Salpetru - așa este tradus cuvântul azot din latină. Acesta este numele azotului, un element chimic cu număr atomic 7, care conduce grupa a 15-a în versiunea lungă a tabelului periodic. Sub formă de substanță simplă, este distribuit în învelișul de aer al Pământului - atmosfera. O varietate de compuși de azot se găsesc în scoarța terestră și în organismele vii și sunt utilizați pe scară largă în industrii, afaceri militare, agricultură și medicină.
De ce azotul a fost numit „sufocant” și „fără viață”
După cum sugerează istoricii chimiei, Henry Cavendish (1777) a fost primul care a primit această substanță simplă. Omul de știință a trecut aer peste cărbuni încinși, folosind alcali pentru a absorbi produsele de reacție. În urma experimentului, cercetătorul a descoperit un gaz incolor, inodor, care nu a reacționat cu cărbunele. Cavendish l-a numit „aer sufocant” pentru incapacitatea sa de a susține respirația, precum și arderea.
Un chimist modern ar explica că oxigenul a reacționat cu carbonul pentru a forma dioxid de carbon. Partea „sufocatoare” rămasă a aerului a constat în mare parte din molecule de N2. Cavendish și alți oameni de știință de la acea vreme nu știau încă despre această substanță, deși compușii de azot și salpetru erau atunci utilizați pe scară largă în economie. Omul de știință a raportat despre un gaz neobișnuit colegului său, care a efectuat experimente similare, Joseph Priestley.
În același timp, Karl Scheele a atras atenția asupra unei componente necunoscute a aerului, dar nu a reușit să explice corect originea acesteia. Doar Daniel Rutherford în 1772 și-a dat seama că gazul „sufocant” „alterat” prezent în experimente era azotul. Ce om de știință să considere descoperitorul său este încă disputat de istoricii științei.
La cincisprezece ani de la experimentele lui Rutherford, celebrul chimist Antoine Lavoisier a propus schimbarea termenului „aer stricat”, referindu-se la azot, cu altul – azot. Până atunci, s-a dovedit că această substanță nu arde, nu susține respirația. În același timp, a apărut și numele rusesc „azot”, care este interpretat în moduri diferite. Cel mai adesea se spune că termenul înseamnă „fără viață”. Lucrările ulterioare au respins opinia larg răspândită despre proprietățile materiei. Compușii de azot – proteinele – sunt cele mai importante macromolecule din compoziția organismelor vii. Pentru a le construi, plantele absorb elementele necesare de nutriție minerală din sol - ionii NO 3 2- și NH 4+.
Azotul este un element chimic
Ajută la înțelegerea structurii atomului și a proprietăților acestuia (PS). După poziția în tabelul periodic, se poate determina sarcina nucleară, numărul de protoni și neutroni (numărul de masă). Este necesar să se acorde atenție valorii masei atomice - aceasta este una dintre principalele caracteristici ale elementului. Numărul perioadei corespunde numărului de niveluri de energie. În versiunea scurtă a tabelului periodic, numărul grupului corespunde numărului de electroni din nivelul energetic exterior. Să rezumăm toate datele în caracteristicile generale ale azotului în funcție de poziția sa în sistemul periodic:
- Acesta este un element nemetalic, situat în colțul din dreapta sus al PS.
- Semn chimic: N.
- Număr ordinal: 7.
- Masa atomică relativă: 14,0067.
- Formula unui compus hidrogen volatil: NH 3 (amoniac).
- Formează cel mai mare oxid N 2 O 5, în care valența azotului este V.
Structura atomului de azot:
- Încărcare de bază: +7.
- Număr de protoni: 7; numărul de neutroni: 7.
- Număr de niveluri de energie: 2.
- Număr total de electroni: 7; formula electronica: 1s 2 2s 2 2p 3.
Izotopii stabili ai elementului nr. 7 au fost studiați în detaliu, numerele lor de masă sunt 14 și 15. Conținutul de atomi ai mai ușor dintre ei este de 99,64%. Nucleele izotopilor radioactivi de scurtă durată conțin și 7 protoni, iar numărul de neutroni variază foarte mult: 4, 5, 6, 9, 10.
azot în natură
Învelișul de aer al Pământului conține molecule dintr-o substanță simplă, a cărei formulă este N2. Conținutul de azot gazos din atmosferă este de aproximativ 78,1% în volum. Compușii anorganici ai acestui element chimic din scoarța terestră sunt diverse săruri de amoniu și nitrați (nitrați). Formulele compușilor și denumirile unora dintre cele mai importante substanțe:
- NH3, amoniac.
- NO 2, dioxid de azot.
- NaNO 3, azotat de sodiu.
- (NH4)2S04, sulfat de amoniu.
Valența azotului în ultimii doi compuși este IV. Cărbunele, solul, organismele vii conțin și atomi de N legați. Azotul este o parte integrantă a macromoleculelor de aminoacizi, a nucleotidelor ADN și ARN, a hormonilor și a hemoglobinei. Conținutul total al unui element chimic din corpul uman ajunge la 2,5%.
substanță simplă
Azotul sub formă de molecule diatomice este cea mai mare parte a aerului atmosferic din punct de vedere al volumului și al masei. O substanță a cărei formulă este N 2 nu are miros, culoare sau gust. Acest gaz reprezintă mai mult de 2/3 din învelișul de aer al Pământului. În formă lichidă, azotul este o substanță incoloră asemănătoare cu apa. Fierbe la -195,8 °C. M (N 2) \u003d 28 g / mol. Substanța simplă azotul este puțin mai ușoară decât oxigenul, densitatea sa în aer este aproape de 1.
Atomii dintr-o moleculă leagă puternic 3 perechi de electroni în comun. Compusul prezintă o stabilitate chimică ridicată, ceea ce îl deosebește de oxigen și de o serie de alte substanțe gazoase. Pentru ca o moleculă de azot să se dezintegreze în atomii ei constitutivi, este necesar să se consume o energie de 942,9 kJ / mol. Legătura a trei perechi de electroni este foarte puternică, începe să se rupă atunci când este încălzită peste 2000 ° C.
În condiții normale, disocierea moleculelor în atomi practic nu are loc. Inerția chimică a azotului se datorează și absenței complete a polarității în moleculele sale. Ele interacționează foarte slab între ele, ceea ce este motivul pentru starea gazoasă a materiei la presiune normală și temperatură apropiată de temperatura camerei. Reactivitatea scăzută a azotului molecular își găsește aplicare în diferite procese și dispozitive în care este necesar să se creeze un mediu inert.
Disocierea moleculelor de N 2 poate avea loc sub influența radiației solare în atmosfera superioară. Se formează azotul atomic, care în condiții normale reacționează cu unele metale și nemetale (fosfor, sulf, arsen). Ca urmare, are loc o sinteză de substanțe care se obțin indirect în condiții pământești.
