Азот, аммиак, соли аммония. Кислородные соединения азота. Литвинов В.Ф

Конспект

Азот, аммиак, соли аммония. Кислородные соединения азота. Литвинов В.Ф

Ключевые слова конспекта: аммиак, строение молекулы, свойства, соли аммония, запах аммиака, гипс, азотная кислота, мочевина.

Водородным соединением азота является аммиак NH3. Аммиак – вещество молекулярного строения. Его электронная и графическая формулы изображены на рисунке.

В молекуле NH3 тип химической связи – ковалентный полярный. Электронная плотность смещена к атому азота, на атоме азота – частичный отрицательный заряд δ–, на атомах водорода – частичный положительный заряд δ+.

В молекуле аммиака одинарные связи, так как на атоме азота в молекуле NH3 имеется неподелённая электронная пара.

Выступая в качестве донора электронной пары, атом азота может участвовать в образовании по донорно–акцепторному механизму четвёртой ковалентной связи с другими атомами или ионами, обладающими электроноакцепторными свойствами. Именно поэтому аммиак реагирует с кислотами.

Молекула аммиака способна присоединять протон (или ион гидроксония). При этом возникает четвёртая ковалентная связь с атомом водорода по донорно–акцепторному механизму. В результате образуется ион аммония:

При обычных условиях аммиак – бесцветный газ с резким характерным раздражающим запахом. Aммиaк легче воздуха.

Аммиак кипит при температуре –33,3 °С, его температура плавления –77,7 °С. Аммиaк легко сжижается при охлаждении и повышении давления.

Он обладает чрезвычайно высокой растворимостью в воде: в одном объёме воды растворяется около 1200 объёмов аммиака при 0 °С, а при +20 °С – 700 объёмов.

Разбавленные растворы аммиака (3–10%) называются нашатырным спиртом, концентрированные растворы (18,5–25%) – аммиачной водой.

При работе с аммиаком надо помнить, что даже незначительное содержание его приводит к раздражению слизистой оболочки носа, горла и т. д.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АММИАКА

Рассмотрим химические свойства аммиака с позиций окислительно-восстановительных и кислотно-основных взаимодействий.

В молекуле аммиака азот находится в низшей степени окисления (–3), поэтому за счёт азота аммиак обладает только восстановительными свойствами.

Если пропустить ток аммиака по трубке, вставленной в другую широкую трубку, по которой проходит кислород, то аммиак можно зажечь; он горит бледным зеленоватым пламенем. При горении аммиака образуется свободный азот:

В присутствии катализатора (сплав Pt и Rh) NH3 окисляется кислородом с образованием NO:

Этот процесс является одной из стадий промышленного получения азотной кислоты.

Аммиаком можно восстановить некоторые неактивные металлы или металлы средней активности из их оксидов:

В кислотно-основных взаимодействиях аммиак проявляет основные свойства. Он взаимодействует с кислотами с образованием солей аммония:

  • NH3 + НCl = NH4Cl (хлорид аммония)
  • 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 (сульфат аммония)
  • NH3 + H2SO4 = NH4HSO4 (гидросульфат аммония)

При растворении аммиака в воде устанавливается следующая совокупность равновесных состояний:

Поэтому водные растворы аммиака имеют щелочную реакцию.

ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ АММИАКА

Промышленным способом получения аммиака является его синтез из азота и водорода:

Сырьём является азот, полученный перегонкой жидкого воздуха, и водород, чаще всего получаемый разложением природного газа. Оптимальные условия проведения реакции: t° ≈ 500 °С, р ≈ 1000 атм, катализатор – губчатое железо с добавками (промоторами) К2O, Al2O3. В таких условиях выход аммиака составляет около 50%.

Лабораторным способом получения аммиака является взаимодействие солей аммония со щелочами при нагревании:

Эта реакция также является качественной реакцией на ион аммония. Её признак – появление запаха аммиака.

Образовавшийся аммиак хорошо растворяется в воде.

Для получения аммиака в лаборатории лучше брать сульфат аммония и гидроксид кальция, тогда образующийся сульфат кальция связывает воду, образуется гипсCaSO4 • 2H2O. Иногда вместо щёлочи используется натронная известь – смесь СаО и NaOH. Реакцию ведут при нагревании:

(NH4)2SO4 + Са(ОН)2 = CaSO4 + 2NH3↑ + 2H2O

Аммиак применяется для получения азотной кислоты HNO3, мочевины (H2N–СО–NH2) – ценного удобрения, для получения соды (Na2CO3) по аммиачному методу, для аминирования органических веществ.

Жидкий аммиак и его водные растворы используются как жидкие удобрения. Аммиак применяется как хладагент в холодильниках (NH3 легко сжижается, а затем испаряется с поглощением большого количества теплоты).

В медицине используется 10%-й раствор – нашатырный спирт.

СОЛИ АММОНИЯ

Соли аммония, как и другие соли, являются ионными соединениями, образованными катионами аммония NH4+ и анионами кислотных остатков. По многим свойствам соли аммония похожи на соли натрия и калия. При обычных условиях это твёрдые кристаллические вещества, бесцветные, если анион кислотного остатка не обусловливает какую–либо окраску.

Соли аммония разлагаются при нагревании. Состав продуктов реакции термического разложения зависит от природы кислотного остатка (аниона):

а) если соль аммония образована летучей кислотой и её анион не является сильным окислителем, то такая соль полностью разлагается с образованием соответствующих газов:

б) если в состав соли аммония входит анион, обладающий окислительной способностью, то при нагревании происходит окислительно–восстановительная реакция. Так, при нагревании нитрата или нитрита аммония происходит конпропорционирование (в результате степени окисления азота «сходятся»):

А нагревание дихромата аммония приводит к образованию оксида хрома(III), эту реакцию часто используют для имитации «вулканчика»:

Соли аммонию реагируют со щелочами с образованием аммиака:

Данную реакцию можно рассматривать как качественную на наличие ионов аммония. При нагревании аммиак улетучивается за счёт уменьшения его растворимости. Это легко определяется по характерному запаху аммиака и по окрашиванию влажной лакмусовой бумаги в синий цвет.

Конспект урока «Аммиак. Соли аммония».

Следующая тема: «».

Источник: https://uchitel.pro/%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D0%B0%D0%BA-%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8-%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%8F/

Соли аммония — Знаешь как

Азот, аммиак, соли аммония. Кислородные соединения азота. Литвинов В.Ф

Соли аммония — вещества очень своеобразные. Все они легко разлагаются, причем некоторые самопроизвольно, например карбонат аммония:
(NH4)2CО3 = 2NH3 + Н2О + СО2 (реакция ускоряется при нагревании).
Другие соли, например хлорид аммония (нашатырь), возгоняются при нагревании, т. е.

