Salitre - é assim que a palavra Nitrogenium é traduzida do latim. Este é o nome do nitrogênio, um elemento químico de número atômico 7, que lidera o 15º grupo na versão longa da tabela periódica. Na forma de uma substância simples, é distribuído no envelope aéreo da Terra - a atmosfera. Uma variedade de compostos de nitrogênio são encontrados na crosta terrestre e nos organismos vivos, e são amplamente utilizados nas indústrias, assuntos militares, agricultura e medicina.
Por que o nitrogênio foi chamado de "sufocante" e "sem vida"
Como sugerem os historiadores da química, Henry Cavendish (1777) foi o primeiro a receber essa substância simples. O cientista passou ar sobre carvões quentes, usando álcalis para absorver os produtos da reação. Como resultado do experimento, o pesquisador descobriu um gás incolor e inodoro que não reagia com o carvão. Cavendish o chamou de "ar sufocante" por sua incapacidade de sustentar a respiração e a combustão.
Um químico moderno explicaria que o oxigênio reagiu com o carbono para formar dióxido de carbono. A parte "sufocante" restante do ar consistia principalmente de moléculas de N 2 . Cavendish e outros cientistas da época ainda não conheciam essa substância, embora os compostos de nitrogênio e salitre fossem amplamente utilizados na economia. O cientista relatou sobre um gás incomum para seu colega, que realizou experimentos semelhantes, Joseph Priestley.
Ao mesmo tempo, Karl Scheele chamou a atenção para um componente desconhecido do ar, mas não conseguiu explicar corretamente sua origem. Somente Daniel Rutherford em 1772 percebeu que o gás “sufocante” “estragado” presente nos experimentos era o nitrogênio. Qual cientista considerar como seu descobridor ainda é contestado pelos historiadores da ciência.
Quinze anos após os experimentos de Rutherford, o famoso químico Antoine Lavoisier propôs mudar o termo ar "estragado", referindo-se ao nitrogênio, para outro - Nitrogênio. Naquela época, ficou provado que esta substância não queima, não suporta a respiração. Ao mesmo tempo, apareceu o nome russo "nitrogênio", que é interpretado de maneiras diferentes. O termo é mais frequentemente dito para significar "sem vida". Trabalhos subsequentes refutaram a opinião generalizada sobre as propriedades da matéria. Os compostos nitrogenados - proteínas - são as macromoléculas mais importantes na composição dos organismos vivos. Para construí-los, as plantas absorvem os elementos necessários de nutrição mineral do solo - íons NO 3 2- e NH 4+.
O nitrogênio é um elemento químico
Ajuda a entender a estrutura do átomo e suas propriedades (PS). De acordo com a posição na tabela periódica, pode-se determinar a carga nuclear, o número de prótons e nêutrons (número de massa). É necessário prestar atenção ao valor da massa atômica - essa é uma das principais características do elemento. O número do período corresponde ao número de níveis de energia. Na versão curta da tabela periódica, o número do grupo corresponde ao número de elétrons no nível de energia mais externo. Vamos resumir todos os dados nas características gerais do nitrogênio de acordo com sua posição no sistema periódico:
- Este é um elemento não metálico, localizado no canto superior direito do PS.
- Sinal químico: N.
- Número ordinal: 7.
- Massa atômica relativa: 14,0067.
- Fórmula de um composto de hidrogênio volátil: NH 3 (amônia).
- Forma o óxido mais alto N 2 O 5, no qual a valência do nitrogênio é V.
A estrutura do átomo de nitrogênio:
- Carga do núcleo: +7.
- Número de prótons: 7; número de nêutrons: 7.
- Número de níveis de energia: 2.
- Número total de elétrons: 7; fórmula eletrônica: 1s 2 2s 2 2p 3.
Os isótopos estáveis do elemento nº 7 foram estudados em detalhes, seus números de massa são 14 e 15. O conteúdo de átomos do mais leve deles é de 99,64%. Os núcleos de isótopos radioativos de vida curta também contêm 7 prótons, e o número de nêutrons varia muito: 4, 5, 6, 9, 10.
nitrogênio na natureza
A concha de ar da Terra contém moléculas de uma substância simples, cuja fórmula é N 2. O teor de nitrogênio gasoso na atmosfera é de aproximadamente 78,1% em volume. Compostos inorgânicos deste elemento químico na crosta terrestre são vários sais de amônio e nitratos (nitratos). Fórmulas de compostos e nomes de algumas das substâncias mais importantes:
- NH3, amônia.
- NO2, dióxido de nitrogênio.
- NaNO3, nitrato de sódio.
- (NH4)2SO4, sulfato de amónio.
A valência do nitrogênio nos dois últimos compostos é IV. Carvão, solo, organismos vivos também contêm átomos de N ligados. O nitrogênio é parte integrante das macromoléculas de aminoácidos, nucleotídeos de DNA e RNA, hormônios e hemoglobina. O conteúdo total de um elemento químico no corpo humano chega a 2,5%.
substância simples
O nitrogênio na forma de moléculas diatômicas é a maior parte do ar atmosférico em termos de volume e massa. Uma substância cuja fórmula é N 2 não tem cheiro, cor ou sabor. Este gás compõe mais de 2/3 do envelope de ar da Terra. Na forma líquida, o nitrogênio é uma substância incolor semelhante à água. Ferve a -195,8°C. M (N 2) \u003d 28 g / mol. A substância simples nitrogênio é ligeiramente mais leve que o oxigênio, sua densidade no ar é próxima de 1.
Os átomos de uma molécula se ligam fortemente a 3 pares de elétrons compartilhados. O composto apresenta alta estabilidade química, o que o distingue do oxigênio e de várias outras substâncias gasosas. Para que uma molécula de nitrogênio se desintegre em seus átomos constituintes, é necessário gastar uma energia de 942,9 kJ/mol. A ligação de três pares de elétrons é muito forte, começa a quebrar quando aquecido acima de 2000 ° C.
Em condições normais, a dissociação de moléculas em átomos praticamente não ocorre. A inércia química do nitrogênio também se deve à completa ausência de polaridade em suas moléculas. Eles interagem muito fracamente um com o outro, o que é a razão para o estado gasoso da matéria à pressão normal e temperatura próxima à temperatura ambiente. A baixa reatividade do nitrogênio molecular encontra aplicação em diversos processos e dispositivos onde é necessário criar um ambiente inerte.
A dissociação de moléculas de N 2 pode ocorrer sob a influência da radiação solar na alta atmosfera. O nitrogênio atômico é formado, que em condições normais reage com alguns metais e não metais (fósforo, enxofre, arsênico). Como resultado, há uma síntese de substâncias que são obtidas indiretamente em condições terrenas.