Valenta azotului
Stratul exterior de electroni al atomului este format din 2 s și 3 p electroni. Aceste particule negative de azot pot renunța atunci când interacționează cu alte elemente, ceea ce corespunde proprietăților sale reducătoare. Prin atașarea celor 3 electroni lipsă la octet, atomul prezintă abilități de oxidare. Electronegativitatea azotului este mai mică, proprietățile sale nemetalice sunt mai puțin pronunțate decât cele ale fluorului, oxigenului și clorului. Atunci când interacționează cu aceste elemente chimice, azotul cedează electroni (este oxidat). Reducerea la ioni negativi este însoțită de reacții cu alte nemetale și metale.
Valența tipică a azotului este III. În acest caz, legăturile chimice se formează datorită atracției electronilor p externi și creării de perechi comune (de legătură). Azotul este capabil să formeze o legătură donor-acceptor datorită perechii sale singure de electroni, așa cum se întâmplă în ionul de amoniu NH4+.
Obținere în laborator și industrie
Una dintre metodele de laborator se bazează pe proprietăți oxidante.Se folosește un compus azot-hidrogen - amoniac NH 3. Acest gaz urât mirositor reacționează cu oxidul de cupru negru sub formă de pulbere. În urma reacției, se eliberează azot și apare cuprul metalic (pulbere roșie). Picături de apă, un alt produs al reacției, se depun pe pereții tubului.
O altă metodă de laborator care utilizează combinația de azot cu metale este o azidă, cum ar fi NaN 3 . Se dovedește un gaz care nu trebuie purificat de impurități.
În laborator, nitritul de amoniu este descompus în azot și apă. Pentru ca reacția să înceapă, este necesară încălzirea, apoi procesul continuă cu eliberarea de căldură (exotermă). Azotul este contaminat cu impurități, așa că este purificat și uscat.
Obținerea azotului în industrie:
- distilarea fracționată a aerului lichid - o metodă care utilizează proprietățile fizice ale azotului și oxigenului (puncte de fierbere diferite);
- reacția chimică a aerului cu cărbunele fierbinte;
- separarea gazelor de adsorbție.
Interacțiunea cu metalele și hidrogenul - proprietăți oxidante
Inerția moleculelor puternice nu permite obținerea unor compuși de azot prin sinteză directă. Pentru a activa atomii, este necesară încălzirea puternică sau iradierea substanței. Azotul poate reacționa cu litiul la temperatura camerei, cu magneziu, calciu și sodiu reacția are loc doar la încălzire. Se formează nitrururile metalice corespunzătoare.
Interacțiunea azotului cu hidrogenul are loc la temperaturi și presiuni ridicate. Acest proces necesită și un catalizator. Se pare că amoniacul - unul dintre cele mai importante produse ale sintezei chimice. Azotul, ca agent oxidant, prezintă trei stări negative de oxidare în compușii săi:
- -3 (amoniac și alți compuși cu hidrogen ai azotului - nitruri);
- -2 (hidrazină N2H4);
- -1 (hidroxilamină NH2OH).
Cea mai importantă nitrură, amoniacul, se obține în cantități mari în industrie. Inerția chimică a azotului a rămas o mare problemă pentru o lungă perioadă de timp. Salpetrul era sursa sa de materii prime, dar rezervele minerale au început să scadă rapid pe măsură ce producția a crescut.
O mare realizare a științei și practicii chimice a fost crearea metodei amoniacului de fixare a azotului la scară industrială. Sinteza directă se realizează în coloane speciale - un proces reversibil între azotul obținut din aer și hidrogen. Când se creează condiții optime care deplasează echilibrul acestei reacții către produs, folosind un catalizator, randamentul de amoniac ajunge la 97%.
Interacțiunea cu oxigenul - proprietăți reducătoare
Pentru a începe reacția azotului și oxigenului, este necesară o încălzire puternică. Descărcarea fulgerelor în atmosferă are, de asemenea, suficientă energie. Cei mai importanți compuși anorganici în care azotul se află în stările sale de oxidare pozitive sunt:
- +1 (oxid azotic (I) N20);
- +2 (monoxid de azot NO);
- +3 (oxid azotic (III) N 2 O 3; acid azotat HNO 2, sărurile sale sunt nitriți);
- +4 (azot (IV) N02);
- +5 (pentoxid de azot (V) N 2 O 5, acid azotic HNO 3, nitrați).
Valoare în natură
Plantele absorb ionii de amoniu și anionii nitrați din sol, folosesc pentru reacții chimice sinteza moleculelor organice, care are loc în mod constant în celule. Azotul atmosferic poate fi absorbit de bacteriile nodulare - creaturi microscopice care formează creșteri pe rădăcinile leguminoaselor. Ca urmare, acest grup de plante primește elementul nutritiv necesar, îmbogățește solul cu acesta.
În timpul averselor tropicale, au loc reacții de oxidare a azotului atmosferic. Oxizii se dizolvă pentru a forma acizi, acești compuși de azot din apă pătrund în sol. Datorită circulației elementului în natură, rezervele sale din scoarța terestră și aerul sunt reînnoite în mod constant. Moleculele organice complexe care conțin azot în compoziția lor sunt descompuse de bacterii în componente anorganice.
Uz practic
Cei mai importanți compuși de azot pentru agricultură sunt sărurile foarte solubile. Plantele asimilează uree, potasiu, calciu), compuși de amoniu (o soluție apoasă de amoniac, clorură, sulfat, azotat de amoniu).
Proprietățile inerte ale azotului, incapacitatea plantelor de a-l asimila din aer, duc la necesitatea aplicării anuale a unor doze mari de nitrați. Părți ale organismului vegetal sunt capabile să stocheze macronutrienți „pentru viitor”, ceea ce înrăutățește calitatea produselor. Excesul și fructele pot provoca otrăviri la oameni, creșterea neoplasmelor maligne. Pe lângă agricultură, compușii de azot sunt utilizați în alte industrii:
- să primească medicamente;
- pentru sinteza chimică a compușilor macromoleculari;
- în producția de explozivi din trinitrotoluen (TNT);
- pentru producerea coloranților.
NU se folosește oxid în chirurgie, substanța are efect analgezic. Pierderea senzațiilor la inhalarea acestui gaz a fost observată chiar și de primii cercetători ai proprietăților chimice ale azotului. Așa a apărut banala denumire „gaz de râs”.