сначала разлагаются на аммиак и хлористый водород под действием нагревания, а при понижении температуры вновь на холодных частях сосуда образуется хлорид аммония:
нагревание
NH4Cl ⇄ NH3 + НСl
охлаждение
Нитрат аммония при нагревании разлагается на закись азота и воду.

Эта реакция может происходить со взрывом:
NH4NО3 = N2О + Н2О
Нитрит аммония NH4NО2 разлагается при нагревании с образованием азота и воды, поэтому им пользуются в лаборатории для получения азота.

При действии на соли аммония щелочей выделяется аммиак:
NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2О
Выделение аммиака — характерный признак для распознавания солей аммония. Все соли аммония являются соединениями комплексного характера.

Аммиак и соли аммония находят широкое применение. Аммиак используется как сырье для получения азотной кислоты и ее солей, а также солей аммония, которые служат хорошими азотными удобрениями.

Таким удобрением являются сульфат аммония (NH4)2SО4 и особенно нитрат аммония NH4NО3 или аммиачная селитра, в состав молекулы которой входят два атома азота: один аммиачный, другой нитратный. Растения вначале усваивают аммиачный азот, и затем нитратный. Этот вывод принадлежит основоположнику русской агрохимии акад. Д. Н.

Прянишникову, посвятившему свои труды физиологии растений и обосновавшему значение минеральных удобрений в сельском хозяйстве.
Аммиак в виде нашатырного спирта применяется в медицине. Жидкий аммиак используется в холодильных установках. Хлорид аммония применяется для изготовления сухого гальванического элемента Лекланше.

Смесь нитрата аммония с алюминием и углем, называемая аммоналом, является сильным взрывчатым веществом.
Карбонат аммония применяется в кондитерской промышленности как разрыхлитель теста.

■ 25. На каком свойстве карбоната аммония основано его использование для разрыхления теста? (См. Ответ)
26. Как обнаружить в составе соли ион аммония?
27. Как осуществить ряд превращений:
N2  ⇄ NH3 → NO

NH4N03

Кислородные соединения азота

Азот образует с кислородом несколько соединений, в которых проявляет различные степени окисления.
Существует закись азота N2О, или, как ее называют, «веселящий газ». В ней азот проявляет степень окисления + 1.

В окиси азота NO азот проявляет степень окисления + 2, в азотистом ангидриде N2О3 — + 3, в двуокиси азота NО2 — +4, в пятиокиси азота, или азотном
ангидриде, N2О5 — +5.
Закись азота N2О — несолеобразующий окисел. Это газ, довольно хорошо растворимый в воде, но в реакцию с водой не вступающий.

Закись азота в смеси с кислородом (80% N2O и 20% О2) производит наркотизирующее действие и применяется для так называемого газового наркоза, преимущество которого в том, что он не имеет длительного последействия.
Остальные окислы азота сильно ядовиты.

Ядовитое действие их сказывается обычно через несколько часов после вдыхания. Первая помощь состоит в приеме внутрь большого количества молока, вдыхании чистого кислорода, пострадавшему должен быть обеспечен покой.

■ 28. Перечислите возможные степени окисления азота и окислы, отвечающие этим степеням окисления.
29. Какие меры первой помощи следует принимать при отравлениях окислами азота? (См. Ответ)

Наиболее интересными и важными окислами азота являются окись и двуокись азота, которые мы и будем изучать.
Окись азота NО образуется из азота и кислорода при сильных электрических разрядах. В воздухе во время грозы наблюдается иногда образование окиси азота, но в очень небольших количествах. Окись азота бесцветный газ, не имеющий запаха.

В воде окись азота нерастворима, поэтому ее можно собирать над водой в тех случаях, когда получение ведется лабораторным способом. В лаборатории окись азота получают из умеренно концентрированной азотной кислоты действием ее на медь:
HNО3 + Сu → Cu(NO3)2 + NO + Н2О
В этом уравнении самостоятельно расставьте коэффициенты.

Окись азота можно получить и другими способами, например в пламени электрической дуги:
N2 + O2 ⇄ 2NO.
В производстве азотной кислоты окись азота получают каталитическим окислением аммиака, о котором говорилось в § 68, стр. 235.
Окись азота является несолеобразующим окислом. Она легко окисляется кислородом воздуха и превращается при этом в двуокись азота NO2.

Если окисление производить в стеклянном сосуде, то бесцветная окись азота превращается в бурый газ — двуокись азота.

■ 30. При взаимодействии меди с азотной кислотой выделилось 5,6 л окиси азота. Рассчитайте, сколько прореагировало меди и сколько образовалось соли. (См. Ответ)

Двуокись азота NO2 — бурый газ с характерным запахом.

Хорошо растворяется в воде, так как реагирует с водой по уравнению:
3NO2 + Н2O = 2HNO3 + NO
В присутствии кислорода можно получить только азотную кислоту:
4NO2 + 2Н2О + O2 = 4HNO3
Молекулы двуокиси азота NO2 довольно легко соединяются попарно и образуют четырехокись азота N2O4 — бесцветную жидкость, структурная формула которой

https://www.youtube.com/watch?v=K9gBPs-Bjqs

Этот процесс происходит на холоде. При нагревании четырехокись азота вновь переходит в двуокись.
Двуокись азота — кислотный окисел, так как может реагировать с щелочами, образуя соль и воду.

Однако вследствие того, что атомы азота в модификации N2O4 имеют различное число валентных связей, при взаимодействии двуокиси азота со щелочью образуются две соли — нитрат и нитрит:
2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
Получают двуокись азота, как уже говорилось выше, окислением окиси:
2NO + О2 = 2NO2
Кроме того, двуокись азота получают действием концентрированной азотной кислоты на медь:
Сu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
(конц.)
или лучше прокаливанием нитрата свинца:
2Pb(NO3)2 = 2РbO + 4NO2 + О2

■ 31. Перечислите способы получения двуокиси азота, приведя уравнения соответствующих реакций. (См. Ответ)

32. Изобразите схему строения атома азота в степени окисления +4 и объясните, каким должно быть его поведение в окислительно-восстановительных реакциях.
33. В концентрированную азотную кислоту поместили 32 г смеси меди и окиси меди. меди в смеси 20%. Какой объем какого газа при этом выделится. Сколько грамм-молекул соли при этом получается? (См. Ответ)

Азотистая кислота и нитриты

Азотистая кислота HNO2 — очень слабая неустойчивая кислота. Она существует лишь в разбавленных растворах (степень диссоциации а =6,3% в 0,1 н. растворе). Азотистая кислота легко разлагается с образованием окиси и двуокиси азота
2HNO2 = NO + NO2 + Н2O.
Степень окисления азота в азотистой кислоте +3.

При такой степени окисления условно можно считать, что с внешнего слоя атома азота отдано 3 электрона и еще осталось 2 валентных электрона.

В связи с этим для N+3 в окислительно-восстановительных реакциях существуют две возможности: он может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства в зависимости от того, в какую среду—окислительную или восстановительную — попадает.
Соли азотистой кислоты называются нитритами.