Valência de nitrogênio
A camada eletrônica externa do átomo é formada por 2 s e 3 p elétrons. Essas partículas negativas de nitrogênio podem desistir ao interagir com outros elementos, o que corresponde às suas propriedades redutoras. Ao anexar os 3 elétrons ausentes ao octeto, o átomo exibe habilidades oxidantes. A eletronegatividade do nitrogênio é menor, suas propriedades não metálicas são menos pronunciadas do que as do flúor, oxigênio e cloro. Ao interagir com esses elementos químicos, o nitrogênio cede elétrons (é oxidado). A redução a íons negativos é acompanhada por reações com outros não metais e metais.
A valência típica do nitrogênio é III. Nesse caso, as ligações químicas são formadas devido à atração de elétrons p externos e à criação de pares comuns (ligantes). O nitrogênio é capaz de formar uma ligação doador-aceptor devido ao seu par solitário de elétrons, como ocorre no íon amônio NH 4+ .
Obtenção em laboratório e indústria
Um dos métodos de laboratório é baseado em propriedades oxidantes.Um composto de nitrogênio-hidrogênio é usado - amônia NH 3. Este gás fétido reage com óxido de cobre preto em pó. Como resultado da reação, o nitrogênio é liberado e cobre metálico (pó vermelho) aparece. Gotas de água, outro produto da reação, se depositam nas paredes do tubo.
Outro método laboratorial que utiliza a combinação de nitrogênio com metais é uma azida, como NaN 3 . Acontece um gás que não precisa ser purificado de impurezas.
No laboratório, o nitrito de amônio é decomposto em nitrogênio e água. Para que a reação comece, é necessário aquecimento, então o processo prossegue com a liberação de calor (exotérmico). O nitrogênio está contaminado com impurezas, por isso é purificado e seco.
Obtenção de nitrogênio na indústria:
- destilação fracionada do ar líquido - um método que usa as propriedades físicas do nitrogênio e do oxigênio (diferentes pontos de ebulição);
- reação química do ar com carvão quente;
- separação de gás de adsorção.
Interação com metais e hidrogênio - propriedades oxidantes
A inércia das moléculas fortes não permite a obtenção de alguns compostos nitrogenados por síntese direta. Para ativar os átomos, é necessário um forte aquecimento ou irradiação da substância. O nitrogênio pode reagir com o lítio à temperatura ambiente, com o magnésio, cálcio e sódio a reação ocorre apenas quando aquecido. Os nitretos metálicos correspondentes são formados.
A interação do nitrogênio com o hidrogênio ocorre em altas temperaturas e pressões. Este processo também requer um catalisador. Acontece amônia - um dos produtos mais importantes da síntese química. O nitrogênio, como agente oxidante, apresenta três estados de oxidação negativos em seus compostos:
- -3 (amônia e outros compostos de hidrogênio de nitrogênio - nitretos);
- −2 (hidrazina N 2 H 4);
- −1 (hidroxilamina NH 2 OH).
O nitreto mais importante, a amônia, é obtido em grandes quantidades na indústria. A inércia química do nitrogênio permaneceu um grande problema por muito tempo. O salitre era sua fonte de matérias-primas, mas as reservas minerais começaram a diminuir rapidamente à medida que a produção aumentava.
Uma grande conquista da ciência e prática química foi a criação do método de fixação de amônia de nitrogênio em escala industrial. A síntese direta é realizada em colunas especiais - um processo reversível entre nitrogênio obtido do ar e hidrogênio. Ao criar condições ótimas que desloquem o equilíbrio desta reação para o produto, usando um catalisador, o rendimento de amônia chega a 97%.
Interação com propriedades redutoras de oxigênio
Para iniciar a reação de nitrogênio e oxigênio, é necessário um forte aquecimento. A descarga de raios na atmosfera também tem energia suficiente. Os compostos inorgânicos mais importantes em que o nitrogênio está em seus estados de oxidação positivos:
- +1 (óxido nítrico (I) N2O);
- +2 (monóxido de nitrogênio NO);
- +3 (óxido nítrico (III) N 2 O 3; ácido nitroso HNO 2, seus sais são nitritos);
- +4 (azoto (IV) NO2);
- +5 (pentóxido de nitrogênio (V) N 2 O 5, ácido nítrico HNO 3, nitratos).
Valor na natureza
As plantas absorvem íons de amônio e ânions de nitrato do solo, usam a síntese de moléculas orgânicas para reações químicas, que ocorrem constantemente nas células. O nitrogênio atmosférico pode ser absorvido pelas bactérias do nódulo - criaturas microscópicas que formam crescimentos nas raízes das leguminosas. Como resultado, esse grupo de plantas recebe o elemento nutriente necessário, enriquece o solo com ele.
Durante as chuvas tropicais, ocorrem reações de oxidação do nitrogênio atmosférico. Os óxidos se dissolvem para formar ácidos, esses compostos de nitrogênio na água entram no solo. Devido à circulação do elemento na natureza, suas reservas na crosta terrestre e no ar são constantemente reabastecidas. Moléculas orgânicas complexas contendo nitrogênio em sua composição são decompostas por bactérias em componentes inorgânicos.
Uso pratico
Os compostos nitrogenados mais importantes para a agricultura são os sais altamente solúveis. As plantas assimilam uréia, potássio, cálcio), compostos de amônio (uma solução aquosa de amônia, cloreto, sulfato, nitrato de amônio).
As propriedades inertes do nitrogênio, a incapacidade das plantas de assimilá-lo do ar, levam à necessidade de aplicar anualmente grandes doses de nitratos. Partes do organismo vegetal são capazes de armazenar macronutrientes “para o futuro”, o que piora a qualidade dos produtos. Excesso e frutas podem causar intoxicação nas pessoas, o crescimento de neoplasias malignas. Além da agricultura, os compostos de nitrogênio são usados em outras indústrias:
- receber medicamentos;
- para síntese química de compostos macromoleculares;
- na produção de explosivos a partir de trinitrotolueno (TNT);
- para a produção de corantes.
NO óxido é usado em cirurgias, a substância tem efeito analgésico. A perda de sensações ao inalar esse gás foi notada até mesmo pelos primeiros pesquisadores das propriedades químicas do nitrogênio. Foi assim que surgiu o nome trivial "gás hilariante".
O problema dos nitratos nos produtos agrícolas
Os sais de ácido nítrico - nitratos - contêm um ânion de carga única NO 3-. Até agora, o antigo nome desse grupo de substâncias é usado - salitre. Os nitratos são usados para fertilizar campos, em estufas, pomares. Eles são aplicados no início da primavera antes da semeadura, no verão - na forma de curativos líquidos. As substâncias em si não representam um grande perigo para os seres humanos, mas no corpo elas se transformam em nitritos e depois em nitrosaminas. Os íons nitrito NO 2- são partículas tóxicas, que causam a oxidação do ferro ferroso nas moléculas de hemoglobina em íons trivalentes. Nesse estado, a principal substância do sangue de humanos e animais não é capaz de transportar oxigênio e remover dióxido de carbono dos tecidos.