Problema nitraților din produsele agricole
Sărurile acidului azotic - nitrații - conțin un anion NO 3- încărcat unic. Până acum, se folosește vechea denumire a acestui grup de substanțe - salpetru. Nitrații sunt folosiți pentru fertilizarea câmpurilor, în sere, livezi. Se aplică primăvara devreme înainte de însămânțare, vara - sub formă de pansamente lichide. Substanțele în sine nu reprezintă un mare pericol pentru oameni, dar în organism se transformă în nitriți, apoi în nitrozamine. Ionii de nitrit NO 2- sunt particule toxice, ele determină oxidarea fierului feros din moleculele de hemoglobină în ioni trivalenți. În această stare, principala substanță din sângele oamenilor și animalelor nu este capabilă să transporte oxigen și să elimine dioxidul de carbon din țesuturi.
Care este pericolul contaminării cu nitrați a alimentelor pentru sănătatea umană:
- tumori maligne care decurg din transformarea nitraților în nitrozamine (agenți cancerigeni);
- dezvoltarea colitei ulcerative
- hipotensiune sau hipertensiune arterială;
- insuficienta cardiaca;
- tulburare de coagulare a sângelui
- leziuni ale ficatului, pancreasului, dezvoltarea diabetului;
- dezvoltarea insuficienței renale;
- anemie, tulburări de memorie, atenție, inteligență.
Utilizarea simultană a diferitelor produse cu doze mari de nitrați duce la otrăvire acută. Sursele pot fi plantele, apa de băut, preparatele din carne. Înmuierea în apă curată și gătitul pot reduce conținutul de nitrați al alimentelor. Cercetătorii au descoperit că doze mai mari de compuși periculoși au fost observate în produsele imature și din plantele cu efect de seră.
Fosforul este un element al subgrupului de azot
Atomii elementelor chimice care se află în aceeași coloană verticală a sistemului periodic prezintă proprietăți comune. Fosforul este situat în a treia perioadă, aparține grupei a 15-a, precum azotul. Structura atomilor elementelor este similară, dar există diferențe de proprietăți. Azotul și fosforul prezintă o stare de oxidare negativă și valență III în compușii lor cu metale și hidrogen.
Multe reacții ale fosforului au loc la temperaturi obișnuite; acesta este un element activ din punct de vedere chimic. Interacționează cu oxigenul pentru a forma un oxid mai mare P 2 O 5 . O soluție apoasă a acestei substanțe are proprietățile unui acid (metafosforic). Când este încălzit, se obține acid ortofosforic. Formează mai multe tipuri de săruri, dintre care multe servesc ca îngrășăminte minerale, cum ar fi superfosfații. Compușii de azot și fosfor sunt o parte importantă a ciclului de substanțe și energie de pe planeta noastră, ei fiind utilizați în domeniile industriale, agricole și în alte domenii de activitate.
(după Pauling)
| N | 7 |
| 14,00674 | |
| 2s 2 2p 3 | |
| Azot | |
Azotul, sub formă de molecule diatomice de N 2, constituie cea mai mare parte a atmosferei, unde conținutul său este de 75,6% (în masă) sau 78,084% (în volum), adică aproximativ 3,87 10 15 tone.
Masa de azot dizolvat în hidrosferă, având în vedere că procesele de dizolvare a azotului atmosferic în apă și de eliberare în atmosferă simultan, este de aproximativ 2 10 13 tone, în plus, în hidrosferă sunt conținute aproximativ 7 10 11 tone de azot. forma compușilor.
Rolul biologic
Azotul este un element necesar pentru existența animalelor și plantelor, face parte din proteine (16-18% din greutate), aminoacizi, acizi nucleici, nucleoproteine, clorofilă, hemoglobină etc. În celulele vii, numărul de atomi de azot. este de aproximativ 2%, ca fracție de masă - aproximativ 2,5% (locul patru după hidrogen, carbon și oxigen). În acest sens, o cantitate semnificativă de azot legat se găsește în organismele vii, „materie organică moartă” și materie dispersată din mări și oceane. Această cantitate este estimată la aproximativ 1,9 10 11 tone Ca urmare a proceselor de descompunere și descompunere a materiei organice care conțin azot, supuse unor factori de mediu favorabili, zăcămintele naturale de minerale care conțin azot, de exemplu, „nitratul de sodiu” din Chile. nitrat cu impurități alți compuși), salpetru norvegian, indian.
Ciclul azotului în natură
Ciclul azotului în natură
Fixarea azotului atmosferic în natură are loc în două direcții principale - abiogen și biogen. Prima cale implică în principal reacțiile azotului cu oxigenul. Deoarece azotul este destul de inert din punct de vedere chimic, pentru oxidare sunt necesare cantități mari de energie (temperaturi ridicate). Aceste condiții sunt realizate în timpul descărcărilor fulgerelor, când temperatura atinge 25.000 °C sau mai mult. În acest caz, are loc formarea diverșilor oxizi de azot. Există, de asemenea, posibilitatea ca fixarea abiotică să apară ca urmare a reacțiilor fotocatalitice pe suprafețele semiconductorilor sau dielectricilor de bandă largă (nisip de deșert).
Cu toate acestea, partea principală a azotului molecular (aproximativ 1,4·10 8 t/an) este fixată biotic. Multă vreme s-a crezut că doar un număr mic de specii de microorganisme (deși răspândite pe suprafața Pământului) pot lega azotul molecular: bacteriile Azotobacterși Clostridium, bacterii nodulare ale plantelor leguminoase Rhizobium, cianobacteriile Anabaena, Nostocși altele.Acum se știe că multe alte organisme din apă și sol au această capacitate, de exemplu, actinomicetele din tuberculii de arin și alți arbori (160 de specii în total). Toate transformă azotul molecular în compuși de amoniu (NH 4 +). Acest proces necesită o cantitate semnificativă de energie (pentru fixarea a 1 g de azot atmosferic, bacteriile din nodulii de leguminoase cheltuiesc aproximativ 167,5 kJ, adică oxidează aproximativ 10 g de glucoză). Astfel, beneficiul reciproc al simbiozei plantelor și bacteriilor fixatoare de azot este vizibil - primele oferă celei din urmă un „loc de locuit” și furnizează „combustibilul” obținut ca urmare a fotosintezei - glucoză, cele din urmă furnizează azotul. necesare plantelor în forma pe care o asimilează.
Azotul sub formă de amoniac și compuși de amoniu, obținuți în procesele de fixare a azotului biogen, se oxidează rapid la nitrați și nitriți (acest proces se numește nitrificare). Acestea din urmă, nelegate de țesuturile vegetale (și mai departe de-a lungul lanțului trofic de ierbivore și prădători), nu rămân în sol mult timp. Majoritatea nitraților și nitriților sunt foarte solubili; prin urmare, sunt spălați de apă și în cele din urmă intră în oceanele lumii (acest debit este estimat la 2,5-8·10 7 t/an).
