Laboratorio NH3 y H3BO3

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Laboratorio Nº 8 
Preparación y propiedades de amoníaco y ácido bórico 
 
Objetivos 
a) Estudiar métodos de obtención de amoníaco y ácido bórico. 
b) Estudiar algunas de sus propiedades. 
Introducción teórica 
Se encuentran indicios de amoníaco en la atmósfera, y las botellas que contienen ácido clorhídrico se 
recubren de una capa de cloruro de amonio. El cloruro y el sulfato de amonio se encuentran en las 
regiones volcánicas, y el amoníaco acompaña al ácido bórico en los manantiales de Toscana (Italia). 
Existen sales de amonio en las plantas y animales (por ejemplo en la sangre y en la orina), en la sal 
gema, en el suelo y en las agua naturales (como nitrito y nitrato), y se forma amoníaco en la putrefacción 
de la materia orgánica. 
El ácido bórico también se puede obtener también de otros minerales, como el bórax y la boracita, a 
través de procesos químicos. Es un polvo de color blanco cristalino, que se encuentra en el agua de mar, 
árboles y frutas. 
 
Amoníaco 
El amoníaco es uno de los compuestos nitrogenados más importante bajo el punto de vista industrial, 
junto con el ácido nítrico y los abonos, además de otros compuestos utilizados como explosivos, tales 
como el TNT, la nitroglicerina. Como fertilizante, el amoniaco se suele aplicar a los campos en forma 
gaseosa. El sulfato de amonio y el fosfato de amonio también son fertilizantes sólidos comunes que se 
preparan simplemente introduciendo el amoníaco en ácido sulfúrico y ácido fosfórico, respectivamente: 
2NH3 (g) + H2SO4 (ac)  (NH4)2SO4 (ac) 
 
3NH3 (g) + H3PO4 (ac)  (NH4)3PO4 (ac) 
 
A temperatura ambiente, el amoníaco es un gas incoloro y venenoso, con un olor característico muy 
intenso y muy soluble en agua. Es una base débil (Kb = 1,8 x 10
–5). Puede actuar como ligante en la 
formación de compuestos de coordinación, ya que es una base de Lewis fuerte. Por ejemplo desplaza 
las seis moléculas de agua que rodean a un ión níquel (II) porque es una base de Lewis más fuerte que 
el agua: 
[Ni(OH2)6]
2+ (ac) + 6 NH3 (ac)  [Ni(NH3)6]
2+ (ac) + 6 H2O (l) 
 
Una de las reacciones “clásicas” es la que se produce entre las moléculas de trifluoruro de boro 
deficiente en electrones y el amoníaco para dar el compuesto sólido blanco en el que el amoníaco 
comparte su par solitario con el boro: 
:NH3(g) + BF3 (g)  F3B:NH3(s) 
 
Se prepara industrialmente por reacción del nitrógeno (que se separa del aire) con hidrógeno. 
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔHº=  46,11 KJ 
Estudiando esta reacción según Le Chatelier se demuestra que esta síntesis es favorecida: 
i) Por el empleo de altas presiones (200-900) atm 
ii) Por bajas temperaturas. 
A nivel industrial para que una reacción sea práctica debe proceder a una velocidad apreciable y 
debe dar un alto rendimiento del producto deseado. Pero como la velocidad de la reacción es favorecida 
por la temperatura elevada, se contemplan las exigencias cinéticas y de equilibrio y se trabaja a una 
temperatura de alrededor de 500ºC. 
Hay distintos métodos y según el mismo varían las condiciones de trabajo. 
 
PROCESO PRESIÓN (atm) Temp (°C) Catalizador (promotor) 
Haber-Bosh 200 550 Óxidos de Fe (K2O – Al2O3) 
Claudé 900 - 1000 500 - 650 Fe 
Casale 600 500 Fe 
 
En el laboratorio se puede obtener por reacción de una sal amoniacal con una base fuerte. 
 