Qual é o perigo de contaminação dos alimentos por nitrato para a saúde humana:
- tumores malignos decorrentes da conversão de nitratos em nitrosaminas (cancerígenos);
- desenvolvimento de colite ulcerativa
- hipotensão ou hipertensão;
- insuficiência cardíaca;
- distúrbio de coagulação do sangue
- lesões do fígado, pâncreas, desenvolvimento de diabetes;
- o desenvolvimento de insuficiência renal;
- anemia, memória prejudicada, atenção, inteligência.
O uso simultâneo de diferentes produtos com grandes doses de nitratos leva à intoxicação aguda. As fontes podem ser plantas, água potável, pratos de carne preparados. A imersão em água limpa e o cozimento podem reduzir o teor de nitrato dos alimentos. Os pesquisadores descobriram que doses mais altas de compostos perigosos foram observadas em produtos vegetais imaturos e de efeito estufa.
O fósforo é um elemento do subgrupo nitrogênio
Átomos de elementos químicos que estão na mesma coluna vertical do sistema periódico exibem propriedades comuns. O fósforo está localizado no terceiro período, pertence ao 15º grupo, como o nitrogênio. A estrutura dos átomos dos elementos é semelhante, mas existem diferenças nas propriedades. Nitrogênio e fósforo apresentam estado de oxidação negativo e valência III em seus compostos com metais e hidrogênio.
Muitas reações do fósforo ocorrem em temperaturas normais; é um elemento quimicamente ativo. Interage com o oxigênio para formar um óxido superior P 2 O 5 . Uma solução aquosa desta substância tem as propriedades de um ácido (metafosfórico). Quando é aquecido, o ácido ortofosfórico é obtido. Forma vários tipos de sais, muitos dos quais servem como fertilizantes minerais, como os superfosfatos. Compostos de nitrogênio e fósforo são uma parte importante do ciclo de substâncias e energia em nosso planeta, eles são usados na indústria, agricultura e outros campos de atividade.
(de acordo com Pauling)
| N | 7 |
| 14,00674 | |
| 2s 2 2p 3 | |
| Azoto | |
O nitrogênio, na forma de moléculas diatômicas de N 2, compõe a maior parte da atmosfera, onde seu conteúdo é de 75,6% (em massa) ou 78,084% (em volume), ou seja, cerca de 3,87 10 15 toneladas.
A massa de nitrogênio dissolvida na hidrosfera, dado que os processos de dissolução de nitrogênio atmosférico em água e liberação na atmosfera simultaneamente, é de cerca de 2 10 13 toneladas, além disso, cerca de 7 10 11 toneladas de nitrogênio estão contidas na hidrosfera em a forma de compostos.
Papel biológico
O nitrogênio é um elemento necessário para a existência de animais e plantas, faz parte de proteínas (16-18% em peso), aminoácidos, ácidos nucléicos, nucleoproteínas, clorofila, hemoglobina, etc. Nas células vivas, o número de átomos de nitrogênio é de cerca de 2%, por fração de massa - cerca de 2,5% (quarto lugar depois de hidrogênio, carbono e oxigênio). A este respeito, uma quantidade significativa de nitrogênio ligado é encontrada em organismos vivos, "matéria orgânica morta" e matéria dispersa dos mares e oceanos. Esta quantidade é estimada em aproximadamente 1,9 10 11 toneladas. Como resultado dos processos de decomposição e decomposição de matéria orgânica contendo nitrogênio, sujeitos a fatores ambientais favoráveis, depósitos naturais de minerais contendo nitrogênio, por exemplo, "nitrato de Chile" (sódio nitrato com impurezas outros compostos), salitre norueguês, indiano.
O ciclo do nitrogênio na natureza
O ciclo do nitrogênio na natureza
A fixação do nitrogênio atmosférico na natureza ocorre em duas direções principais - abiogênica e biogênica. A primeira rota envolve principalmente as reações de nitrogênio com oxigênio. Como o nitrogênio é quimicamente bastante inerte, grandes quantidades de energia (altas temperaturas) são necessárias para a oxidação. Essas condições são alcançadas durante as descargas atmosféricas, quando a temperatura atinge 25.000 °C ou mais. Neste caso, ocorre a formação de vários óxidos de nitrogênio. Existe também a possibilidade de que a fixação abiótica ocorra como resultado de reações fotocatalíticas nas superfícies de semicondutores ou dielétricos de banda larga (areia do deserto).
No entanto, a maior parte do nitrogênio molecular (cerca de 1,4·10 8 t/ano) é fixada biologicamente. Durante muito tempo acreditou-se que apenas um pequeno número de espécies de microorganismos (embora disseminados na superfície da Terra) pode ligar nitrogênio molecular: bactérias Azotobacter e Clostridium, bactérias nodulares de leguminosas Rhizobium, cianobactéria Anabaena, Nostoc e outros.Agora sabe-se que muitos outros organismos na água e no solo têm essa capacidade, por exemplo, actinomicetos nos tubérculos de amieiro e outras árvores (160 espécies no total). Todos eles convertem nitrogênio molecular em compostos de amônio (NH 4 +). Esse processo requer uma quantidade significativa de energia (para fixar 1 g de nitrogênio atmosférico, as bactérias em nódulos de leguminosas gastam cerca de 167,5 kJ, ou seja, oxidam cerca de 10 g de glicose). Assim, é visível o benefício mútuo da simbiose de plantas e bactérias fixadoras de nitrogênio - as primeiras fornecem às últimas um “lugar para morar” e fornecem o “combustível” obtido como resultado da fotossíntese - glicose, as últimas fornecem o nitrogênio necessário para as plantas na forma que assimilam.
O nitrogênio na forma de amônia e compostos de amônio, obtidos nos processos de fixação biogênica de nitrogênio, é rapidamente oxidado a nitratos e nitritos (esse processo é chamado de nitrificação). Este último, não ligado aos tecidos vegetais (e mais adiante na cadeia alimentar por herbívoros e predadores), não permanece no solo por muito tempo. A maioria dos nitratos e nitritos são altamente solúveis; portanto, são lavados pela água e eventualmente entram nos oceanos do mundo (esse fluxo é estimado em 2,5-8·10 7 t/ano).
O nitrogênio incluído nos tecidos de plantas e animais, após sua morte, sofre amonificação (decomposição de compostos complexos contendo nitrogênio com liberação de amônia e íons amônio) e desnitrificação, ou seja, liberação de nitrogênio atômico, bem como de seus óxidos . Esses processos são inteiramente devidos à atividade de microrganismos em condições aeróbicas e anaeróbicas.