Azotul inclus în țesuturile plantelor și animalelor, după moartea acestora, suferă amonificare (descompunerea compușilor complecși care conțin azot cu eliberarea de ioni de amoniac și amoniu) și denitrificare, adică eliberarea de azot atomic, precum și oxizi ai acestuia. . Aceste procese se datorează în întregime activității microorganismelor în condiții aerobe și anaerobe.
În absența activității umane, procesele de fixare a azotului și nitrificare sunt aproape complet echilibrate de reacții opuse de denitrificare. O parte din azot intră în atmosferă din mantaua cu erupții vulcanice, o parte este ferm fixată în sol și minerale argiloase, în plus, azotul se scurge constant din straturile superioare ale atmosferei în spațiul interplanetar.
Toxicologia azotului și a compușilor săi
În sine, azotul atmosferic este suficient de inert pentru a avea un efect direct asupra corpului uman și a mamiferelor. Cu toate acestea, la presiune ridicată, provoacă anestezie, intoxicație sau sufocare (cu lipsă de oxigen); cu o scădere rapidă a presiunii, azotul provoacă boală de decompresie.
Mulți compuși de azot sunt foarte activi și adesea toxici.
chitanta
În laboratoare, poate fi obținut prin reacția de descompunere a nitritului de amoniu:
NH4NO2 → N2 + 2H2O
Reacția este exotermă, eliberând 80 kcal (335 kJ), deci este necesară răcirea vasului în timpul cursului său (deși este necesar nitritul de amoniu pentru a începe reacția).
În practică, această reacție se efectuează prin adăugarea prin picurare a unei soluții saturate de nitrit de sodiu la o soluție saturată încălzită de sulfat de amoniu, în timp ce nitritul de amoniu format ca urmare a reacției de schimb se descompune instantaneu.
Gazul degajat în acest caz este contaminat cu amoniac, oxid nitric (I) și oxigen, din care se purifică prin trecerea succesivă prin soluții de acid sulfuric, sulfat de fier (II) și peste cupru fierbinte. Azotul este apoi uscat.
O altă metodă de laborator pentru obținerea azotului este prin încălzirea unui amestec de dicromat de potasiu și sulfat de amoniu (în raport de 2:1 în greutate). Reacția se desfășoară conform ecuațiilor:
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
Cel mai pur azot poate fi obținut prin descompunerea azidelor metalice:
2NaN 3 →(t) 2Na + 3N 2
Așa-numitul azot „aer” sau „atmosferic”, adică un amestec de azot cu gaze nobile, se obține prin reacția aerului cu cocs fierbinte:
O 2 + 4N 2 + 2C → 2CO + 4N 2
În acest caz, se obține așa-numitul „generator”, sau gaz „aer” - materii prime pentru sinteza chimică și combustibil. Dacă este necesar, azotul poate fi separat de acesta prin absorbția monoxidului de carbon.
Azotul molecular este produs industrial prin distilarea fracționată a aerului lichid. Această metodă poate fi folosită și pentru obținerea „azotului atmosferic”. Sunt utilizate pe scară largă și plantele cu azot, care folosesc metoda de adsorbție și separare a gazelor membranare.
Una dintre metodele de laborator este trecerea amoniacului peste oxid de cupru (II) la o temperatură de ~700°C:
2NH3 + 3CuO → N2 + 3H2O + 3Cu
Amoniacul este luat din soluția sa saturată prin încălzire. Cantitatea de CuO este de 2 ori mai mare decât cea calculată. Imediat înainte de utilizare, azotul este purificat din impuritățile de oxigen și amoniac prin trecerea peste cupru și oxidul acestuia (II) (de asemenea, ~700°C), apoi uscat cu acid sulfuric concentrat și alcalin uscat. Procesul este destul de lent, dar merită: gazul este foarte pur.
Proprietăți
Proprietăți fizice
Spectrul de emisie de linie optică a azotului
În condiții normale, azotul este un gaz incolor, inodor, ușor solubil în apă (2,3 ml/100g la 0°C, 0,8 ml/100g la 80°C).
În stare lichidă (punct de fierbere -195,8 ° C) - un lichid incolor, mobil, ca apa. La contactul cu aerul, acesta absoarbe oxigenul din acesta.
La -209,86 °C, azotul se solidifică ca o masă asemănătoare zăpezii sau cristale mari albe ca zăpada. La contactul cu aerul, acesta absoarbe oxigenul din acesta, în timp ce se topește, formând o soluție de oxigen în azot.
Sunt cunoscute trei modificări cristaline ale azotului solid. În intervalul 36,61 - 63,29 K, există o fază β-N 2 cu împachetare strânsă hexagonală, grup spațial P6 3 /mmc, parametrii rețelei a=3,93 Å și c=6,50 Å. La temperaturi sub 36,61 K, faza α-N 2 cu rețea cubică este stabilă, având grupa spațială Pa3 sau P2 1 3 și perioada a=5,660 Å. Sub o presiune de peste 3500 de atmosfere și o temperatură sub 83 K, se formează faza hexagonală γ-N 2.
Proprietăți chimice, structură moleculară
Azotul în stare liberă există sub formă de molecule diatomice N 2, a căror configurație electronică este descrisă prin formula σ s ²σ s *2 π x, y 4 σ z ², care corespunde unei triple legături între moleculele de azot N ≡N (lungimea legăturii d N≡N = 0,1095 nm). Ca urmare, molecula de azot este extrem de puternică, pentru reacția de disociere N2 ↔ 2N entalpia specifică de formare ΔH° 298 =945 kJ, constanta vitezei de reacție K 298 =10 -120, adică disocierea moleculelor de azot în condiții normale practic nu are loc (echilibrul este aproape complet deplasat spre stânga). Molecula de azot este nepolară și slab polarizată, forțele de interacțiune dintre molecule sunt foarte slabe, prin urmare, în condiții normale, azotul este gazos.
Chiar și la 3000 °C, gradul de disociere termică a N 2 este de numai 0,1% și doar la o temperatură de aproximativ 5000 °C ajunge la câteva procente (la presiune normală). În straturile înalte ale atmosferei are loc disocierea fotochimică a moleculelor de N2. În condiții de laborator, azotul atomic poate fi obținut prin trecerea N2 gazos sub vid puternic prin câmpul unei descărcări electrice de înaltă frecvență. Azotul atomic este mult mai activ decât azotul molecular: în special, la temperatura obișnuită, reacționează cu sulful, fosforul, arsenul și o serie de metale, de exemplu, co.
Datorită rezistenței mari a moleculei de azot, mulți dintre compușii săi sunt endotermici, entalpia formării lor este negativă, iar compușii de azot sunt instabili termic și se descompun destul de ușor atunci când sunt încălziți. De aceea, azotul de pe Pământ este în cea mai mare parte în stare liberă.
