<<
>>

Важнейшие соединения азота

Аммиак

Аммиак — соединение азота с водородом. Имеет важное значение в хими­ческой промышленности. Формула аммиака — ЫН3.

Физические свойства. Бесцветный газ с характерным резким запахом.

Аммиак значительно легче воздуха, масса одного литра этого газа составляет 0,77 г. Благодаря водородным связям аммиак имеет аномально высокую темпе­ратуру кипения, не соответствующую его малой молекулярной массе, хорошо растворим в воде.

Химические свойства. Аммиак обладает восстановительными свойствами. Например, он горит в кислороде, образуя азот и воду: 41МН, + 302 =*2Ы, + 6Н;0.

Однако в присутствии катализатора [(платины, оксида хрома (III)] аммиак окисляется до оксида азота (II): 4ЫН3 + 50, = 6Н,0 + 4ЫО.

При растворении аммиака в воде образуются гидраты ЫН3 • Н,0. ионы аммония и гидроксид-ионы:

1МН3 + Н,0 1ЧН3 Н,0 ^ ЬГН/ + он-.

Благодаря неподеленной электронной паре аммиак легко отнимает протон у молекул кислот, образуя соли аммония: ЫН3 + НС1 = ЫН4С1.

При нагревании он восстанавливает оксид меди (II), а сам окисляется до свободного азота: ЗСиО + 2ЫН3 = ЗСи + Ы2 + ЗН20.

Синтез аммиака. Основным промышленным способом получения аммиака является его синтез из азота и водорода. Взаимодействие между азотом и водо­родом является обратимым процессом, идущим с выделением теплоты: 1М, + ЗН, 21МН3 ДН° = -92.4кДж.

Синтез аммиака ведут при температуре около 500 °С и повышенном давле­нии. Катализатор — пористое железо, содержащее оксиды алюминия, калия, кальция и кремния.

Соли аммония. Большинство солен аммония бесцветны и хорошо раствори­мы в воде. По некоторым свойствам они подобны солям щелочных металлов, особенно калия. Соли аммония термически неустойчивы. При нагревании они разлагаются. Это разложение может происходить обратимо и необратимо. Соли аммония разлагаются обратимо, если: их анион не является окислителем или проявляет слабые окислительные свойства.

Например, NH4CI ^ NH3 + HCl.

Соли аммонияразлагаются необратимо, если: их анион проявляет более резко выраженные окислительные свойствачНапример: NH4NO, = N,OT + 2Н,0.

Соли аммония хорошо растворимы в воде и являются сильными электро­литами: NH/ + Н,0 ^ NH3 + Н30+.

Соли аммония находят широкое применение. Большая часть их (сульфат аммония, нитрат аммония) используется в качестве удобрений. Хлорид аммония или нашатырь применяется в красильной и текстильной промышленности, при паянии и лужении, а также в гальванических элементах.

Азотная кислота

Азотная кислота — сильная одноосновная кислота. В разбавленных рас­творах она полностью распадается на ионы Н* и N03".

Физические свойства. Чистая азотная кислота — бесцветная жидкость с едким запахом. Кипит при 86 °С. Гигроскопична.

Химические свойства. Под действием света она постепенно разлагается: 4HNO, = 4N02T + 0,Т + 2Н20.

Азотная кислота — сильный окислитель. Многие неметаллы легко окисля­ются ею, превращаясь в соответствующие кислоты:

S + 6HN03 = H2S04 + 6NO,t + 2Н20.

Азотная кислота действует почти на все металлы за исключением золота, платины, тантала, родия и иридия. Концентрированная азотная кислота при­водит некоторые металлы (железо, алюминий, хром) в пассивное состояние. Степень окисления азота в азотной кислоте равна +5. Выступая в качестве окис­лителя. азотная кислота может восстанавливаться до следующих соединений: Н N *503-N *40,-N 2*30,-N+20-N *10-N 2°-N ^H 4N03.

Чем выше концентрация HN03. тем менее глубоко она восстанавливается. При реакциях с концентрированной азотной кислотой обычно выделяется N02. При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с малоактивными металлами, например, медью, выделяется NO.

В случае более активных металлов — железа, цинка — образуется N20. Сильно разбавленная азотная кислота при взаимодействии с активными ме­таллами — цинком, магнием, алюминием — реагирует с образованием иона аммония, дающего с кислотой нитрат аммония.

Си + 4HNO,(kohu.) = Cu(N03), + 2NO, + Н,0;

ЗСи + 8HNO3 (разб.) = 3Cu(NO3), + 2NO + 4Н,0;

4Mg + 10HN03 (разб.) = 4Mg(NO,), + N,0 + 5Н,0;

4Zn + l0HNO3 (сильно разб.) = 4Zn(N03)2 + NH4N03 + 3H,0.