Na ausência de atividade humana, os processos de fixação de nitrogênio e nitrificação são quase completamente equilibrados por reações opostas de desnitrificação. Parte do nitrogênio entra na atmosfera do manto com erupções vulcânicas, parte está firmemente fixada em solos e minerais argilosos, além disso, o nitrogênio vaza constantemente das camadas superiores da atmosfera para o espaço interplanetário.
Toxicologia do nitrogênio e seus compostos
Por si só, o nitrogênio atmosférico é inerte o suficiente para ter um efeito direto no corpo humano e nos mamíferos. No entanto, sob pressão elevada, causa anestesia, intoxicação ou asfixia (com falta de oxigênio); com uma rápida diminuição da pressão, o nitrogênio causa a doença descompressiva.
Muitos compostos de nitrogênio são muito ativos e muitas vezes tóxicos.
Recibo
Em laboratórios, pode ser obtido pela reação de decomposição do nitrito de amônio:
NH 4 NO 2 → N 2 + 2H 2 O
A reação é exotérmica, liberando 80 kcal (335 kJ), de modo que o resfriamento do recipiente é necessário durante seu curso (embora seja necessário nitrito de amônio para iniciar a reação).
Na prática, esta reação é realizada adicionando gota a gota uma solução saturada de nitrito de sódio a uma solução saturada aquecida de sulfato de amônio, enquanto o nitrito de amônio formado como resultado da reação de troca se decompõe instantaneamente.
O gás liberado neste caso é contaminado com amônia, óxido nítrico (I) e oxigênio, dos quais é purificado passando sucessivamente por soluções de ácido sulfúrico, sulfato de ferro (II) e cobre quente. O nitrogênio é então seco.
Outro método laboratorial para obtenção de nitrogênio é o aquecimento de uma mistura de dicromato de potássio e sulfato de amônio (na proporção de 2:1 em peso). A reação ocorre de acordo com as equações:
K 2 Cr 2 O 7 + (NH 4) 2 SO 4 = (NH 4) 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 → (t) Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
O nitrogênio mais puro pode ser obtido pela decomposição de azidas metálicas:
2NaN 3 →(t) 2Na + 3N 2
O chamado "ar", ou nitrogênio "atmosférico", ou seja, uma mistura de nitrogênio com gases nobres, é obtido pela reação do ar com coque quente:
O 2 + 4N 2 + 2C → 2CO + 4N 2
Neste caso, é obtido o chamado "gerador", ou gás "ar" - matérias-primas para síntese química e combustível. Se necessário, o nitrogênio pode ser separado dele pela absorção de monóxido de carbono.
O nitrogênio molecular é produzido industrialmente por destilação fracionada de ar líquido. Este método também pode ser usado para obter "nitrogênio atmosférico". As plantas de nitrogênio também são amplamente utilizadas, que usam o método de adsorção e separação de gás por membrana.
Um dos métodos de laboratório é passar amônia sobre óxido de cobre (II) a uma temperatura de ~700°C:
2NH 3 + 3CuO → N 2 + 3H 2 O + 3Cu
A amônia é retirada de sua solução saturada por aquecimento. A quantidade de CuO é 2 vezes maior que a calculada. Imediatamente antes do uso, o nitrogênio é purificado das impurezas de oxigênio e amônia passando sobre o cobre e seu óxido (II) (também ~700°C), depois seco com ácido sulfúrico concentrado e álcali seco. O processo é bastante lento, mas vale a pena: o gás é muito puro.
Propriedades
Propriedades físicas
Espectro de emissão de linha óptica de nitrogênio
Em condições normais, o nitrogênio é um gás incolor, inodoro, levemente solúvel em água (2,3 ml/100g a 0°C, 0,8 ml/100g a 80°C).
Em estado líquido (ponto de ebulição -195,8 ° C) - um líquido incolor, móvel, como a água. Ao entrar em contato com o ar, absorve oxigênio dele.
A -209,86 °C, o nitrogênio solidifica como uma massa semelhante à neve ou grandes cristais brancos como a neve. Em contato com o ar, absorve oxigênio dele, enquanto derrete, formando uma solução de oxigênio em nitrogênio.
Três modificações cristalinas de nitrogênio sólido são conhecidas. Na faixa de 36,61 - 63,29 K, há uma fase β-N 2 com empacotamento hexagonal fechado, grupo espacial P6 3 /mmc, parâmetros de rede a=3,93 Å ec=6,50 Å. Em temperaturas abaixo de 36,61 K, a fase α-N 2 com rede cúbica é estável, tendo o grupo espacial Pa3 ou P2 1 3 e período a=5,660 Å. Sob uma pressão de mais de 3500 atmosferas e uma temperatura abaixo de 83 K, a fase hexagonal γ-N 2 é formada.
Propriedades químicas, estrutura molecular
O nitrogênio no estado livre existe na forma de moléculas diatômicas N 2, cuja configuração eletrônica é descrita pela fórmula σ s ²σ s *2 π x, y 4 σ z ², que corresponde a uma ligação tripla entre as moléculas de nitrogênio N ≡N (comprimento de ligação d N≡N = 0,1095 nm). Como resultado, a molécula de nitrogênio é extremamente forte, pois a reação de dissociação N2 ↔ 2N a entalpia específica de formação ΔH° 298 = 945 kJ, a constante de velocidade de reação K 298 = 10 -120, ou seja, a dissociação das moléculas de nitrogênio em condições normais praticamente não ocorre (o equilíbrio é quase completamente deslocado para a esquerda). A molécula de nitrogênio é apolar e fracamente polarizada, as forças de interação entre as moléculas são muito fracas, portanto, em condições normais, o nitrogênio é gasoso.
Mesmo a 3000°C, o grau de dissociação térmica do N2 é de apenas 0,1%, e somente a uma temperatura de cerca de 5000°C atinge vários por cento (à pressão normal). Nas camadas altas da atmosfera, ocorre a dissociação fotoquímica das moléculas de N 2 . Sob condições de laboratório, o nitrogênio atômico pode ser obtido passando N 2 gasoso sob forte vácuo através do campo de uma descarga elétrica de alta frequência. O nitrogênio atômico é muito mais ativo que o nitrogênio molecular: em particular, à temperatura normal, reage com enxofre, fósforo, arsênico e vários metais, por exemplo, co.
Devido à alta resistência da molécula de nitrogênio, muitos de seus compostos são endotérmicos, a entalpia de sua formação é negativa e os compostos de nitrogênio são termicamente instáveis e se decompõem facilmente quando aquecidos. É por isso que o nitrogênio na Terra está principalmente em estado livre.