Datorită inerției sale semnificative, azotul în condiții normale reacționează numai cu litiul:
6Li + N 2 → 2Li 3 N,
când este încălzit, reacţionează cu alte metale şi nemetale, formând, de asemenea, nitruri:
3Mg + N2 → Mg3N2,
Nitrura de hidrogen (amoniacul) este de cea mai mare importanță practică:
Fixarea industrială a azotului atmosferic
Compușii cu azot sunt extrem de folosiți în chimie, este imposibil chiar să enumerați toate domeniile în care sunt utilizate substanțe care conțin azot: aceasta este industria îngrășămintelor, explozivilor, coloranților, medicamentelor etc. Deși sunt disponibile cantități colosale de azot în sensul literal al cuvântului „din aer”, datorită puterii moleculei de azot N 2 descrisă mai sus, problema obținerii de compuși care conțin azot din aer a rămas mult timp nerezolvată; majoritatea compușilor de azot au fost extrași din mineralele sale, cum ar fi salitrul chilian. Cu toate acestea, reducerea rezervelor acestor minerale, precum și creșterea cererii de compuși cu azot, au făcut necesară accelerarea lucrărilor de fixare industrială a azotului atmosferic.
Cea mai comună metodă cu amoniac de legare a azotului atmosferic. Reacție reversibilă de sinteză a amoniacului:
3H2 + N2 ↔ 2NH3
exotermic (efect termic 92 kJ) și merge cu o scădere a volumului, prin urmare, pentru a deplasa echilibrul la dreapta, în conformitate cu principiul Le Chatelier-Brown, este necesară răcirea amestecului și presiuni mari. Cu toate acestea, din punct de vedere cinetic, scăderea temperaturii este nefavorabilă, deoarece aceasta reduce foarte mult viteza de reacție - chiar și la 700 °C, viteza de reacție este prea mică pentru utilizarea sa practică.
În astfel de cazuri, se utilizează cataliză, deoarece un catalizator adecvat permite creșterea vitezei de reacție fără a schimba echilibrul. În căutarea unui catalizator adecvat, au fost încercați aproximativ douăzeci de mii de compuși diferiți. În ceea ce privește combinația de proprietăți (activitate catalitică, rezistență la otrăvire, cost redus), un catalizator pe bază de fier metalic cu impurități de oxizi de aluminiu și potasiu a primit cea mai mare utilizare. Procesul se desfășoară la o temperatură de 400-600°C și presiuni de 10-1000 atmosfere.
Trebuie remarcat faptul că la presiuni de peste 2000 atmosfere, sinteza amoniacului dintr-un amestec de hidrogen și azot se desfășoară cu o viteză mare și fără catalizator. De exemplu, la 850 °C și 4500 atmosfere, randamentul de produs este de 97%.
Există o altă metodă, mai puțin obișnuită, de legare industrială a azotului atmosferic - metoda cianamidei, bazată pe reacția carburii de calciu cu azotul la 1000 ° C. Reacția are loc conform ecuației:
CaC2 + N2 → CaCN2 + C.
Reacția este exotermă, efectul său termic este de 293 kJ.
Aproximativ 1,106 tone de azot sunt preluate din atmosfera Pământului anual prin mijloace industriale. Procesul de obținere a azotului este descris în detaliu aici GRASYS
Compuși ai azotului
Stări de oxidare a azotului în compușii −3, −2, −1, +1, +2, +3, +4, +5.Compușii de azot în starea de oxidare −3 sunt reprezentați de nitruri, dintre care amoniacul este practic cel mai important;
Mai puțin tipici sunt compușii de azot în starea de oxidare -2, reprezentați de pernitrude, dintre care cea mai importantă este pernitrura de hidrogen N2H4 sau hidrazina (există și o pernitrură de hidrogen N2H2 extrem de instabilă, diimida);
Compuși cu azot în stare de oxidare -1 NH2OH (hidroxilamină) - o bază instabilă utilizată, alături de sărurile de hidroxilamoniu, în sinteza organică;
Compuși de azot în stare de oxidare +1 protoxid de azot (I) N2O (protoxid de azot, gaz râd);
Compuși ai azotului în stare de oxidare +2 oxid de azot (II) NO (monoxid de azot);
Compuși ai azotului în stare de oxidare +3 oxid azotic (III) N2O3, acid azot, derivați ai anionului NO2-, trifluorura de azot NF3;
Compuși cu azot în stare de oxidare +4 oxid nitric (IV) NO2 (dioxid de azot, gaz brun);
Compuși ai azotului în stare de oxidare +5 - oxid azotic (V) N2O5, acid azotic și sărurile sale - nitrați etc.
Utilizare și aplicare
Azot lichid cu punct de fierbere scăzut într-un pahar metalic.
Azotul lichid este folosit ca agent frigorific și pentru crioterapie.
Aplicațiile industriale ale azotului gazos se datorează proprietăților sale inerte. Azotul gazos este rezistent la foc și la explozie, previne oxidarea, degradarea. În industria petrochimică, azotul este utilizat pentru a purja rezervoarele și conductele, pentru a testa funcționarea conductelor sub presiune și pentru a crește producția de zăcăminte. În minerit, azotul poate fi folosit pentru a crea un mediu rezistent la explozie în mine, pentru a sparge straturile de rocă. În producția de electronice, azotul este utilizat pentru a curăța zonele în care oxigenul oxidant nu poate fi prezent. Dacă oxidarea sau putrezirea sunt factori negativi într-un proces care utilizează în mod tradițional aer, azotul poate înlocui cu succes aerul.
Un domeniu important de aplicare a azotului este utilizarea acestuia pentru sinteza ulterioară a unei game largi de compuși care conțin azot, cum ar fi amoniacul, îngrășămintele cu azot, explozivii, coloranții etc. În producția de cocs se folosesc cantități mari de azot („stingerea uscată a cocsului). ”) în timpul descărcării cocsului din bateriile cuptorului de cocs, precum și pentru „strângerea” combustibilului în rachete de la rezervoare la pompe sau motoare.
În industria alimentară, azotul este înregistrat ca aditiv alimentar. E941, ca mediu gazos pentru ambalare și depozitare, un agent frigorific și azot lichid este utilizat la îmbutelierea uleiurilor și băuturilor necarbogazoase pentru a crea o suprapresiune și o atmosferă inertă în recipientele moi.
Azotul lichid este adesea prezentat în filme ca o substanță capabilă să înghețe instantaneu obiecte suficient de mari. Aceasta este o greșeală răspândită. Chiar și înghețarea unei flori durează mult. Acest lucru se datorează parțial capacității termice foarte scăzute a azotului. Din același motiv, este foarte dificil să se răcească, să zicem, blocurile la -196 ° C și să le spargi dintr-o singură lovitură.
