantn el termmetrodentro mientras agitas.

5. Observars que el vaso se pega al cristalizador ya que se han congelado las gotasde agua que haba fuera.

6. Llena otro vaso con el mismo volumen de agua destilada.7. Introduce las arandelas de goma en sendos vasos y observa lo que ocurre.


vaso de precipitados de 100 mL pequeo cristalizador esptula, termmetro, y varilla de agitacin nitrato de amonio (NH4NO3) agua destilada (H2O) guantes desechables arandelas de goma

Normas de seguridad y eliminacin de residuos:

No se generan residuos. Las disoluciones de nitrato de amonio obtenidaspor todas las parejas se juntarn en un cristalizador grande que seproporcionar por los profesores al efecto.

Evitar posibles salpicaduras. El nitrato de amonio puede ser irritante. Debe manejarse con guantes.


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Explicacin

La ya alta solubilidad del nitrato de amonio en fro aumenta muchsimo con latemperatura. As, a 70 C, se disuelven alrededor de 400 g de esta sal en 100 g de agua, sinembargo a 100 C pueden disolverse ms de 800 g de esta sal en 100 g de agua.

El nitrato de amonio posee una entalpa de disolucin positiva. Al disolverse captaenerga del medio en forma de calor y por tanto va enfriando la disolucin. Se trata de unadisolucin muy endotrmica que permite obtener temperaturas por debajo de 0 C en muypoco tiempo. Por ello, si hay agua fuera del vaso congelar mientras que la disolucincontinuar en estado lquido.

Adems al aumentar la concentracin de las disoluciones de nitrato de amonio vaaumentando la densidad de la disolucin y podemos conseguir que floten cuerpos que antesse hundan en el agua.

Cuarta sesin: Obtencin del xido nitroso (2 h)La medicina, y ms concretamente la odontologa, sufrieron una verdadera

revolucin a partir de 1850 con el descubrimiento del poder anestsico del xido nitroso

(N2O). El xido de dinitrgeno, xido de nitrgeno (I), xido nitroso o muy popular gas de

la risa (N2O) es un gas incoloro con un olor dulce y ligeramente txico. Provoca

alucinaciones, un estado eufrico y en algunos casos puede provocar prdida de parte de

la sensibilidad y de la memoria humana. El xido nitroso fue preparado por primera vez

por Joseph Priestley en 1776. El qumico Humphry Davy descubri las propiedadesnarcticas de este gas en el ao 1799 en experimentos con su propio cuerpo, si bien no se

utilizaron ni estudiaron sus propiedades hasta bien adentrado el siglo XIX. Fue empleado

en espectculos de circo con el fin de producir en algn voluntario del pblico estados

pasajeros de hilaridad y desinhibicin. En 1844, al salir de una representacin del famoso

circo Barnum en la ciudad de Boston, un dentista norteamericano llamado Horacio Wells

observ a un sujeto en pleno ataque de risa que tropez con una silla y se lastim

seriamente una pierna sin mostrar ningn tipo de reaccin dolorosa. Al da siguiente, el

dentista le pidi a un colega que le extrajera una muela bajo los efectos del xido nitroso,

extraccin que se produjo sin dolor.


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Procedimiento

1. Sin poner el tapn, ni el tubo en S, preparar el montaje descrito en la figura 2.2. Aadir unos 300 mL de aceite de semillas de girasol en el vaso de precipitados

provisto de trpode, rejilla, y mechero Bunsen.

3. Introducir, mediante un embudo de slidos, nitrato de amonio en el tubo deensayo, hasta conseguir una altura de slido en el tubo de unos 3 a 5 cm

4. Aadir otros 300 mL de agua en el otro vaso de precipitados. Invertir la probetade 10 mL llena de agua (puede taparse con un taponcito o con el dedo).

Introducirla en el vaso con agua, sujetarla con la pinza y quitar el taponcito.


dos soportes con varilla, tres dobles nueces y tres pinzas dos trpodes con rejilla de amianto dos vasos de precipitados de 600 mL, de forma baja. un termmetro digital (-30 C 300 C) un tubo de ensayo de 100 mL (unos 3 cm de dimetro) un tapn de goma perforado y un tubo en S una probeta de 10 mL mechero Bunsen nitrato de amonio (NH4NO3) y esptula aceite de girasol agua (H2O)

Normas de seguridad y eliminacin de residuos: El aceite de girasol se recoger en una botella proporcionada al efecto por

los profesores. El nitrato de amonio fundido se dejar solidificar y sedisolver en una pequea cantidad de agua destilada. Estas disolucionesse juntarn en un cristalizador grande que se proporcionar por losprofesores con el fin de reutilizar el nitrato de amonio.