Devido à sua inércia significativa, o nitrogênio em condições normais reage apenas com o lítio:
6Li + N 2 → 2Li 3 N,
quando aquecido, reage com alguns outros metais e não metais, formando também nitretos:
3Mg + N 2 → Mg 3 N 2,
O nitreto de hidrogênio (amônia) é da maior importância prática:
Fixação industrial de nitrogênio atmosférico
Os compostos de nitrogênio são extremamente utilizados em química, é impossível listar todas as áreas onde são usadas substâncias contendo nitrogênio: esta é a indústria de fertilizantes, explosivos, corantes, medicamentos e assim por diante. Embora quantidades colossais de nitrogênio estejam disponíveis no sentido literal da palavra “do ar”, devido à força da molécula de nitrogênio N 2 descrita acima, o problema de obter compostos contendo nitrogênio do ar permaneceu sem solução por muito tempo; a maioria dos compostos nitrogenados foi extraída de seus minerais, como o salitre chileno. No entanto, a redução das reservas desses minerais, bem como o aumento da demanda por compostos nitrogenados, tornaram necessário acelerar os trabalhos de fixação industrial do nitrogênio atmosférico.
O método de amônia mais comum de ligação do nitrogênio atmosférico. Reação de síntese de amônia reversível:
3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3
exotérmico (efeito térmico 92 kJ) e vai com uma diminuição de volume, portanto, para deslocar o equilíbrio para a direita, de acordo com o princípio de Le Chatelier-Brown, é necessário resfriar a mistura e altas pressões. No entanto, do ponto de vista cinético, abaixar a temperatura é desfavorável, pois reduz muito a taxa de reação - mesmo a 700 °C, a taxa de reação é muito baixa para seu uso prático.
Nesses casos, a catálise é usada, pois um catalisador adequado permite aumentar a velocidade da reação sem alterar o equilíbrio. Na busca por um catalisador adequado, cerca de vinte mil compostos diferentes foram testados. Em termos de combinação de propriedades (atividade catalítica, resistência ao envenenamento, baixo custo), um catalisador à base de ferro metálico com impurezas de óxidos de alumínio e potássio tem recebido o maior uso. O processo é realizado a uma temperatura de 400-600°C e pressões de 10-1000 atmosferas.
Deve-se notar que a pressões acima de 2.000 atmosferas, a síntese de amônia a partir de uma mistura de hidrogênio e nitrogênio ocorre em alta taxa e sem catalisador. Por exemplo, a 850°C e 4500 atmosferas, o rendimento do produto é de 97%.
Existe outro método menos comum de ligação industrial do nitrogênio atmosférico - o método da cianamida, baseado na reação do carboneto de cálcio com nitrogênio a 1000 ° C. A reação ocorre de acordo com a equação:
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C.
A reação é exotérmica, seu efeito térmico é de 293 kJ.
Aproximadamente 1,10 6 toneladas de nitrogênio são retiradas da atmosfera da Terra anualmente por meios industriais. O processo de obtenção de nitrogênio é descrito em detalhes aqui GRASYS
Compostos de Nitrogênio
Estados de oxidação do nitrogênio em compostos −3, −2, −1, +1, +2, +3, +4, +5.Os compostos de nitrogênio no estado de oxidação -3 são representados por nitretos, dos quais a amônia é praticamente o mais importante;
Os compostos de nitrogênio no estado de oxidação -2 são menos típicos, representados pelos pernitretos, dos quais o mais importante é o pernitreto de hidrogênio N2H4 ou hidrazina (há também um pernitreto de hidrogênio extremamente instável N2H2, diimida);
Compostos de nitrogênio no estado de oxidação -1 NH2OH (hidroxilamina) - uma base instável usada, juntamente com sais de hidroxilamônio, na síntese orgânica;
Compostos de nitrogênio no estado de oxidação +1 óxido nítrico (I) N2O (óxido nitroso, gás hilariante);
Compostos de nitrogênio no estado de oxidação +2 óxido nítrico (II) NO (monóxido de nitrogênio);
Compostos de nitrogênio no estado de oxidação +3 óxido nítrico (III) N2O3, ácido nitroso, derivados do ânion NO2-, trifluoreto de nitrogênio NF3;
Compostos de nitrogênio no estado de oxidação +4 óxido nítrico (IV) NO2 (dióxido de nitrogênio, gás marrom);
Compostos de nitrogênio no estado de oxidação +5 - óxido nítrico (V) N2O5, ácido nítrico e seus sais - nitratos, etc.
Uso e aplicação
Nitrogênio líquido de baixo ponto de ebulição em um vidro de metal.
O nitrogênio líquido é usado como refrigerante e para crioterapia.
As aplicações industriais do gás nitrogênio são devidas às suas propriedades inertes. O nitrogênio gasoso é à prova de fogo e explosão, evita oxidação, deterioração. Na indústria petroquímica, o nitrogênio é usado para purgar tanques e dutos, testar a operação de dutos sob pressão e aumentar a produção de depósitos. Na mineração, o nitrogênio pode ser usado para criar um ambiente à prova de explosão nas minas, para romper camadas de rocha. Na fabricação de eletrônicos, o nitrogênio é usado para purgar áreas onde o oxigênio oxidante não pode estar presente. Se a oxidação ou o apodrecimento são fatores negativos em um processo que tradicionalmente usa ar, o nitrogênio pode substituir o ar com sucesso.
Um importante campo de aplicação do nitrogênio é seu uso para a síntese posterior de uma ampla variedade de compostos contendo nitrogênio, como amônia, fertilizantes nitrogenados, explosivos, corantes, etc. ”) durante o descarregamento de coque das baterias de fornos de coque, bem como para “espremer” combustível em foguetes de tanques para bombas ou motores.
Na indústria alimentícia, o nitrogênio é registrado como aditivo alimentar. E941, como meio gasoso para embalagem e armazenamento, um refrigerante e nitrogênio líquido são usados no engarrafamento de óleos e bebidas não carbonatadas para criar uma sobrepressão e uma atmosfera inerte em recipientes macios.
O nitrogênio líquido é frequentemente mostrado em filmes como uma substância que pode congelar instantaneamente objetos grandes o suficiente. Este é um erro generalizado. Mesmo congelar uma flor leva muito tempo. Isso se deve em parte à capacidade de calor muito baixa do nitrogênio. Pela mesma razão, é muito difícil resfriar, digamos, fechaduras a -196 ° C e quebrá-las com um golpe.
Um litro de nitrogênio líquido, evaporando e aquecendo até 20°C, forma aproximadamente 700 litros de gás. Por esta razão, o nitrogênio líquido é armazenado em Dewars especiais isolados a vácuo do tipo aberto ou vasos de pressão criogênicos. O princípio de extinção de incêndios com nitrogênio líquido é baseado no mesmo fato. Ao evaporar, o nitrogênio desloca o oxigênio necessário para a combustão e o fogo cessa. Como o nitrogênio, ao contrário da água, espuma ou pó, simplesmente evapora e desaparece, a extinção de incêndio com nitrogênio é o mecanismo de extinção de incêndio mais eficaz em termos de preservação de objetos de valor.