Acido bórico 
El ácido bórico tiene propiedades antisépticas, bactericidas y antimicóticas, por lo que en la industria 
farmacéutica tiene muchas aplicaciones. También hay que tener en cuenta, que el ácido bórico es un 
producto tóxico y venenoso, ingerirlo puede ocasionar diarreas y vómito y en mayor cantidad puede ser 
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mortal. El uso más popular es, para curar el pie de atleta, también es muy útil, para el tratamiento del 
acné y quemadas leves. 
Como insecticida es muy efectivo para, el control de insectos en la casa, sobre todo en la cocina, 
para eliminar cucarachas. Aquí puedes ver cómo eliminar cucarachas con ácido bórico. También es 
utilizado el ácido bórico para eliminar termitas, hormigas, pulgas entre otros.. 
En la industria es donde el ácido bórico, tiene mayor aplicación, su mayor uso es en la fabricación de 
la fibra de vidrio, producto utilizado en la fabricación de una gran cantidad de productos. Por sus 
características físico-químicas, también se utiliza en la joyería, extintores de fuego, soldadura, dinamita, 
agentes de limpieza y jabones, cerámicas, porcelanas, industria nuclear, entre otros. 
El ácido bórico se obtiene por la acción del ácido clorhídrico o sulfúrico sobre una solución 
concentrada de bórax. La reacción correspondiente es, para el caso de usar ácido clorhídrico: 
Na2B4O7 (ac) + 2 HCl (ac) + 5 H2O (l) → 4 H3BO3 (ac) + 2 NaCl (ac ) 
Forma cristales blandos, triclínicos, sedosos, blanco perla, grasos al tacto, escasamente solubles en 
frío y muy solubles en agua caliente, como lo muestra la siguiente Tabla: 
 
Temperatura (ºC) 0 12 20 40 60 80 100 
Solubilidad (g/100 g de H2O) 2,66 4,01 4,90 8,70 14,4 23,62 39,7 
 
Es una acido débil que pone de color rojo al tornasol azul. 
Para evidenciar la presencia de boratos hay una reacción de caracterización: se disuelven cristales 
de ácido bórico en alcohol (etanol C2H5OH o metanol: CH3OH) y se enciende la mezcla. La llama de 
color verde manzana es característica de los boratos. 
 
Parte experimental 
I. Preparación y propiedades de amoníaco 
A 1. Preparación de amoníaco: 
Copie el siguiente link en la barra de direcciones de su buscador, y observe con atención el video donde 
se representa la obtención de amoníaco gaseoso en laboratorio: 
 
https://drive.google.com/file/d/1f1Pb3qt-JzcwxJgzz-y0_Pyvv9VGakcb/view?usp=sharing 
 
 
A2. Verificación de algunas propiedades del amoníaco. 
 
Copie el siguiente link en la barra de direcciones de su buscador, y observe con atención el video donde 
se pueden verificar algunas de las propiedades del amoniaco: 
 
https://drive.google.com/file/d/191DlhCbAkjQMFu5tUp3YmxNYKEEnIjvz/view?usp=sharing 
 
Responda las siguientes cuestiones: 
 
1. Realice un esquema del dispositivo empleado para la obtención de amoniaco. 
2. Escriba la ecuación química de la obtención de amoníaco. 
3. ¿Cómo evidenció la presencia de amoníaco en el video? 
4. Teniendo en cuenta la reacción química de obtención de amoníaco en laboratorio, calcule el 
volumen de amoníaco obtenido en CNPT si coloca inicialmente 10 g de NH4Cl. 
5. Escriba las ecuaciones que justifiquen lo observado en las experiencias del punto A 2. Indique 
qué propiedades del amoníaco verificó. Explique a que se debe la diferencia en los dos 
productos obtenidos. 
6. Demuestre si la reacción de obtención de amoniaco que se muestra en el video es endotérmica 
o exotérmica, para ello haga uso de tablas de entalpia de formación estándar. 
 
 
II. Preparación y propiedades de ácido bórico 
Copie el siguiente link en la barra de direcciones de su buscador, y observe con atención el video donde 
se realiza la preparación de ácido bórico y se muestran sus propiedades. 
https://drive.google.com/file/d/1mr4GNmegkWmwIySsOmi7Tqn_ToWTZ9l2/view?usp=sharing 
 
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Cuestionario 
1. Escriba la ecuación química de obtención del ácido bórico. 
2. Calcule la masa teórica de ácido bórico obtenido si colocó inicialmente 20 g de bórax con un 
exceso de HCl. 
3. Escriba la ecuación química de la reacción de caracterización de los boratos. 
4. Escriba la ecuación química que justifique el valor de pH que se observa en el video. 
 
CUESTIONARIO ADICIONAL 
1. Cite tres aplicaciones del amoníaco y del ácido bórico. 
2. Aunque ambos presentan enlace intermolecular puente hidrógeno, elamoníaco es muy soluble 
en agua mientras que el ácido bórico es insoluble a bajas temperaturas. Explique por qué. 
3. Los puntos de fusión de los hidruros (en K): NH3, PH3 y AsH3 son: 240, 185,5 y 210,5, 
respectivamente. Explique. 
4. ¿Qué propiedad del boro explica su uso en la fabricación de aceros blindados y de vidrios de 
bajo coeficiente de dilatación. 
5. Explique porqué el aluminio es un problema ambiental especial en el contexto de la lluvia acida. 
¿Qué propiedad del aluminio explica su uso en la industria de la construcción?