Действуя на нитриты серной кислотой, можно получить азотистую кислоту:
2NaNO2 + H2SO4 = Na2SO4 + 2HNO2.
Нитриты представляют собой соли, довольно хорошо растворимые в воде. Как и сама азотистая кислота, нитриты могут проявлять окислительные свойства при реакции с восстановителями, например:
NaNO2 + KI + H2SO4 → I2 + NO…

• Найти конечные продукты и расставить коэффициенты на основе электронного баланса попытайтесь самостоятельно.

Поскольку выделяющийся йод легко обнаружить с помощью крахмала, данная реакция может служить способом обнаружения даже незначительных количеств нитритов в питьевой воде, присутствие которых нежелательно из-за ядовитости. С другой стороны, нитритный азот может окисляться до N+5 под действием сильного окислителя.
NaNO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → NaNO3 + Cr2(SO4)3 + …

• Остальные продукты реакции найдите самостоятельно, составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты.

■ 34. Закончите уравнение.
HNO2 + KMnO4 + H2SO4 → … (N+5, Мn+2).
35. Перечислите свойства азотистой кислоты и нитритов. (См. Ответ)

Азотная кислота

Азотная кислота HNO3 — сильный электролит. Это летучая жидкость. Чистая азотная кислота кипит при температуре 86°, не имеет цвета; плотность ее 1,53. В лаборатории обычно поступает 65% HNO3 с плотностью 1,40.

Азотная кислота дымит на воздухе, так как ее пары, поднимаясь в воздух и соединяясь с парами воды, образуют капельки тумана. Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях.

Она имеет резкий запах, легко испаряется, поэтому переливать концентрированную азотную кислоту следует лишь под тягой. При попадании на кожу азотная кислота может причинить сильные ожоги. Небольшой ожог дает о себе знать характерным желтым пятном на коже.

Сильные ожоги могут вызвать образование язв. При попадании на кожу азотной кислоты ее следует быстро смыть большим количеством воды, а затем нейтрализовать слабым раствором соды.

Концентрированная 96—98% азотная кислота поступает в лабораторию редко и при хранении довольно легко, особенно на свету разлагается по уравнению:
4HNO3 = 2Н2O + 4NO2 + O2
Она постоянно окрашена двуокисью азота в желтый цвет.

Избыток двуокиси азота и кислород постепенно улетучиваются из раствора, в растворе накапливается вода, а кислота продолжает разлагаться. В связи с этим концентрация азотной кислоты постепенно уменьшается. При концентрации 65% азотная кислота может сохраняться длительное время.

Азотная кислота является одним из сильнейших окислителей. Она реагирует почти со всеми металлами, но без выделения водорода. Ярко выраженные окислительные свойства азотной кислоты оказывают на некоторые металлы (железо, алюминий) так называемое пассивирующее действие.

Это особенно характерно для концентрированной кислоты. При ее воздействии на поверхности металла образуется очень плотная не растворимая в кислотах оксидная пленка, защищающая металл от дальнейшего воздействия кислоты. Металл становится «пассивным». .

Однако с большинством металлов азотная кислота реагирует. Во всех реакциях с металлами в азотной кислоте восстанавливается азот и тем полнее, чем разбавлен-нее кислота и чем активнее металл.

Концентрированная кислота восстанавливается до двуокиси азота. Примером этого может служить реакция с медью, приведенная выше (см. § 70). Разбавленная азотная кислота с медью восстанавливается до окиси азота (см. § 70).

Более активные металлы, например олово, восстанавливают разбавленную азотную кислоту до закиси азота.

Sn + HNO3 → Sn(NO3)2 + N2O
При очень сильном разбавлении с активным металлом, например с цинком, реакция доходит до образования соли аммония:
Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NH4NO3

• Во всех приведенных схемах реакций расставьте коэффициенты, составив электронный баланс самостоятельно.

■ 36. Почему при хранении в лаборатории даже в хорошо закупоренной посуде концентрация азотной кислоты понижается? (См. Ответ)
37. Почему концентрированная азотная кислота имеет желтовато-бурую окраску?
38. Напишите уравнение реакции разбавленной азотной кислоты с железом.

Продуктами реакции являются нитрат железа (III), и выделяется газ бурого цвета.
39. Выпишите в тетрадь все уравнения реакций, характеризующие взаимодействие азотной кислоты с металлами. Перечислите, какие соединения азота, помимо нитратов металлов, образуются в этих реакциях. (См.

Ответ)

Многие вещества могут гореть в азотной кислоте, например уголь и фосфор:
С + HNO3 → NO + СО2
Р + HNO3 → NO + H3PO4

• Закончите уравнения реакций самостоятельно.

Свободный фосфор при этом окисляется до фосфорной кислоты. Сера при кипячении в азотной кислоте превращается в S+6 и из свободной серы образуется серная кислота:
HNO3 + S → NO + H2SO4

• Закончите уравнения реакций самостоятельно.

Сложные вещества также могут гореть в азотной кислоте. Например, в азотной кислоте горят скипидар, нагретые древесные опилки.
Азотная кислота может также окислять соляную кислоту. Смесь трех частей соляной и одной части азотной кислоты называется «царской водкой».

Такое название дано потому, что эта смесь окисляет золото и платину, , на которые никакие кислоты не действуют.

Реакция протекает по таким стадиям: в самой смеси происходит окисление иона хлора в свободный хлор и восстановление азота до образования хлористого нитрозила:
HNO3 + 3НСl ⇄ Сl2 + 2Н2O + NOCl
   царская водка                                    хлористый нитрозил
Последний легко разлагается на окись азота и свободный хлор по уравнению:
2NOCl = 2NO + Сl2
Помещенное в «царскую водку» металлическое золото легко окисляется хлористым нитрозилом:
Au + 3NOCl = АuСl3 + 3NO
Азотная кислота может вступать в реакцию нитрования с органическими веществами. При этом обязательно должна присутствовать концентрированная серная кислота. Смесь концентрированных азотной и серной кислот, называется нитрующей смесью. С помощью такой смеси можно получить из глицерина нитроглицерин, из бензола — нитробензол, из клетчатки — нитроклетчатку и т. д. В сильно разбавленном состоянии азотная кислота проявляет характерные свойства кислот.

■ 40. Примеры типичных свойств кислот применительно к азотной кислоте приведите самостоятельно. Уравнения напишите в молекулярной и. ионной формах. (См. Ответ)
41.

Почему склянки с концентрированной азотной кислотой запрещается перевозить упакованными в древесные стружки?
42.

При испытании фенолфталеином концентрированной азотной кислоты фенолфталеин приобретает оранжевую окраску, а не остается бесцветным. Чем это объясняется? (См. Ответ)

Получить азотную кислоту в лаборатории очень легко. Обычно ее получают путем вытеснения из ее солей серной кислотой, например:
2KNО3 + H2SО4 = K2SО4 + 2HNО3
На рис. 61 изображена лабораторная установка для получения азотной кислоты.
В промышленности сырьем для получения азотной кислоты служит аммиак.