Congelar nitrogênio líquido de seres vivos com a possibilidade de seu descongelamento posterior é problemático. O problema está na incapacidade de congelar (e descongelar) a criatura com rapidez suficiente para que a heterogeneidade do congelamento não afete suas funções vitais. Stanislav Lem, fantasiando sobre esse tópico no livro "Fiasco", criou um sistema de congelamento de nitrogênio de emergência, no qual uma mangueira de nitrogênio, arrancando os dentes, ficou presa na boca do astronauta e um fluxo abundante de nitrogênio foi fornecido a ela.
Marcação do cilindro
Os cilindros de nitrogênio são pintados de preto, devem ter uma inscrição amarela e uma faixa marrom (normas
A neve ainda não derreteu completamente, e os proprietários inquietos das áreas suburbanas já estão com pressa para avaliar o escopo do trabalho no jardim. E realmente há muito o que fazer aqui. E, talvez, a coisa mais importante a se pensar no início da primavera é como proteger seu jardim de doenças e pragas. Jardineiros experientes sabem que esses processos não podem ser deixados ao acaso, e atrasar e adiar o tempo de processamento para mais tarde pode reduzir significativamente o rendimento e a qualidade da fruta.
A torta de peixe e queijo enlatada é uma ideia simples de almoço ou jantar para um menu diário ou de domingo. A torta é projetada para uma pequena família de 4-5 pessoas com apetite moderado. Essa massa tem tudo de uma vez - peixe, batata, queijo e uma crosta de massa crocante, em geral, quase como uma pizza de calzone fechada, só que mais saborosa e simples. O peixe enlatado pode ser qualquer coisa - cavala, sauro, salmão rosa ou sardinha, escolha de acordo com o seu gosto. Esta torta também é preparada com peixe cozido.
Figo, figueira, figueira - todos são nomes da mesma planta, que associamos fortemente à vida mediterrânea. Quem já provou os frutos do figo sabe como é delicioso. Mas, além de um sabor doce delicado, eles também são muito saudáveis. E aqui está um detalhe interessante: acontece que os figos são uma planta completamente despretensiosa. Além disso, pode ser cultivado com sucesso em um terreno na faixa do meio ou em uma casa - em um contêiner.
Deliciosa sopa de creme com frutos do mar é preparada em pouco menos de uma hora, fica macia e cremosa. Escolha frutos do mar de acordo com seu gosto e carteira, pode ser um coquetel do mar, camarões e lulas. Eu cozinhei sopa com camarões grandes e mexilhões com casca. Em primeiro lugar, é muito saboroso e, em segundo lugar, é lindo. Se você estiver cozinhando para um jantar ou almoço festivo, mexilhões com casca e grandes camarões com casca parecem apetitosos e bonitos em um prato.
Muitas vezes, até mesmo os residentes de verão experientes enfrentam dificuldades no cultivo de mudas de tomate. Para alguns, todas as mudas se tornam alongadas e fracas, para outros, de repente começam a cair e morrer. O fato é que é difícil manter as condições ideais para o cultivo de mudas em um apartamento. As mudas de qualquer planta precisam fornecer muita luz, umidade suficiente e temperatura ideal. O que mais você precisa saber e observar ao cultivar mudas de tomate em um apartamento?
As variedades de tomate da série Altai são muito populares entre os jardineiros por causa de seu sabor doce e delicado, que lembra mais o sabor de uma fruta do que de um vegetal. São tomates grandes, o peso de cada fruta é em média 300 gramas. Mas este não é o limite, existem tomates maiores. A polpa destes tomates é caracterizada pela suculência e carnosidade com uma leve oleosidade agradável. Você pode cultivar excelentes tomates da série Altai a partir das sementes do Agrosuccess.
Por muitos anos, aloe tem sido a planta de casa mais subestimada. E isso não é surpreendente, porque a ampla distribuição de aloe vera no século passado levou ao fato de que todos se esqueceram de outros tipos dessa incrível suculenta. Aloe é principalmente uma planta ornamental. E com a escolha certa de tipo e variedade, pode ofuscar qualquer concorrente. Em florários da moda e em vasos comuns, o aloe é uma planta resistente, bonita e surpreendentemente duradoura.
Delicioso vinagrete com maçã e chucrute - uma salada vegetariana de legumes e frutas cozidos e resfriados, crus, em conserva, salgados e em conserva. O nome vem de um molho francês feito de vinagre, azeite e mostarda (vinagrete). O vinagrete apareceu na cozinha russa não muito tempo atrás, por volta do início do século 19, talvez a receita tenha sido emprestada da culinária austríaca ou alemã, já que os ingredientes da salada de arenque austríaca são muito semelhantes.
Quando sonhamos em separar sacos brilhantes de sementes em nossas mãos, às vezes temos certeza subconscientemente de que temos um protótipo da futura planta. Atribuímos mentalmente um lugar para ele no jardim de flores e aguardamos o dia estimado do aparecimento do primeiro botão. No entanto, a compra de sementes nem sempre garante que você obterá a flor desejada. Eu gostaria de chamar a atenção para as razões pelas quais as sementes podem não brotar ou morrer no início da germinação.
A primavera está chegando e os moradores de verão têm preocupações sobre como cultivar boas mudas. Muitos cultivam mudas de tomate, pimenta, pepino. O que precisa ser feito para que as mudas sejam de alta qualidade com sistema radicular e parte aérea desenvolvidos? Em primeiro lugar, escolha a variedade ou híbrido certo para cultivo em campo aberto ou estufa. Leia atentamente as informações da embalagem com as sementes, preste atenção ao prazo de validade, se as sementes foram tratadas com desinfetante ou não.
A primavera está chegando e os jardineiros têm mais trabalho a fazer e, com o início do calor, as mudanças no jardim estão acontecendo rapidamente. Os botões já estão começando a inchar em plantas que ainda dormiam ontem, tudo literalmente ganha vida diante de nossos olhos. Depois de um longo inverno, isso não pode deixar de se alegrar. Mas junto com o jardim, seus problemas ganham vida - pragas e patógenos. Gorgulhos, besouros de flores, pulgões, clasterosporíase, manilíase, sarna, oídio - você pode listar por muito tempo.
A torrada de café da manhã com abacate e salada de ovos é um ótimo começo de dia. A salada de ovos nesta receita funciona como um molho espesso temperado com legumes frescos e camarão. Minha salada de ovos é bastante incomum, é uma versão dietética do lanche favorito de todos - com queijo feta, iogurte grego e caviar vermelho. Se você tiver tempo pela manhã, nunca se negue o prazer de cozinhar algo saboroso e saudável. O dia deve começar com emoções positivas!