Evitar posibles salpicaduras de aceite caliente. No debemos permitir que la temperatura del aceite supere los 250 C.

Riesgo de explosin. El nitrato de amonio puede ser irritante. Debe manejarse con guantes.


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Figura 2: Montaje experimental para la termlisis controlada y recogida del N2O

5. Colocar el termmetro e iniciar el calentamiento. Regular el aire del mechero demodo que se obtenga una llama azulada y no amarillenta.

6. En este momento, y durante el calentamiento, podemos realizar la tercera sesin,comprobaremos de vez en cuando la temperatura, ya que alrededor de 170 Cobservaremos la fusin de esta sal.

7. A partir de 210 C observaremos como comienza a producirse la termlisis. Apartir de este momento colocaremos el tubito de salida de gases debajo de laprobeta para recoger nuestro gas.

8. Recuerda: No debemos permitir que la temperatura supere los 250 C.Explicacin

La termlisis es la reaccin en la que un compuesto se separa en al menos otros doscuando se somete a un aumento de temperatura. Los carbonatos se descomponen cuando secalientan, siendo una excepcin notable el propio cido carbnico, H2CO3. El cidocarbnico, que produce la efervescencia de los refrescos, latas de bebida y otras bebidascarbonatadas, se descompone con el tiempo (espontneamente) en dixido de carbono yagua.

H2CO3 CO2+ H2O


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Otros carbonatos se descomponen cuando se calientan produciendo elcorrespondiente xido de metal y dixido de carbono. En la siguiente ecuacin Mrepresenta un metal divalente:

MCO3MO + CO2

Un ejemplo concreto de esta descomposicin es la del carbonato de calcio:CaCO3CaO + CO2

Los cloratos de metal tambin se descomponen cuando se calientan originandocomo productos un cloruro de metal y oxgeno.

2 MClO32 MCl + 3 O2

Un ejemplo de esta descomposicin es la del clorato de potasio que transcurre comosigue:

2 KClO32 KCl + 3 O2

En nuestro caso el nitrato de amonio se descompone a partir de 210 C dando agua yxido nitroso:

NH4NO3 2 H2O + N2O

Como G = H - TS estos procesos de descomposicin, endotrmicos, sernespontneos, siempre que la entropa aumente, a partir de una cierta temperatura, en nuestrocaso a partir de 210 C.

Es a partir de esta temperatura cuando debemos comenzar a recoger el gas, puestodo lo anterior que burbujeaba y que podramos haber recogido habra sido aire ya que al iraumentando la temperatura se habra ido dilatando, expandindose y pasando por el tubo ala probeta invertida.

En la prctica hacemos hincapi en obtener una llama azulada, pues adems de daruna mayor temperatura no deposita tanta cantidad de carbn ennegreciendo el vaso deprecipitados y dificultando la observacin de la termlisis.

En el cuestionario inicial hemos preguntado por el aceite ideal para producir estadescomposicin, hemos preguntado por sus temperaturas de ebullicin (o humeo). Enprincipio cabra descartar a todos aquellos aceites que tuvieran temperaturas de humeoinferiores a 220 C como el aceite de oliva virgen (215 C). Tambin habra que descartar aaquellos que nos permitieran elevar la temperatura por arriba de 250 C para as conseguirdisear una prctica totalmente segura; as descartaramos al aceite de crtamo (265 C) o alaceite de aguacate (271 C). Sin duda, el aceite de girasol (246 C) cumple perfectamentelos requisitos y es el ms comn.

Anlisis del proyecto experimental:

1. Relacin pormenorizada del mtodo y los resultados obtenidos.Este proyecto lo han realizado los 14 alumnos/as de segundo de bachillerato que se

han matriculado en la optativa Qumica en el curso 2012/2013.Los alumnos respondieron el cuestionario inicial por parejas durante la primera

sesin. Como esta sesin se desarroll en horario lectivo, durante una hora de clase,asistieron todos. Por falta de tiempo, las sesiones prcticas (segunda, tercera y cuarta) seofrecieron, sin ningn tipo de obligacin, fuera del horario lectivo, consensuado el horario y


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las fechas con ellos/as. Estas sesiones las realizaron 12 alumnos/as de los 14. Se advirtique no se evaluara ni se premiara a los alumnos que asistieran, de modo que su asistencia,puede ser un indicador claro del grado de motivacin logrado:(86 %)

Las sesiones prcticas, segunda, tercera y cuarta se realizaron en el laboratorio portros, elegidos por ellos mismos.