В результате окисления аммиака в присутствии платинового катализатора образуется окись азота:
4NH3 + 5О2 = 4NO + 6Н2О
Как было указано выше, окись азота легко окисляется кислородом воздуха в двуокись азота:
2NO + О2 = 2NO2
а двуокись азота, соединяясь с водой, образует азотную кислоту и снова окись азота по уравнению:

3NО2 + Н2О = 2HNО3 + NO.
Затем окись азота снова подается на окисление:
Первая стадия процесса — окисление аммиака в окись азота — осуществляется в контактном аппарате при температуре 820°. Катализатором служат сетки из платины с примесью родия, которые нагревают перед запуском аппарата.

Так как реакция экзотермична, то в дальнейшем сетки нагреваются за счет тепла самой реакции. Вышедшую из контактного аппарата окись азота охлаждают до температуры около 40°, так как процесс окисления окиси азота идет быстрее при более низкой температуре.

При температуре 140° образующаяся двуокись азота разлагается снова на окись азота и кислорода.

https://www.youtube.com/watch?v=l6bU8oCIFBI

Окисление окиси азота в двуокись осуществляется в башнях, называемых абсорберами, обычно под давлением 8—10 атм. В них одновременно происходит и поглощение (абсорбция) образующейся двуокиси азота водой. Для лучшего поглощения двуокиси азота раствор охлаждают. Получается 50—60% азотная кислота.

Концентрирование азотной кислоты проводят в присутствии концентрированнойсерной кислоты в ректификационных колоннах. Серная кислота образует с имеющейся водой гидраты с температурой кипения более высокой, чем у азотной кислоты, поэтому из смеси довольно легко выделяются пары азотной кислоты.

При конденсации этих паров можно получить 98—99% азотную кислоту. Обычно более концентрированная кислота применяется редко.

■ 43. Запишите в тетрадь все уравнения реакций, происходящих при получении азотной кислоты лабораторным и промышленным способами. (См. Ответ)
44. Как осуществить ряд превращений:

45. Сколько 10% раствора можно приготовить из азотной кислоты, полученной взаимодействием 2,02 кг нитрата калия с избытком серной кислоты? (См. Ответ)
46. Определите молярность 63% азотной кислоты.
47. Сколько азотной кислоты можно получить из 1 т аммиака при 70% выходе?
48.

Цилиндр заполнили окисью азота путем вытеснения воды. Затем, не вынимая из воды, под него подвели трубку от газометра
(см. рис. 34) и начали пропускать кислород. Опишите, что должно наблюдаться в цилиндре, если избытка кислорода не допускалось. Обоснуйте свой ответ уравнениями реакций. (См.

Ответ)

Рис. 62. Горение угля в расплавленной селитре. 1 — расплавленная селитра; 2 — горящий уголек; 3 — песок.

Соли азотной кислоты

Соли азотной кислоты называются нитратами. Нитраты щелочных металлов, а также кальция и аммония называются селитрами. Например, KNО3 — калийная селитра, NH4NО3 — аммиачная селитра. Природные залежи нитрата натрия имеются в огромном количестве в Чили, в связи с чем эта соль получила название чилийской селитры.

Рис. 62. Горение угля в расплавленной селитре. 1 — расплавленная селитра; 2 — горящий уголек; 3 — песок.

Соли азотной кислоты, как и она сама, являются сильными окислителями. Например, соли щелочных металлов при плавлении выделяют кислород по уравнению:

2KNО3 = 2KNO2+ О2

Благодаря этому уголь, сера и другие горючие вещества горят в расплавленной селитре (рис. 62).
Соли тяжелых металлов также разлагаются с выделением кислорода, но по другой схеме.
2Pb(NО3)2 = 2РbО + 4NO2 + О2

Рис. 63. Круговорот азота в природе

Калийная селитра применяется для изготовления черного пороха. Для этого ее смешивают с углем и серой. Натриевая селитра для этой цели не используется, так как она гигроскопична. Черный порох при поджигании интенсивно сгорает по уравнению:
2KNO3 + 3С + S = N2 + 3CO2 + K2S
Нитраты кальция и аммония — очень хорошие азотные удобрения.

В последнее время получил распространение в качестве удобрения и нитрат калия.
Азотная кислота широко применяется в производстве химико-фармацевтических препаратов (стрептоцид), органических красителей, целлулоида, кино- и фотопленок. Соли азотной кислоты широко используются в пиротехнике.

В природе существует круговорот азота, при котором растения при отмирании возвращают обратно в почву полученный из нее азот. Животные, питаясь растениями, возвращают азот в почву в виде испражнений, а после смерти их трупы перегнивают и тем самым также возвращают почве полученный от нее азот (рис.63).

Снимая урожай, человек вмешивается в этот круговорот, нарушает его и тем самым обедняет почву азотом, поэтому приходится вносить азот на поля в виде минеральных удобрений.

■ 49. Как осуществить ряд превращений (См. Ответ)

Статья на тему Соли аммония

Источник: https://znaesh-kak.com/x/s/%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8-%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%8F

Азот и его соединения

Азот, аммиак, соли аммония. Кислородные соединения азота. Литвинов В.Ф

Азот —  элемент 2-го периода  V А-группы Периодической системы,  порядковый номер 7. Электронная формула атома [2He]2s22p3, характерные степени окисления 0,-3, +3 и +5, реже +2 и +4 и др. состояние Nvсчитается относительно устойчивым.

Шкала степеней окисления у азота:
+5 —   N2O5, NO3, NaNO3, AgNO3

+4 —  NO2

+3 – N2O3, NO2, HNO2, NaNO2, NF3

+2 —  NO

+1 – N2O

0 —  N2

-3 — NH3, NH4, NH3 * H2O, NH2Cl, Li3N, Cl3N.

Азот обладает высокой электроотрицательностью (3,07), третий после F и O. Проявляет типичные неметаллические (кислотные) свойства, образуя при этом различные кислородсодержащие кислоты, соли и бинарные соединения, а так же катион аммония NH4 и его соли.

В природе – семнадцатый по химической распространенности элемент (девятый среди неметаллов). Жизненно важный элемент для всех организмов.

  Азот N2

Простое вещество. Состоит из неполярных молекул с очень устойчивой ˚σππ-связью N≡N, этим объясняется химическая инертность элемента при обычных условиях.

Бесцветный газ без вкуса и запаха, конденсируется в бесцветную жидкость (в отличие от O2).

составная часть воздуха 78,09% по объему, 75,52 по массе. Из жидкого воздуха азот выкипает раньше, чем кислород. Малорастворим в воде (15,4 мл/1 л H2O при 20 ˚C), растворимость азота меньше, чем у кислорода.