Talvez toda mulher pelo menos uma vez tenha recebido uma orquídea florescendo como presente. Não é surpreendente, porque um buquê tão animado parece incrível e floresce por um longo tempo. As orquídeas não podem ser chamadas de culturas de interior muito difíceis de cultivar, mas não cumprir as principais condições para sua manutenção geralmente leva à perda de uma flor. Se você está apenas começando a se familiarizar com as orquídeas de interior, deve descobrir as respostas certas para as principais perguntas sobre o cultivo dessas lindas plantas em casa.
Deliciosos cheesecakes com sementes de papoila e passas, preparados de acordo com esta receita, são consumidos na minha família num piscar de olhos. Moderadamente doce, carnudo, tenro, com uma crosta apetitosa, sem excesso de óleo, numa palavra, igual à mãe ou à avó fritas na infância. Se as passas são muito doces, o açúcar granulado não pode ser adicionado, sem açúcar, os cheesecakes serão melhores fritos e nunca queimarão. Cozinhe-os em uma frigideira bem aquecida, untada com óleo, em fogo baixo e sem tampa!
O nitrogênio (N 2) foi descoberto por J. Priestley em 1774. O nome "nitrogênio" em grego significa "sem vida". É devido ao fato de que o nitrogênio não suporta os processos de combustão e respiração. Mas para todos os processos vitais básicos de plantas e organismos vivos, o nitrogênio é extremamente importante.
Característica do elemento
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Isótopos: 14 N (99,635%); 15 N (0,365%)
Clark na crosta terrestre 0,01% em peso. Na atmosfera, 78,09% em volume (75,6% em massa). O nitrogênio é uma parte da matéria viva (proteínas, ácidos nucléicos e outras matérias orgânicas). Na hidrosfera, o nitrogênio está presente na forma de nitratos (NO 3). Os átomos de nitrogênio são os 5º mais abundantes no universo.
As substâncias inorgânicas contendo N mais importantes.
Nitrogênio livre (molecular)
Os átomos de nitrogênio estão interconectados por três ligações não polares covalentes: uma delas é uma ligação sigma, 2 são ligações pi. A energia de ruptura é muito alta.
Propriedades físicas
À temperatura e pressão atmosférica normais, o N 2 é um gás incolor, inodoro e insípido, ligeiramente mais leve que o ar, muito pouco solúvel em água. Ele é transferido para o estado líquido com grande dificuldade (Tbp -196 "C). O nitrogênio líquido tem um alto calor de vaporização e é usado para criar baixas temperaturas (refrigerante).
Como conseguir
O nitrogênio está presente no ar em estado livre, portanto, o método industrial de obtenção é a separação da mistura de ar (retificação do ar líquido).
Sob condições de laboratório, pequenas quantidades de nitrogênio podem ser obtidas das seguintes maneiras:
1. Passagem de ar sobre cobre quente, que absorve oxigênio devido à reação: 2Cu + O 2 \u003d 2CiO. O que resta é nitrogênio com impurezas de gases inertes.
2. Decomposição redox de alguns sais de amônio:
NH 4 NO 2 \u003d N 2 + 2H 2 O
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O
3. Oxidação de amônia e sais de amônio:
4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O
8NH3 + ZBr2 = N2 + 6NH4Br
NH 4 Cl + NaNO 2 \u003d N 2 + NaCl + 2H 2 O
Propriedades quimicas
O nitrogênio molecular é uma substância quimicamente inerte devido à estabilidade excepcionalmente alta das moléculas de N 2 . Somente as reações de combinação com metais ocorrem mais ou menos facilmente. Em todos os outros casos, para iniciar e acelerar as reações, é necessário o uso de altas temperaturas, descargas elétricas faíscas, radiações ionizantes, catalisadores (Fe, Cr, V, Ti e seus compostos).
Reações com agentes redutores (N 2 - agente oxidante)
1. Interação com metais:
As reações de formação de nitretos alcalinos e alcalino-terrosos Me ocorrem tanto com nitrogênio puro quanto durante a combustão de metais no ar
N 2 + 6Li = 2Li 3 N
N 2 + 6Cs = 2Cs 3N
N 2 + 3Mg \u003d Mg 3 N 2
2. Interação com hidrogênio (a reação é de grande importância prática):
N 2 + ZN 2 \u003d 2NH 3 amônia
3. Interação com silício e carbono
2N 2 + 3Si \u003d Si 3 N 4 nitreto de silício (IV)
N 2 + 2C \u003d (CN) 2 diciano
2N 2 + 5C + 2Na 2 CO 3 \u003d 4NaCN + 3CO 2 cianeto de sódio
Reações com agentes oxidantes (N 2 - agente redutor)
Essas reações não ocorrem em condições normais. O nitrogênio não interage diretamente com o flúor e outros halogênios, mas a reação com o oxigênio ocorre na temperatura das descargas de faísca elétrica:
N 2 + O 2 \u003d 2 NÃO
A reação é altamente reversível; a linha reta flui com a absorção de calor (endotérmica).
O nitrogênio (Inglês Nitrogen, French Azote, German Stickstoff) foi descoberto quase simultaneamente por vários pesquisadores. Cavendish obteve nitrogênio do ar (1772), passando este último por carvão quente e depois por uma solução alcalina para absorver dióxido de carbono. Cavendish não deu um nome especial ao novo gás, referindo-se a ele como ar mefítico (lat. - mephitis - evaporação sufocante ou prejudicial da terra). Oficialmente, a descoberta do nitrogênio geralmente é atribuída a Rutherford, que publicou em 1772 sua dissertação "Sobre ar fixável, também chamado de sufocante", onde algumas das propriedades químicas do nitrogênio são descritas pela primeira vez. Nos mesmos anos, Scheele recebeu nitrogênio do ar atmosférico da mesma forma que Cavendish. Ele chamou o novo ar estragado de gás (Verdorbene Luft). Priestley (1775) chamou ar flogisticado de nitrogênio (Ar flogisticado). Lavoisier em 1776-1777 estudaram detalhadamente a composição do ar atmosférico e constataram que 4/5 de seu volume consiste em gás asfixiante (Air mofette).
Lavoisier propôs nomear o elemento "nitrogênio" do prefixo grego negativo "a" e da palavra para vida "zoe", enfatizando sua incapacidade de sustentar a respiração. Em 1790, o nome "nitrogênio" (nitrogênio - "formando salitre") foi proposto para o nitrogênio, que mais tarde se tornou a base do nome internacional do elemento (nitrogênio) e o símbolo do nitrogênio - N.
Estar na natureza, obtendo:
O nitrogênio ocorre na natureza principalmente no estado livre. No ar, sua fração de volume é de 78,09% e sua fração de massa é de 75,6%. Os compostos de nitrogênio são encontrados em pequenas quantidades nos solos. O nitrogênio é um constituinte de proteínas e muitos compostos orgânicos naturais. O teor total de nitrogênio na crosta terrestre é de 0,01%.