Азотная кислота реагирует со многими органическими веществами, в ре­зультате чего один или несколько атомов водорода замещаются на нитрогруппу N02. Эта реакция получила название нитрования и имеет большое значение в органической химии.

Применение. В больших количествах она используется для производства азотных удобрений, красителей, взрывчатых веществ, лекарственных препара­тов. Азотная кислота применяется в производстве серной кислоты нитрозным способом, используется для изготовления целлюлозных лаков, кинопленки.

Получение в лаборатории: 2ЫаЫ03 + Н,504 = Ыа^О^ + 2НЫОг

Получение в промышленности — путем каталитического окисления аммиака, который синтезируется из водорода и азота воздуха. В результате окисления аммиака образуется оксид азота (II) N0, который окисляется до N0, кислоро­дом воздуха. Затем N0, поглощается водой в присутствии избытка кислорода. Образующаяся азотная кислота имеет концентрацию 40-60%.

Соли азотной кислоты. Од ноосновная азотная кислота образует только сред­ние соли, которые называются нитратами. Все нитраты хорошо растворяются в воде, а при нагревании разлагаются с выделением кислорода.

Нитраты наиболее активных металлов, которые в ряду стандартных элект­родных потенциалов находятся левее магния, переходят в нитриты. Например: 2КМО, = 2K.NO, + 0:Т.

Нитраты металлов, которые расположены от магния до меди включительно, при нагревании распадаются на оксид металла, кислород и оксид азота (IV): 2Си0МО3)2 = 2СиО + 4NO,T + О/Г.

Нитраты наименее активных металлов (в ряду стандартных электродных потенциалов стоят правее меди) разлагаются при нагревании до свободного металла: 2А£ЫО} = 2А& + 2N02^ + О/Г.

Среди солей азотной кислоты наиболее важное значение имеют нитраты натрия, калия, аммония и кальция, которые на практике называются селитрами. Селитры используются главным образом как удобрения.

Азотные удобрення
Нитрат аммония (аммиачная селитра) Это наиболее эффективное, богатое азотом удобрение.
Со­держит 33-35% азота в нитратной и аммиачной форме. Легко растворяется в воде, хорошо действует на многих почвах
Сульфат аммония Содержит около 21% азота. Представляет собой бесцветные кристаллы ромбической формы. Это удобрение менее гигрос­копично, чем нитрат аммония, не слеживается, не огнеопасно
Мочевина Это наиболее ценное азотсодержащее удобрение. Мочевина содержит наибольшее количество азота (около 46%) в хоро­шо усваиваемой растениями форме. Она представляет собой бесцветные или желтоватые кристаллы, хорошо растворяет­ся в воде. Мочевина не взрывоопасна, мало гигроскопична, не слеживается
Нитрат калия

(калийная

селитра)

Калийная селитра содержит приблизительно в 3 раза больше калия, чем азота. Поэтому ее применяют в комбинации с дру­гими удобрениями
Нитрат каль­ция (норвежс­кая селитра) Ценное азотное удобрение. Содержит около 13% азота
Хлорид аммония Представляет собой белый порошок, содержит около 25% азота

<< | >>
Источник: Копылова H.A.. Шпаргалка по химии / H.A. Копылова. — Изд. 2-е. — Рос­тов н/Д : Феникс,— 94 с. — (Библиотека школьника).. 2012

Еще по теме Важнейшие соединения азота:

  1. 32. Оксиды азота
  2. 29. Общая характеристика подгруппы азота
  3. 79. Азотсодержащие гетероциклические соединения. Пиридин
  4. ВАЖНЕЙШИЕ ДАТЫ
  5. ВАЖНЕЙШИЕ ДАТЫ
  6. ВАЖНЕЙШИЕ ДАТЫ
  7. ВАЖНЕЙШИЕ ДАТЫ
  8. ВАЖНЕЙШИЕ ДАТЫ
  9. Важнейшие функции Национального банка
  10. ТОРГОВЫЕ ДИАПАЗОНЫ: ВАЖНЕЙШИЕ СООБРАЖЕНИЯ
  11. 7.4. Важнейшие фондовые биржи мира
  12. 3.1.Homo economicus: важнейшие характеристики
  13. § 6. Важнейшие показатели эффективности предприятия
  14. 103. Важнейшие направления совершенствова- ния финансовой работы на предприятиях
  15. 9.2. Понятие налоговой системы, ее важнейшие элементы
  16. 7. Классификация органических соединений
  17. ВАЖНЕЙШИЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ФИНАНСОВОГО РЫНКА ИНВЕСТИЦИЙ
  18. 15.3. Важнейшие нормы российского законодательства о налогах и сборах
  19. 86. ВАЖНЕЙШИЕ ПОКАЗАТЕЛИ УРОВНЯ РЕЧЕВОЙ КУЛЬТУРЫ ЛИЧНОСТИ