Los objetivos experimentales propuestos: Identificar una sustancia pura a travs de su punto de fusin. Utilizar el bao de aceite para conseguir temperaturas superiores a 100C de modo

controlado. Descomponer una sustancia mediante termlisis controlada. Usar una probeta invertida para recoger un gas sobre agua. Obtener una cantidad apreciable (10-20 mL ) de xido nitroso. Aprender a trabajar en el laboratorio y apreciar el orden, la limpieza y el rigor al

trabajar en el mismo.se han cumplido al 100% en los 12 estudiantes, aunque no pensamos igual de los objetivostericos, que los cifraramos en un grado de cumplimiento del 60%:

Reconocer el nitrato de amonio, tras consultar sus propiedades fsicas y qumicas,como una sustancia clave para sintetizar xido nitroso.

Reconocer el cido ntrico y el amoniaco como sustancias claves para obtenernitrato de amonio utilizando una reaccin de neutralizacin.

Utilizar del concepto cido-base de Brnsted-Lowry para explicar la neutralizacindel cido ntrico con amoniaco.

sin embargo es lgico, ya que el tema dedicado a las reacciones cido-base (tema 9) no datiempo a verlo en clase hasta marzo. Podra haberse adelantado el tema, pero se prefiri que

consultaran ellos mismos en internet para hacerlos ms partcipes del proyecto.

2. Aporte de material grfico que soporte y documente la realizacin de la prctica.a. Primera sesin: Documentndose con Internet (1 h)

Imagen 1: Documentndose en Internet I Imagen 2: Documentndose en Internet II


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b. Segunda sesin: Obtencin del nitrato de amonio (1 h)

Imagen 3: Neutralizacin controlada del amoniaco con cido ntrico.

c. Tercera sesin: Algunas propiedades del nitrato de amonio (1 h)

Imagen 4: Disolucin endotrmica del nitrato de amonio (- 3.1 C)


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Imagen 5: La gota de agua se congela. Imagen 6: Densidades muy diferentes.

d. Cuarta sesin: Obtencin del xido nitroso (2 h)

Imagen 7: Montaje experimental termlisis controlada y recogida de gases.


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Imagen 8: Nitrato de amonio antes de alcanzar su temperatura de fusin.

Imagen 9: Nitrato de amonio despus de alcanzar su temperatura de fusin.

Imagen 10: Termlisis del nitrato de amonio Imagen 11: Recogida del xido nitroso (N2O)


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Imagen 10: Termlisis controlada del nitrato de amonio (243.9 C)

Anlisis de las respuestas de los alumnos/as:1. Crees que puede existir agua, en forma lquida, por debajo de 0C ?

INICIAL FINALBIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC

7 5 0 11 1 0

2. Crees que una disolucin acuosa puede tener ms soluto que disolventeINICIAL FINAL

BIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC3 7 2 10 2 0

3. Crees que una sustancia qumica es capaz de inhibir la sensibilidad?INICIAL FINAL


4. Crees que nosotros podramos sintetizar un anestsico en el laboratorio?INICIAL FINAL



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5. Cmo funcionan las bolsas de fro instantneo?INICIAL FINAL


6. Por qu se flota mejor en el mar muerto que en el mar mediterrneo?INICIAL FINAL


7. Qu se entiende por anestsico?INICIAL FINAL

BIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC

10 0 2 12 0 08. Qu es el gas de la risa? conoces ms nombres de esta sustancia?

INICIAL FINALBIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC

8 2 2 11 1 0

9. A travs de qu secuencia de reacciones sintetizaras un anestsico?INICIAL FINAL


10.Cmo recogeras un gas sobre agua? Puedes explicarlo con un dibujo.INICIAL FINAL


Conclusiones del proyecto:

1- El grado de consecucin de los objetivos, tanto de carcter experimental como decarcter terico superan el 80 %, tal y como hemos analizado anteriormente.

2- El proyecto ha resultado altamente motivador, ha sido una experiencia muyenriquecedora, se lo han pasado muy bien y han disfrutado aprendiendo.

3- Una vez realizada la prctica, los alumnos relacionan mejor los contenidos tericos.Esto puede utilizarse frecuentemente el aula ya que se les puede recordar ciertospasajes para introducir temas o conceptos nuevos.

4- Ha mejorado sustancialmente la forma de aprender de nuestros alumnos/as, de unaforma ms infantil y memorstica hacia una forma de aprender ms racional.

5- Sera conveniente que los alumnos/as realizaran ms prcticas como esta paraconsolidar hbitos de anlisis y razonamiento en otros temas del currculo.

Produccion Nitrato de Amonio

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