При комнатной температуре N2, реагирует с фтором и в очень малой степени – с кислородом:

 N2 + 3F2 = 2NF3,  N2 + O2  ↔ 2NO

Обратимая реакция получения аммиака протекает при температуре 200˚C, под давлением до 350 атм и обязательно в присутствии катализатора (Fe, F2O3, FeO, в лаборатории при Pt )

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 92 кДж

В соответствии с принципом Ле-Шателье увеличение выхода аммиака должно происходить при повышении давления и понижении температуры. Однако скорость реакции при низких температурах очень мала, поэтому процесс ведут при 450-500 ˚C, достигая  15%-ного выхода аммиака. Непрориагировавшие  N2 и H2 возвращают в реактор  и тем самым увеличивают степень протекания реакции.

Азот химически пассивен по отношению к кислотам и щелочам, не поддерживает горения.

Получение в промышленности – фракционная дистилляция жидкого воздуха или удаление из воздуха кислорода химическим путем, например по реакции 2C(кокс) + O2 = 2CO при нагревании. В этих случаях получают азот, содержащий так же примеси благородных газов (главным образом аргон).

В лаборатории небольшие количества химически чистого азота можно получить по реакции конмутации при умеренном нагревании:

N-3H4N3O2(T) = N20 + 2H2O (60-70)

NH4Cl(p) + KNO2(p) = N20↑ + KCl +2H2O (100˚C)

Применяется для синтеза аммиака. Азотной кислоты и других азотсодержащих продуктов, как инертная среда проведения химических и металлургических процессов и хранения огнеопасных веществ.

   Аммиак NH3

Бинарное соединение , степень окисления азота равна – 3. Бесцветный газ с резким характерным запахом. Молекула имеет строение незавершенного тетраэдра [: N(H)3] (sp3-гибридизация).

Наличие у азота в молекуле NH3  донорской пары электронов на  sp3-гибридной орбитали обуславливает характерную реакцию присоединения катиона водорода, при этом образуется катион аммония NH4. Сжижается под избыточным давлением при комнатной температуре. В жидком состоянии ассоциирован за счет водородных связей.

Термически неустойчив. Хорошо растворим в воде (более 700 л/1 л H2O при 20˚C); доля в насыщенном растворе равна 34% по массе и  99% по объему, pH= 11,8.

Весьма реакционноспособный, склонен к реакциям присоединения. Сгорает в кислороде, реагирует с кислотами. Проявляет восстановительные (за счет N-3) и окислительные (за счет H+1) свойства. Осушается только оксидом кальция.

Качественные реакции – образование белого «дыма» при контакте с газообразным  HCl, почернение бумажки, смоченной раствором Hg2(NO3)2.

Промежуточный продукт при синтезе HNO3  и солей аммония. Применяется  в производстве соды, азотных удобрений, красителей, взрывчатых веществ; жидкий аммиак – хладагент. Ядовит.
Уравнения важнейших реакций:

2NH3(г) ↔ N2 + 3H2
NH3(г) + H2O  ↔ NH3 *  H2O (р)↔ NH4++ OH—
NH3(г) + HCl(г) ↔ NH4Cl(г) белый «дым»
4NH3 + 3O2 (воздух) = 2N2 + 6 H2O   (сгорание)
4NH3 + 5O2 =  4NO+ 6 H2O   (800˚C, кат.

Pt/Rh)
2 NH3 + 3CuO = 3Cu + N2  + 3 H2O   (500˚C)
2 NH3 + 3Mg = Mg3N2 +3 H2           (600 ˚C )
NH3(г) + CO2(г) + H2O = NH4HCO3    (комнатная температура, давление)
Получение.

  В лаборатории – вытеснение аммиака из солей аммония при нагревании с натронной известью:  Ca(OH)2 + 2NH4Cl = CaCl2+ 2H2O +NH3
Или кипячение водного раствора аммиака с последующим осушением газа.

  В промышленности аммиак получают из азота с водородом. Выпускается промышленностью либо в сжиженном виде, либо в виде концентрированного водного раствора под техническим названием аммиачная вода.

  Гидрат аммиака NH3 *H2O. Межмолекулярное соединение. Белый, в кристаллической решетке – молекулы  NH3 и H2O, связанные слабой водородной связью. Присутствует в водном растворе аммиака, слабое основание (продукты диссоциации – катион NH4 и анион OH).

Катион аммония имеет правильно-тетраэдрическое строение   (sp3-гибридизация). Термически неустойчив, полностью разлагается при кипячении раствора. Нейтрализуется сильными кислотами. Проявляет восстановительные свойства (за счет N-3) в концентрированном растворе.

Вступает в реакцию ионного обмена и комплексообразования.

   Качественная реакция – образование белого «дыма» при контакте с газообразным HCl. Применяется для создания слабощелочной среды в растворе, при осаждении амфотерных гидроксидов.

В 1 М растворе аммиака содержится в основном гидрат NH3 *H2O и лишь 0,4% ионов NH4  OH (за счет диссоциации гидрата); таким образом, ионный «гидроксид аммония NH4 OH» практически не содержится в растворе,  нет такого соединения и в твердом гидрате.

https://www.youtube.com/watch?v=-zs-AEFnHSY

Уравнения важнейших реакций:

NH3 H2O (конц.)  = NH3↑ + H2O    (кипячение с NaOH)

NH3 H2O   + HCl (разб.)  = NH4Cl + H2O
3(NH3 H2O) (конц.)   + CrCl3 = Cr(OH)3↓ + 3 NH4Cl
8(NH3 H2O) (конц.)   + 3Br2(p) = N2↑ + 6 NH4Br + 8H2O (40-50˚C)
2(NH3 H2O) (конц.)   + 2KMnO4 = N2↑ + 2MnO2↓ + 4H2O + 2KOH
4(NH3 H2O) (конц.)    + Ag2O = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
4(NH3 H2O) (конц.)    + Cu(OH)2 + [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O
6(NH3 H2O) (конц.)   + NiCl2 = [Ni(NH3)6]Cl2 + 6H2O
Разбавленный раствор аммиака (3-10%-ный) часто называют нашатырным спиртом (название придумано алхимиками), а концентрированный раствор (18,5 – 25%-ный) – аммиачный раствор (выпускается промышленностью).

  Монооксид азота NO

Несолеобразующий оксид. Бесцветный газ. Радикал, содержит ковалентную σπ-связь (N꞊O) , в твердом состоянии димер N2О2  со связью N-N. Чрезвычайно термически устойчив. Чувствителен к кислороду воздуха (буреет). Малорастворим в воде и не реагирует с ней.

Химически пассивен по отношению к кислотам и щелочам. При нагревании реагирует с металлами и неметаллами . весьма реакционноспособная смесь NO и NO2 («нитрозные газы»). Промежуточный продукт в синтезе азотной кислоты.Уравнения важнейших реакций:

2NO + O2(изб.