Un litru de azot lichid, care se evaporă și se încălzește până la 20 ° C, formează aproximativ 700 de litri de gaz. Din acest motiv, azotul lichid este stocat în recipiente speciale Dewar izolate în vid de tip deschis sau criogenice. Principiul stingerii incendiilor cu azot lichid se bazează pe același fapt. Evaporându-se, azotul înlocuiește oxigenul necesar arderii, iar focul se oprește. Deoarece azotul, spre deosebire de apă, spumă sau pulbere, pur și simplu se evaporă și dispare, stingerea incendiilor cu azot este cel mai eficient mecanism de stingere a incendiilor în ceea ce privește conservarea obiectelor de valoare.
Înghețarea azotului lichid al ființelor vii cu posibilitatea dezghețării ulterioare a acestora este problematică. Problema constă în incapacitatea de a îngheța (și de a dezgheța) creatura suficient de repede încât eterogenitatea înghețării să nu afecteze funcțiile sale vitale. Stanislav Lem, fantezând despre acest subiect în cartea „Fiasco”, a venit cu un sistem de înghețare de urgență a azotului, în care un furtun cu azot, dând dinții, a înfipt în gura astronautului și a fost introdus un flux abundent de azot.
Marcarea cilindrului
Buteliile de azot sunt vopsite în negru, trebuie să aibă o inscripție galbenă și o dungă maro (norme
Zăpada nu s-a topit încă complet, iar proprietarii neliniștiți ai zonelor suburbane se grăbesc deja să evalueze amploarea lucrărilor în grădină. Și chiar sunt multe de făcut aici. Și, poate, cel mai important lucru la care să vă gândiți la începutul primăverii este cum să vă protejați grădina de boli și dăunători. Grădinarii cu experiență știu că aceste procese nu pot fi lăsate la voia întâmplării, iar întârzierea și amânarea timpului de procesare pentru mai târziu poate reduce semnificativ randamentul și calitatea fructelor.
Plăcinta din conserve cu pește și brânză este o idee simplă de prânz sau cină pentru un meniu zilnic sau de duminică. Placinta este conceputa pentru o familie mica de 4-5 persoane cu un apetit moderat. Acest patiserie are totul deodată - pește, cartofi, brânză și o crustă crocantă de aluat, în general, aproape ca o pizza cu calzone închisă, doar că mai gustoasă și mai simplă. Conservele de peste poate fi orice - macrou, ciur, somon roz sau sardine, alege dupa gustul tau. Aceasta placinta se prepara si cu peste fiert.
Smochin, smochin, smochin - toate acestea sunt nume ale aceleiași plante, pe care o asociem puternic cu viața mediteraneană. Oricine a gustat vreodată fructe de smochine știe cât de delicioase sunt acestea. Dar, pe lângă un gust dulce dulce, sunt și foarte sănătoase. Și iată un detaliu interesant: se dovedește că smochinele sunt o plantă complet nepretențioasă. În plus, poate fi cultivat cu succes pe un teren pe banda din mijloc sau într-o casă - într-un container.
Supa cremă delicioasă cu fructe de mare se prepară în puțin mai puțin de o oră, iese fragedă și cremoasă. Alege fructe de mare după gust și portofel, poate fi un cocktail de mare, creveți și calmari. Am gatit supa cu creveti mari si scoici in scoici. În primul rând, este foarte gustos, iar în al doilea rând, este frumos. Dacă gătiți pentru o cină festivă sau un prânz, atunci scoicile în coajă și creveții mari fără coajă arată apetisant și drăguț pe farfurie.
Destul de des, chiar și locuitorii de vară cu experiență se confruntă cu dificultăți în creșterea răsadurilor de roșii. Pentru unii, toate răsadurile se dovedesc a fi alungite și slabe, pentru alții, încep brusc să cadă și să moară. Chestia este că este dificil să se mențină condițiile ideale pentru creșterea răsadurilor într-un apartament. Răsadurile oricărei plante trebuie să ofere multă lumină, umiditate suficientă și temperatură optimă. Ce altceva trebuie să știți și să observați atunci când creșteți răsaduri de roșii într-un apartament?
Soiurile de roșii din seria Altai sunt foarte populare printre grădinari datorită gustului lor dulce, delicat, care amintește mai mult de gustul unui fruct decât al unei legume. Acestea sunt roșii mari, greutatea fiecărui fruct este în medie de 300 de grame. Dar aceasta nu este limita, există roșii mai mari. Pulpa acestor rosii se caracterizeaza prin suculenta si carnoasa cu o usoara placuta uleioasa. Puteți cultiva roșii excelente din seria Altai din semințele Agrosuccess.
De mulți ani, aloe a fost cea mai subestimată plantă de apartament. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece distribuția largă a aloe vera în ultimul secol a dus la faptul că toată lumea a uitat de alte tipuri de această suculentă uimitoare. Aloe este în primul rând o plantă ornamentală. Și cu alegerea corectă a tipului și a varietății, poate depăși orice concurent. În florarii la modă și în ghivece obișnuite, aloe este o plantă rezistentă, frumoasă și surprinzător de longevivă.
Vinaigreta delicioasa cu mere si varza murata - o salata vegetariana de legume si fructe fierte si racite, crude, murate, sarate, murate. Numele provine de la un sos franțuzesc făcut din oțet, ulei de măsline și muștar (vinaigretă). Vinaigreta a apărut în bucătăria rusă nu cu mult timp în urmă, pe la începutul secolului al XIX-lea, poate că rețeta a fost împrumutată din bucătăria austriacă sau germană, deoarece ingredientele pentru salata de hering austriac sunt foarte asemănătoare.
Când sortăm în vis pungi strălucitoare de semințe în mâinile noastre, uneori suntem siguri în mod inconștient că avem un prototip al viitoarei plante. Îi alocăm mental un loc în grădina de flori și așteptăm cu nerăbdare ziua prețuită a apariției primului mugure. Cu toate acestea, cumpărarea de semințe nu garantează întotdeauna că veți obține în cele din urmă floarea dorită. Aș dori să atrag atenția asupra motivelor pentru care semințele nu pot încolți sau nu moară chiar la începutul germinării.
Vine primăvara și locuitorii de vară au griji cu privire la cum să crească răsaduri bune. Mulți cresc răsaduri de roșii, ardei, castraveți. Ce trebuie făcut pentru ca răsadurile să fie de înaltă calitate, cu un sistem radicular dezvoltat și părți aeriene? În primul rând, alegeți soiul sau hibridul potrivit pentru cultivarea în câmp deschis sau în seră. Citiți cu atenție informațiile de pe ambalajul cu semințele, fiți atenți la data de expirare, dacă semințele au fost sau nu tratate cu dezinfectant.
