Важнейшие соединения азота

Аммиак

Аммиак — соединение азота с водородом. Имеет важное значение в химической промышленности. Формула аммиака — NH5.

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: 4NH, + ЗОг =*2N, + 6НгО.

Однако в присутствии катализатора [(платины, оксида хрома (III)] аммиак окисляется до оксида азота (II): 4NH3 + SO, = 6Н,0 + 4NO.

При растворении аммиака в воде образуются гидраты NH5 • Н,0. ионы аммония и гидроксид-ионы:

NHj + Н,0 NHj • Н20 КН/ + ОН".

Благодаря неподеленной электронной паре аммиак легко отнимает протон у молекул кислот, образуя соли аммония: NH, + НСІ = NH4CI.

При нагревании он восстанавливает оксид меди (II), а сам окисляется до свободного азота: ЗСиО + 2NH5 = ЗСи + N2 + 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: N, + ЗН, ±5 2NH, 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 солей 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 + HCI.

Соли аммония разлагаются необратимо, если: их анион проявляет более резко выраженные окислительные свойства^Например: NH4NO, = N,Ot + 2Н„0.

Соли аммония хорошо растворимы в воде и являются сильными электролитами: NH/ + H,0 ^ NHj + Н,0*.

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 NO,~.

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 + 2НгО.

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

S + 6HNO, = H2S04 + 6NO,T + 2HjO.

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: HN*JOrN*JO,-N2>JO3-N*JO-N2*lO-N20-N-JH4NO3.

Чем выше концентрация HNO}. 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 + 4HNOJ(KOHU.) = Cu(N03), + 2NO, + Н20;

ЗСи + 8HN03 (разб.) = 3Cu(N03), + 2NO + 4H,0;

4Mg + 10HN03 (разб.) = 4Mg(NO,)2 + N,0 + 5H,0;

4Zn + 10HN03 (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 NOj. 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: 2NaN03 + H,S04 = Na^O^ + 2HN03.

Получение в промышленности — путем каталитического окисления аммиака, который синтезируется из водорода и азота воздуха. В результате окисления аммиака образуется оксид азота (II) NO, который окисляется до NO. кислородом воздуха. Затем NO, поглощается водой в присутствии избытка кислорода. Образующаяся азотная кислота имеет концентрацию 40-60%.

Соли азотной кислоты. Одноосновная азотная кислота образует только средние соли, которые называются ттіраташ. 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: 2KNOj = 2KNO, + О/Г.

Нитраты металлов, которые расположены от магния до меди включительно, при нагревании распадаются на оксид металла, кислород и оксид азота (IV): 2CU(NOJ)2 = 2CuO + 4NO,T + 02t.

Нитраты наименее активных металлов (в ряду стандартных электродных потенциалов стоят правее меди) разлагаются при нагревании до свободного металла: 2AgNO, = 2Ag + 2NO/T + 0,t.

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 удобрения 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 Н.А.. Шпаргалка по химии / Н.А. Копылова. — Изд. 2-е. — Ростов н/Д : Феникс,. — 94 с. — (Библиотека школьника).. 2012

Еще по теме Важнейшие соединения азота:

  1. Глава X. Превращение соединений азота микроорганизмами
  2. Фиксация молекулярного азота
  3. ГЛАВА 14 ОТНОШЕНИЕ К ТРУДУ И УДОВЛЕТВОРЕННОСТЬ ИМ КАК ВАЖНЕЙШИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУДОВОГО ПРОЦЕССА
  4. Раздел VIII. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ВАЖНЕЙШИЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЗАРУБЕЖНОЙ ПСИХОЛОГИИ
  5. ВАЖНЕЙШИЕ ТЕРМИНЫ «КРИТИКИ ЧИСТОГО РАЗУМА» КАНТА
  6. Важнейшие черты эпохи и основные факты биографии Декарта
  7. Важнейшие проекты Вернемся к основным Вашим исследованиям в социологии.
  8. ТЕМА 2. ВАЖНЕЙШИЕ МОРАЛЬНЫЕ И ЭТИЧЕСКИЕ УЧЕНИЯ. ФИЛОСОФСКО-ЭТИЧЕСКИЕ УЧИТЕЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА.
  9. Глава VII Важнейшие сооружения времен императора Александра II. — Памятники Крылову, Николаю I, Екатерине II. — Литература и искусство.
  10. 79. Азотсодержащие гетероциклические соединения. Пиридин
  11. 6. Гомологические ряды органических соединений
  12. Восстановление соединений серы