) = 2NO2    (20˚C)

2NO + C(графит) =  N2 +  CО2 (400- 500˚C)
10NO + 4P(красный) =  5N2 + 2P2O5 (150- 200˚C)
2NO + 4Cu = N2  + 2 Cu2O   (500- 600˚C)
Реакции на смеси  NO и  NO2:
NO + NO2  +H2O = 2HNO2(p)
NO + NO2  + 2KOH(разб.) = 2KNO2 + H2O
NO + NO2  +  Na2CO3 =  2Na2NO2  +  CО2 (450- 500˚C)
Получение в промышленности: окисление аммиака кислородом на катализаторе, в лаборатории  — взаимодействие разбавленной азотной кислоты с восстановителями:
8HNO3 + 6Hg = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4 H2Oили восстановлении нитратов:

2NaNO2 + 2H2SO4 + 2NaI = 2NO↑ + I2↓ + 2 H2O + 2Na2SO4

Диоксид азота NO2

Кислотный оксид, условно отвечает двум кислотам — HNO2 и  HNO3 (кислота для N4 не существует). Бурый газ, при комнатной температуре мономер  NO2, на холоду жидкий бесцветный димер N2О4 (тетраоксид диазота).  Полностью реагирует с водой, щелочами.

Очень сильный окислитель, вызывает коррозию металлов. Применяется для синтеза азотной кислоты и безводных нитратов, как окислитель ракетного топлива, очиститель нефти от серы и катализатор окисления органических соединений. Ядовит.

Уравнение важнейших реакций:

2NO2 ↔ 2NO + O2

4NO2(ж) + H2O = 2HNO3 + N2О3 (син.)     (на холоду)
3 NO2 + H2O = 3HNO3 + NO↑
2NO2 + 2NaOH(разб.) = NaNO2 + NaNO3 + H2O
4NO2 + O2+ 2 H2O = 4 HNO3
4NO2 + O2 + KOH = KNO3 + 2 H2O
2NO2 + 7H2 = 2NH3 + 4 H2O   (кат. Pt, Ni)
NO2 + 2HI(p) = NO↑ + I2↓ + H2O
NO2 + H2O + SO2 = H2SO4 + NO↑   (50- 60˚C)
NO2  + K = KNO2
6NO2 + Bi(NO3)3 + 3NO   (70- 110˚C)
  Получение:  в промышленности —   окислением NO  кислородом воздуха, в лаборатории – взаимодействие концентрированной азотной кислоты с восстановителями:
6HNO3 (конц.,гор.) + S = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
5HNO3 (конц.,гор.) + P (красный) = H3PO4  + 5NO2 ↑ + H2O
2HNO3 (конц.,гор.) +  SO2 = H2SO4  + 2 NO2 ↑

Оксид диазота N2O

Бесцветный газ с приятным запахом («веселящий газ»), N꞊N꞊О, формальная степень окисления азота +1, плохо растворим в воде. Поддерживает горение графита и магния:

2N2O + C = CO2 + 2N2   (450˚C)
N2O + Mg = N2 + MgO (500˚C)Получают термическим разложением нитрата аммония:

NH4NO3 = N2O + 2 H2O (195- 245˚C)

применяется в медицине, как анастезирующее средство.

Триоксид диазота N2O3

При низких температурах –синяя жидкость, ON꞊NO2, формальная степень окисления азота +3. При 20 ˚C  на 90% разлагается на смесь бесцветного NO  и  бурого NO2 («нитрозные газы», промышленный дым – «лисий хвост»).

  N2O3 – кислотный оксид, на холоду с водой образует HNO2 , при нагревании реагирует иначе:
3N2O3 + H2O = 2HNO3 + 4NO↑
Со щелочами дает соли HNO2, например NaNO2.
Получают взаимодействием  NO c O2 (4NO + 3O2 = 2N2O3) или с NO2 (NO2 + NO = N2O3)
при сильном охлаждении.

«Нитрозные газы» и экологически опасны, действуют как катализаторы разрушения озонового слоя атмосферы.

Пентаоксид диазотаN2O5

Бесцветное,  твердое вещество, O2N – O – NO2, степень окисления  азота равна +5. При комнатной температуре за 10 ч разлагается на NO2 и O2.

Реагирует с водой и щелочами как кислотный оксид:
N2O5 + H2O = 2HNO3
N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2
Получают дегидротацией дымящейся азотной кислоты:
2HNO3  + P2O5 = N2O5 + 2HPO3
или окислением NO2 озоном при  -78˚C:
2NO2 + O3 = N2O5 + O2

 Нитриты и нитраты

Нитрит калия KNO2.  Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения. Устойчив в сухом воздухе. Очень хорошо растворим в воде (образуя бесцветный раствор), гидролизуется по аниону. Типичный окислитель и восстановитель в кислотной среде, очень медленно реагирует в щелочной среде. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественные реакции на ион NO2— обесцвечивание фиолетового раствора MnO4  и появление черного осадка при добавлении ионов I. Применяется в производстве красителей, как аналитический реагент на аминокислоты и йодиды, компонент фотографических реактивов.уравнение важнейших реакций:

2KNO2(т)  + 2HNO3(конц.) = NO2↑ + NO↑ + H2O  + 2KNO3
2KNO2 (разб.)+ O2(изб.

) → 2KNO3 (60-80 ˚C)
KNO2  + H2O + Br2 = KNO3  + 2HBr

5NO2— + 6H+  + 2MnO4— (фиол.) = 5NO3—   + 2Mn2+ (бц.) + 3H2O
3 NO2—  + 8H+ + CrO72- = 3NO3— + 2Cr3+ + 4H2O
NO2—(насыщ.) + NH4+(насыщ.)=  N2↑ +  2H2O
2NO2—  + 4H+ + 2I—(бц.) = 2NO↑ + I2(черн.) ↓ = 2H2O
NO2—(разб.) + Ag+ = AgNO2 (светл.желт.)↓
Получение впромышленности – восстановлением калийной селитры в процессах:
KNO3 + Pb = KNO2  + PbO (350-400˚C)
KNO3 (конц.) + Pb(губка) + H2O = KNO2+ Pb(OH)2↓
3 KNO3 + CaO + SO2 = 2 KNO2  + CaSO4 (300 ˚C)

Hитраткалия KNO3
Техническое название калийная, или индийская соль, селитра. Белый, плавится без разложения при дальнейшем нагревании разлагается. Устойчив на воздухе.

Хорошо растворим в воде (с высоким эндо-эффектом, = -36 кДж), гидролиза нет. Сильный окислитель при сплавлении (за счет выделения атомарного кислорода). В растворе восстанавливается только атомарным водородом (в кислотной среде до KNO2, в щелочной среде до NH3).

Применяется в производстве стекла, как консервант пищевых продуктов, компонент пиротехнических смесей и минеральных удобрений.