A atmosfera contém cerca de 4 quatrilhões (4 10 15) de toneladas de nitrogênio e cerca de 20 trilhões (20 10 12) de toneladas nos oceanos. Uma parte insignificante dessa quantidade - cerca de 100 bilhões de toneladas - é anualmente vinculada e incluída na composição dos organismos vivos. Desses 100 bilhões de toneladas de nitrogênio ligado, apenas 4 bilhões de toneladas são encontradas nos tecidos de plantas e animais - o restante se acumula em microrganismos em decomposição e acaba retornando à atmosfera.
Na tecnologia, o nitrogênio é obtido do ar. Para obter nitrogênio, o ar é transferido para um estado líquido e, em seguida, o nitrogênio é separado do oxigênio menos volátil por evaporação (t fardo N 2 \u003d -195,8 ° С, t fardo O 2 \u003d -183 ° С)
Sob condições de laboratório, o nitrogênio puro pode ser obtido pela decomposição do nitrito de amônio ou pela mistura de soluções de cloreto de amônio e nitrito de sódio quando aquecidos:
NH4NO2N2 + 2H2O; NH 4 Cl + NaNO 2 NaCl + N 2 + 2H 2 O.
Propriedades físicas:
O nitrogênio natural consiste em dois isótopos: 14 N e 15 N. Em condições normais, o nitrogênio é um gás incolor, inodoro e insípido, ligeiramente mais leve que o ar, pouco solúvel em água (15,4 ml de nitrogênio se dissolve em 1 litro de água, oxigênio - 31ml). A -195,8°C, o nitrogênio se transforma em um líquido incolor e, a -210,0°C, em um sólido branco. No estado sólido, existe na forma de duas modificações polimórficas: abaixo de -237,54 ° C, uma forma estável com uma rede cúbica, acima - com uma hexagonal.
A energia de ligação dos átomos em uma molécula de nitrogênio é muito alta e chega a 941,6 kJ/mol. A distância entre os centros dos átomos em uma molécula é de 0,110 nm. A molécula N 2 é diamagnética. Isso indica que a ligação entre os átomos de nitrogênio é tripla.
Densidade de nitrogênio gasoso a 0°C 1,25046 g/dm 3
Propriedades quimicas:
Em condições normais, o nitrogênio é uma substância quimicamente inativa devido a uma forte ligação covalente. Em condições normais, reage apenas com o lítio, formando um nitreto: 6Li + N 2 = 2Li 3 N
Com o aumento da temperatura, a atividade do nitrogênio molecular aumenta, enquanto pode ser tanto um agente oxidante (com hidrogênio, metais) quanto um agente redutor (com oxigênio, flúor). Quando aquecido, a pressão elevada e na presença de um catalisador, o nitrogênio reage com o hidrogênio para formar amônia: N 2 + 3H 2 = 2NH 3
O nitrogênio combina com o oxigênio apenas em um arco elétrico para formar óxido nítrico (II): N 2 + O 2 \u003d 2NO
Em uma descarga elétrica, também é possível uma reação com flúor: N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3
As conexões mais importantes:
O nitrogênio é capaz de formar compostos químicos, estando em todos os estados de oxidação de +5 a -3. O nitrogênio forma compostos em estados de oxidação positivos com flúor e oxigênio, e em estados de oxidação maiores que +3, o nitrogênio só pode ser encontrado em compostos com oxigênio.
Amônia, NH 3 - um gás incolor com odor pungente, facilmente solúvel em água ("amônia"). A amônia tem propriedades básicas, interage com água, haletos de hidrogênio, ácidos:
NH 3 + H 2 O NH 3 * H 2 O NH 4 + + OH - ; NH 3 + HCl = NH 4 Cl
Um dos ligantes típicos em compostos complexos: Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2 (violeta, p-rim)
Redutor: 2NH 3 + 3CuO 3Cu + N 2 + 3H 2 O.
Hidrazina- N 2 H 4 (pernitreto de hidrogênio), ...
Hidroxilamina- NH2OH, ...
Óxido nítrico (I), N 2 O (óxido nitroso, gás hilariante). ...
Óxido nítrico (II), NO é um gás incolor, inodoro, ligeiramente solúvel em água, não formador de sal. No laboratório, eles são obtidos pela reação de cobre e ácido nítrico diluído:
3Cu + 8HNO 3 \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
Na indústria, é obtido por oxidação catalítica da amônia na produção de ácido nítrico:
4NH 3 + 5O 2 4NO + 6 H 2 O
Facilmente oxidado a óxido nítrico (IV): 2NO + O 2 = 2NO 2
Óxido nítrico (III), ??? ...
...
Ácido nitroso, ??? ...
...
Nitritos, ??? ...
...
Óxido nítrico (IV), NO 2 - um gás marrom venenoso, tem um odor característico, se dissolve bem na água, dando dois ácidos, nitroso e nítrico: H 2 O + NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3
Ao esfriar, transforma-se em um dímero incolor: 2NO 2 N 2 O 4
Óxido nítrico (V), ??? ...
...
Ácido nítrico, HNO 3 - líquido incolor com odor pungente, t bp = 83°C. Ácido forte, sais - nitratos. Um dos agentes oxidantes mais fortes, que se deve à presença de um átomo de nitrogênio na composição do resíduo ácido no estado de oxidação mais alto N +5. Quando o ácido nítrico interage com metais, não é o hidrogênio que é liberado como produto principal, mas vários produtos da redução do íon nitrato:
Cu + 4HNO 3 (conc) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;
4Mg + 10HNO 3 (inteligente) = 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 5H 2 O.
Nitratos, ??? ...
...
Inscrição:
É amplamente utilizado para criar um ambiente inerte - enchendo lâmpadas incandescentes elétricas e espaço livre em termômetros de mercúrio, ao bombear líquidos, na indústria alimentícia como gás de embalagem. Eles nitretam a superfície dos produtos siderúrgicos, os nitretos de ferro são formados na camada superficial, o que confere ao aço maior dureza. O nitrogênio líquido é frequentemente usado para resfriamento profundo de várias substâncias.
O nitrogênio é importante para a vida de plantas e animais, pois faz parte de substâncias proteicas. O nitrogênio é usado em grandes quantidades para produzir amônia. Os compostos de nitrogênio são usados na produção de fertilizantes minerais, explosivos e em muitas indústrias.
L.V. Cherkashin
KhF Tyumen State University, gr. 542(I)
Origens:
- G. P. Khomchenko. Um manual de química para estudantes universitários. M., Nova onda, 2002.
- COMO. Egorov, Química. Subsídio-tutor para ingressar em universidades. Rostov-on-Don, Phoenix, 2003.
- Descoberta dos elementos e a origem de seus nomes /