Vine primăvara, iar grădinarii au mai mult de lucru, iar odată cu apariția căldurii, schimbările în grădină au loc rapid. Mugurii încep deja să se umfle pe plantele care încă dormeau ieri, totul prinde literalmente viață în fața ochilor noștri. După o iarnă lungă, aceasta nu poate decât să se bucure. Dar, odată cu grădina, problemele ei prind viață - dăunători și agenți patogeni. Gărgărițele, gândacii de flori, afidele, clasterosporiaza, maniliaza, crusta, mucegaiul praf - puteți enumera pentru o perioadă foarte lungă de timp.
Pâine prăjită la micul dejun cu avocado și salată de ouă este un început excelent al zilei. Salata cu ouă din această rețetă acționează ca un sos gros asezonat cu legume proaspete și creveți. Salata mea de ouă este destul de neobișnuită, este o versiune dietetică a gustării preferate a tuturor - cu brânză Feta, iaurt grecesc și caviar roșu. Dacă ai timp dimineața, nu te refuza niciodată plăcerea de a găti ceva gustos și sănătos. Ziua ar trebui să înceapă cu emoții pozitive!
Poate că fiecare femeie a primit măcar o dată o orhidee înflorită cadou. Nu este surprinzător, deoarece un buchet atât de plin de viață arată uimitor și înflorește mult timp. Orhideele nu pot fi numite culturi de interior foarte dificil de crescut, dar neîndeplinirea condițiilor principale pentru întreținerea lor duce adesea la pierderea unei flori. Dacă abia începeți să vă familiarizați cu orhideele de interior, ar trebui să aflați răspunsurile potrivite la întrebările principale despre cultivarea acestor plante frumoase în casă.
Cheesecake-uri luxuriante cu mac și stafide, preparate după această rețetă, se mănâncă în familia mea cât ai clipi. Moderat dulce, plinuță, fragedă, cu o crustă apetisantă, fără exces de ulei, într-un cuvânt, exact la fel ca mama sau bunica prăjite în copilărie. Dacă stafidele sunt foarte dulci, atunci zahărul granulat nu se poate adăuga deloc, fără zahăr, cheesecakes-urile vor fi mai bine prăjite și nu se vor arde niciodată. Gătiți-le într-o tigaie bine încălzită, unsă cu ulei, la foc mic și fără capac!
Azotul (N 2) a fost descoperit de J. Priestley în 1774. Numele „azot” în greacă înseamnă „fără viață”. Se datorează faptului că azotul nu sprijină procesele de ardere și respirație. Dar pentru toate procesele vitale de bază ale plantelor și organismelor vii, azotul este extrem de important.
Caracteristica elementului
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Izotopi: 14 N (99,635%); 15 N (0,365%)
Clark în scoarța terestră 0,01% din greutate. În atmosferă, 78,09% din volum (75,6% din masă). Azotul este o parte a materiei vii (proteine, acizi nucleici și alte materii organice). În hidrosferă, azotul este prezent sub formă de nitrați (NO 3). Atomii de azot sunt pe locul 5 ca abundență din univers.
Cele mai importante substanțe anorganice care conțin N.
Azot liber (molecular).
Atomii de azot sunt interconectați prin trei legături covalente nepolare: una dintre ele este o legătură sigma, 2 sunt legături pi. Energia de rupere este foarte mare.
Proprietăți fizice
La temperatura si presiunea atmosferica normale, N 2 este un gaz incolor, inodor si fara gust, putin mai usor decat aerul, foarte putin solubil in apa. Este transferat în stare lichidă cu mare dificultate (Tbp -196 "C). Azotul lichid are o căldură mare de vaporizare și este folosit pentru a crea temperaturi scăzute (refrigerant).
Cum să obțineți
Azotul este prezent în aer în stare liberă, deci metoda industrială de obținere este separarea amestecului de aer (rectificarea aerului lichid).
În condiții de laborator, cantități mici de azot pot fi obținute în următoarele moduri:
1. Trecerea aerului peste cuprul fierbinte, care absoarbe oxigenul datorită reacției: 2Cu + O 2 \u003d 2CiO. Ceea ce rămâne este azotul cu impurități de gaze inerte.
2. Descompunerea redox a unor săruri de amoniu:
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. Oxidarea amoniacului și a sărurilor de amoniu:
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
Proprietăți chimice
Azotul molecular este o substanță inertă din punct de vedere chimic datorită stabilității excepțional de ridicate a moleculelor de N2. Doar reacțiile de combinare cu metale decurg mai mult sau mai puțin ușor. În toate celelalte cazuri, pentru inițierea și accelerarea reacțiilor, este necesar să se utilizeze temperaturi ridicate, descărcări electrice de scânteie, radiații ionizante, catalizatori (Fe, Cr, V, Ti și compușii acestora).
Reacții cu agenți reducători (N2 - agent oxidant)
1. Interacțiunea cu metalele:
Reacțiile de formare a nitrururilor alcaline și alcalino-pământoase Me au loc atât cu azot pur, cât și în timpul arderii metalelor în aer.
N2 + 6Li = 2Li3N
N 2 + 6Cs = 2Cs 3 N
N 2 + 3Mg \u003d Mg 3 N 2
2. Interacțiunea cu hidrogenul (reacția este de mare importanță practică):
N 2 + ZN 2 \u003d 2NH 3 amoniac
3. Interacțiunea cu siliciul și carbonul
2N 2 + 3Si \u003d Si 3 N 4 nitrură de siliciu (IV)
N 2 + 2C \u003d (CN) 2 dicyano
2N 2 + 5C + 2Na 2 CO 3 \u003d 4NaCN + 3CO 2 cianura de sodiu
Reacții cu agenți de oxidare (N 2 - agent reducător)
Aceste reacții nu au loc în condiții normale. Azotul nu interacționează direct cu fluorul și alți halogeni, dar reacția cu oxigenul are loc la temperatura descărcărilor de scântei electrice:
N 2 + O 2 \u003d 2NO
Reacția este foarte reversibilă; linia dreaptă curge cu absorbția de căldură (endotermă).
Azotul (în engleză Nitrogen, francez Azote, german Stickstoff) a fost descoperit aproape simultan de mai mulți cercetători. Cavendish a obținut azot din aer (1772), trecând pe acesta din urmă prin cărbune încins, iar apoi printr-o soluție alcalină pentru a absorbi dioxidul de carbon. Cavendish nu a dat un nume special noului gaz, referindu-se la el ca aer mefitic (lat. - mephitis - evaporare sufocantă sau dăunătoare a pământului). Oficial, descoperirea azotului este de obicei atribuită lui Rutherford, care a publicat în 1772 disertația sa „Despre aerul fix, altfel numit sufocant”, unde au fost descrise pentru prima dată unele dintre proprietățile chimice ale azotului. În aceiași ani, Scheele a primit azot din aerul atmosferic în același mod ca și Cavendish. El a numit noul gaz stricat aer (Verdorbene Luft). Priestley (1775) a numit aer flogistic cu azot (Air phlogisticated). Lavoisier în 1776-1777 a studiat în detaliu compoziția aerului atmosferic și a constatat că 4/5 din volumul acestuia constă în gaz asfixiant (Air mofete).