2KNO3 = 2KNO2  +  O2                                                             (400- 500 ˚C)

KNO3 + 2H0 (Zn, разб. HCl) = KNO2 + H2O     

KNO3 + 8H0 (Al, конц. KOH) = NH3↑ + 2H2O + KOH     (80 ˚C)

KNO3 + NH4Cl = N2O↑ + 2H2O + KCl                 (230- 300 ˚C)

2 KNO3 + 3C (графит) + S = N2 + 3CO2 + K2S   (сгорание)

KNO3 + Pb = KNO2 + PbO                                    (350 — 400  ˚C)

KNO3 + 2KOH + MnO2 = K2MnO4 + KNO2 + H2O                                    (350 — 400  ˚C)

Получение: в промышленности
4KOH (гор.) + 4NO2  + O2  = 4KNO3 +  2H2O

и в лаборатории:
KCl + AgNO3 = KNO3 + AgCl↓

Азот — характеристика элемента, физические и химические свойства простого вещества. Аммиак, соли аммония.
Азотная кислота — строение и химические свойства

Источник: http://himege.ru/azot-i-ego-soedineniya/

Аммиак — Абросимова Елена Владимировна учитель химии и биологии

Азот, аммиак, соли аммония. Кислородные соединения азота. Литвинов В.Ф

Аммиак – NH3            Аммиак (в европейских языках его название звучит как «аммониак») своим названием обязан оазису             Аммона в Северной Африке, расположенному на перекрестке караванных путей. В жарком климате                мочевина (NH2)2CO, содержащаяся в продуктах жизнедеятельности животных, разлагается особенно             быстро. Одним из продуктов разложения и является аммиак. По другим сведениям, аммиак получил                своё название от древнеегипетского слова амониан. Так называли людей, поклоняющихся богу                         Амону. Они во время своих ритуальных обрядов нюхали нашатырь NH4Cl, который при нагревании                 испаряет аммиак.1. Строение молекулы                                           Водородная связь— это химическая связь между атомами водорода одной молекулы и атомами очень электроотрицательных элементов (фтора, кислорода, азота), имеющих неподеленные электронные пары другой молекулы.    Это очень слабая связь — примерно в 15—20 раз слабее ковалентной. Благодаря ей некоторые низкомолекулярные вещества (т. е. имеющие небольшую молекулярную массу) образуют ассоциаты, что приводит к повышению температур плавления и кипения веществ. 2. Физические свойства аммиака    При нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта), почти вдвое легче воздуха, ядовит. По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это мы и воспринимаем как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. Растворимость NH3 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объёмов (при 0 °C) или 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды.
В лабораторииВ промышленности
Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:NH4Cl + NaOH = NH3↑ + NaCl + H2O(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 = 2NH3↑ + CaSO4+ 2H2OВнимание! Гидроксид аммония неустойчивое основание, разлагается:NH4OH ↔ NH3↑ + H2OПри получении аммиака держите пробирку — приёмник дном кверху, так как аммиак легче воздуха:Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота:N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г) + 45,9  кДжУсловия:катализатор – пористое железотемпература – 450 – 500 ˚Сдавление – 25 – 30 МПаЭто так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химические основы метода).

4. Химические свойства аммиака

Реакции, идущие с  изменением степени окисления атома азота (реакции окисления)

                                                        N-3 → N0 → N+2 

                                            NH3 – сильный восстановитель.

1. Взаимодействие аммиака с кислородом

А. Горение аммиака (при нагревании)

                                                 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2О

 Б. Каталитическое окисление амииака (катализатор Pt – Rh, температура)

 » Окисление аммиака в присутствии оксида хрома»

2. Взаимодействие аммиака с с оксидами металлов 

                                                 2 NH3  + 3CuO = 3Cu + N2 + 3 H2O

3. Взаимодействие аммиака с сильными окислителями

                                                 2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl (при нагревании)

4. Разложение аммиака (аммиак – непрочное соединение, при нагревании разлагается)

                                                 2NH3↔ N2 + 3H2

Реакции, идущие без изменения степени окисления атома азота (присоединение)

Реакции без изменения степени окисления атома азота — образование иона аммония NH4+ по донорно-акцепторному механизму

Три неспаренных  электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с электронами трёх атомов водорода (связи N−H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать донорно-акцепторную связь с ионом водорода, образуя ион аммония NH4+.

А. Взаимодействие аммиака с водой:

 «Фонтан» 
 «Растворение аммиака в воде»NH3 + H2О    NH4ОН    NH3*H2О
                                                                                   (гидроксид аммония) 
 
Раствор аммиака в воде — это основание. Его можно обнаружить по посинению влажной лакмусовой бумажки                 Б. Взаимодействие аммиака с кислотами:

                                                NH3 + HCl → NH4Cl    (соль хлорид аммония)

NH3 + HNO3 → NH4NO3      (соль нитрат аммония)

NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4   (соль сульфат аммония)

 «Качественная реакция на аммиак»  — Эксперимент «Дым без огня» 
— Эксперимент «Взаимодействие аммиака с концентрированными кислотами»

По объемам производства аммиак занимает одно из первых мест; ежегодно во всем мире получают около 100 миллионов тонн этого соединения.

Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора – аммиачной воды, которая обычно содержит 25% NH3. Огромные количества аммиака далее используются для получения азотной кислоты, которая идет на производство удобрений и множества других продуктов.

Аммиачную воду применяют также непосредственно в виде удобрения, а иногда поля поливают из цистерн непосредственно жидким аммиаком. Из аммиака получают различные соли аммония, мочевину, уротропин.

Егоприменяют также в качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках.

Аммиак используется также для получения синтетических волокон, например, найлона и капрона. В легкой промышленности он используется при очистке и крашении хлопка, шерсти и шелка.

В нефтехимической промышленности аммиак используют для нейтрализации кислотных отходов, а в производстве природного каучука аммиак помогает сохранить латекс в процессе его перевозки от плантации до завода. Аммиак используется также при производстве соды по методу Сольве.

В сталелитейной промышленности аммиак используют для азотирования – насыщения поверхностных слоев стали азотом, что значительно увеличивает ее твердость.

Медики используют водные растворы аммиака (нашатырный спирт) в повседневной практике: ватка, смоченная в нашатырном спирте, выводит человека из обморочного состояния. Для человека аммиак в такой дозе не опасен.

Тренажёр №1 «Горение аммиака»

Тренажёр №2 «Химические свойства аммиака»

№1. Осуществить превращения по схеме:

а) Азот→ Аммиак → Оксид азота (II)

б) Нитрат аммония → Аммиак → Азот

в) Аммиак → Хлорид аммония → Аммиак → Сульфат аммония

Для ОВР составить е-баланс, для реакций обмена —  полные и сокращенные ионные уравнения.

Источник: https://www.sites.google.com/site/abrosimovachemy/materialy-v-pomos-ucenikam/distancionnoe-obucenie/9-klass/ammiak

Азот. Аммиак. Соли аммония

Азот, аммиак, соли аммония. Кислородные соединения азота. Литвинов В.Ф

Селитра – природные нитраты натрия и калия – была известна в Китае в первые века нашей эры; ее использовали для приготовления пороха и проведения фейерверков.

Позже она упоминается в трудах европейских алхимиков (латинские названия – nitro или sal nitri).

Нагревая селитру с железным купоросом, алхимики получали азотную кислоту, которая длительное время называлась по-латыни aqua fortis («крепкая вода»; в русских текстах обычно встречается термин «крепкая водка»).

Чистую азотную кислоту впервые получил немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер действуя на селитру купоросным маслом (концентрированной серной кислотой):

KNO3 + H2SO4 = KHSO4 + HNO3↑

Пустыня Атакама. Место добычи чилийской селитры

Он же обнаружил, что при взаимодействии азотной кислоты с поташом K2CO3 образуется чистая калийная селитра.

Это открытие имело большое практическое значение, ведь раньше селитру, необходимую для производства пороха, ввозили в Европу из стран Востока, а также выделяли из соляного налёта на стенах конюшен или из селитряных ям, где она образовывалась под действием микроорганизмов как конечный продукт окисления азотсодержащих органических соединений.

При прокаливании смеси селитры NaNO3,железного купороса FeSO4∙7H2O, алюмокалиевых квасцов KAl(SO4)2∙12H2O и нашатыря NH4Cl алхимикам удалось получить жидкость, растворявшую даже «царя металлов» — золото.

Поэтому ее и назвали aqua regia, что значит «царская вода» или «царская водка». Царская водка – жидкость жёлтого цвета, образующаяся при смешении трёх объёмов соляной и одного объёма азотной кислот.

В царской водке без труда растворяется даже платина.

Азот независимо друг от друга открыли в конце XVIII в. несколько учёных. Английский исследователь Генри Кавендиш получил «мефитический воздух» (так он назвал азот), многократно пропуская воздух над раскаленным углем (тем самым удаляя кислород), а потом через раствор щелочи для поглощения образовавшегося углекислого газа СО2.

Генри Кавендиш

Соотечественник Кавендиша Джозеф Пристли описал образование газа, не поддерживающего горение и дыхание, — «флогистированного воздуха», — наблюдая за горением свечи в закрытом сосуде.

Наконец, ещё один английский учёный, Даниэль Резерфорд, также получил азот из воздуха. В отличие от Кавендиша и Пристли, он сразу же, 1772 г., опубликовал работу, где описал получение и свойства выделенного им «удушливого воздуха». Поэтому именно Резерфорд считается первооткрывателем азота.

В природе наибольшее количество азота находится в несвязанном виде в воздухе. Основной состав атмосферного воздуха определил А.Л.Лавуазье, по предложению которого новый элемент и назвали азотом.

Название это составлено из греческого слова «зое» («жизнь») и приставки «а»- («не-») и означает «безжизненный», «не дающий жизнь».

Латинское низвание азота – Nitrogenium – переводится как «образующий селитру».

Редко встречаются минералы, которые содержат азот, например чилийская селитра NaNO3, залежи которой тянутся вдоль побережья Чили и Перу на расстояние свыше 3600 км. В конце XIX в.

добыча ее составляла примерно 0,5 тонн в год. Не случайно у предпринимателей и ученых возникали опасения в том, что скоро ее запасы иссякнут.

Это и подтолкнуло химиков к разработке технологий по связыванию азота воздуха.

В промышленности азот получают из жидкого воздуха. Для этого воздух переводят в жидкое состояние, и при температуре – 196 0С азот испаряется.

В лаборатории азот получают разложением нитрита аммония NH4NO2 при нагревании:

NH4NO2 = N2↑ + H2O

Физические свойства

Жидкий азот

Азот – газ без цвета, вкуса и запаха (tпл = -210 0С, tкип = -196 0С), мало растворимый в воде. Свободный азот химически инертен из-за высокой прочности молекулы N2, в которой атомы связаны тройной связью. Поэтому азот с трудом вступает в химические реакции, не поддерживает горение и дыхание.

Характерные степени окисления:

   — 3         0        +1       +2      +3        +4        +5

NH3     N2      N2O     NO      N2O3    NO2    N2O5

Химические свойства

В химических реакциях азот может быть как окислителем, так и восстановителем.

Азот взаимодействует как окислитель:

а) с водородом:

N2 + 3H2 = 2NH3

б) с металлами:

N2 + 3Ca = Ca3N2

Азот взаимодействует как восстановитель:

а) с кислородом:

N2 + O2 = 2NO

б) с фтором:

N2 + F2 = 2NF3

Применение

Азот является исходным сырьем для получения аммиака, азотной кислоты и азотных удобрений.

                                                 Аммиак

Аммиак – бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде. В одном литре воды при температуре 20 0С растворяется 700 л аммиака. Этот раствор называется аммиачной водой или нашатырным спиртом.

                                                 Соли аммония

Хлорид аммония

При взаимодействии аммиака или гидроксида аммония с кислотами образуются соли аммония:

Все соли аммония хорошо растворимы в воде. Соли аммония имеют общие свойства солей. К особым свойствам солей аммония относятся реакции их термического разложения, которые протекают по-разному, в зависимости от характера аниона, например:

(NH4)2SO4 = NH3↑ + NH4HSO4

NH4NO3 = N2O↑ + 2H2O

NH4Cl = NH3↑ + HCl↑

Реакция взаимодействия солей аммония со щелочью является качественной реакцией на катион аммония NH4+:

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3↑ + H2O

NH4+ + OH— = NH3↑ + H2O

Выделяющийся аммиак определяют по запаху или по посинению влажной лакмусовой бумаги.

Применение аммиака и солей аммония

Из аммиака получают азотную кислоту, гидроксид аммония (нашатырный спирт), соли аммония и т.д. Нашатырный спирт NH4OH и нашатырь NH4Cl широко применяется в медицине. Нитрат аммония, фосфат аммония и другие аммонийные соли используются в сельском хозяйстве в качестве удобрений.

Скачать:

Скачать бесплатно реферат на тему: «Азот»  Azot.doc (44 Загрузки)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Азот и фосфор» Азот-и-фосфор.docx (34 Загрузки)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Соединения азота»  Соединения-азота.docx (Одна Загрузка)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Производство азотных удобрений» ПРОИЗВОДСТВО-АЗОТНЫХ-УДОБРЕНИЙ.docx (27 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Аммиак»  Аммиак.docx (43 Загрузки)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Аммиачная селитра»  Аммиачная-селитра.docx (33 Загрузки)

Скачать рефераты по другим темам можно здесь

Источник: https://al-himik.ru/azot-ammiak-soli-ammonija/

Biz-books
Добавить комментарий