Lavoisier a propus să numească elementul „azot” din prefixul grecesc negativ „a” și cuvântul pentru viață „zoe”, subliniind incapacitatea acestuia de a susține respirația. În 1790, a fost propus pentru azot denumirea de „azot” (azot – „formând salpetru”), care a devenit ulterior baza pentru denumirea internațională a elementului (azot) și simbolul pentru azot - N.
Fiind în natură, obțineți:
Azotul se găsește în natură în principal în stare liberă. În aer, fracția sa de volum este de 78,09%, iar fracția sa de masă este de 75,6%. Compușii de azot se găsesc în cantități mici în sol. Azotul este un component al proteinelor și al multor compuși organici naturali. Conținutul total de azot din scoarța terestră este de 0,01%.
Atmosfera conține aproximativ 4 cvadrilioane (4 10 15) de tone de azot și aproximativ 20 de trilioane (20 10 12) de tone în oceane. O parte nesemnificativă din această sumă - aproximativ 100 de miliarde de tone - este legată anual și inclusă în compoziția organismelor vii. Din aceste 100 de miliarde de tone de azot legat, doar 4 miliarde de tone se găsesc în țesuturile plantelor și animalelor - restul se acumulează în microorganismele în descompunere și în cele din urmă revine în atmosferă.
În tehnologie, azotul este obținut din aer. Pentru a obține azot, aerul este transferat într-o stare lichidă, iar apoi azotul este separat de oxigenul mai puțin volatil prin evaporare (t bale N 2 \u003d -195,8 ° С, t bale O 2 \u003d -183 ° С)
În condiții de laborator, azotul pur poate fi obținut prin descompunerea nitritului de amoniu sau prin amestecarea soluțiilor de clorură de amoniu și azotat de sodiu atunci când este încălzit:
NH4NO2N2 + 2H20; NH4CI + NaN02NaCl + N2 + 2H2O.
Proprietăți fizice:
Azotul natural este format din doi izotopi: 14 N și 15 N. În condiții normale, azotul este un gaz incolor, inodor și fără gust, puțin mai ușor decât aerul, slab solubil în apă (15,4 ml de azot se dizolvă în 1 litru de apă, oxigen - 31 ml). La -195,8°C, azotul se transformă într-un lichid incolor, iar la -210,0°C, într-un solid alb. În stare solidă, există sub forma a două modificări polimorfe: sub -237,54 ° C, forma cu o rețea cubică este stabilă, deasupra - cu una hexagonală.
Energia de legare a atomilor dintr-o moleculă de azot este foarte mare și se ridică la 941,6 kJ/mol. Distanța dintre centrele atomilor dintr-o moleculă este de 0,110 nm. Molecula de N2 este diamagnetică. Aceasta indică faptul că legătura dintre atomii de azot este triplă.
Densitatea azotului gazos la 0°C 1,25046 g/dm 3
Proprietăți chimice:
În condiții normale, azotul este o substanță inactivă din punct de vedere chimic datorită unei legături covalente puternice. În condiții normale, reacționează numai cu litiul, formând o nitrură: 6Li + N 2 = 2Li 3 N
Odată cu creșterea temperaturii, activitatea azotului molecular crește, în timp ce acesta poate fi atât un agent oxidant (cu hidrogen, metale), cât și un agent reducător (cu oxigen, fluor). Când este încălzit, la presiune ridicată și în prezența unui catalizator, azotul reacţionează cu hidrogenul pentru a forma amoniac: N 2 + 3H 2 = 2NH 3
Azotul se combină cu oxigenul numai într-un arc electric pentru a forma oxid nitric (II): N 2 + O 2 \u003d 2NO
Într-o descărcare electrică, este posibilă și o reacție cu fluor: N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3
Cele mai importante conexiuni:
Azotul este capabil să formeze compuși chimici, aflându-se în toate stările de oxidare de la +5 la -3. Azotul formează compuși în stări de oxidare pozitive cu fluor și oxigen, iar în stări de oxidare mai mari de +3, azotul poate fi găsit doar în compușii cu oxigen.
Amoniac, NH 3 - un gaz incolor cu miros înțepător, ușor solubil în apă („amoniac”). Amoniacul are proprietăți de bază, interacționează cu apa, halogenuri de hidrogen, acizi:
NH3 + H20NH3 * H2ONH4 + + OH-; NH3 + HCI = NH4CI
Unul dintre liganzii tipici din compușii complecși: Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2 (violet, p-rim)
Reductor: 2NH 3 + 3CuO 3Cu + N 2 + 3H 2O.
Hidrazina- N2H4 (pernitrură de hidrogen),...
Hidroxilamina- NH2OH,...
oxid nitric (I), N 2 O (protoxid de azot, gaz râd). ...
oxid nitric (II), NO este un gaz incolor, inodor, ușor solubil în apă, care nu formează sare. În laborator, acestea sunt obținute prin reacția cuprului și acidului azotic diluat:
3Cu + 8HNO 3 \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
În industrie, se obține prin oxidarea catalitică a amoniacului în producția de acid azotic:
4NH3 + 5O24NO + 6H2O
Se oxidează ușor la oxid nitric (IV): 2NO + O 2 = 2NO 2
oxid nitric (III), ??? ...
...
Acid azot, ??? ...
...
Nitriți, ??? ...
...
oxid nitric (IV), NO 2 - un gaz maro otrăvitor, are un miros caracteristic, se dizolvă bine în apă, dând în același timp doi acizi, azotos și nitric: H 2 O + NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3
La răcire, se transformă într-un dimer incolor: 2NO 2 N 2 O 4
oxid nitric (V), ??? ...
...
Acid azotic, HNO 3 - lichid incolor cu miros înțepător, t bp = 83°C. Acid puternic, săruri - nitrați. Unul dintre cei mai puternici agenți de oxidare, care se datorează prezenței unui atom de azot în compoziția reziduului acid în cea mai mare stare de oxidare N +5. Când acidul azotic interacționează cu metalele, nu hidrogenul este eliberat ca produs principal, ci diverși produși de reducere ai ionului nitrat:
Cu + 4HNO3 (conc) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H20;
4Mg + 10HNO3 (inteligent) = 4Mg (NO3)2 + NH4NO3 + 5H2O.
Nitrați, ??? ...
...
Aplicație:
Este utilizat pe scară largă pentru a crea un mediu inert - umplerea lămpilor electrice cu incandescență și spațiul liber în termometrele cu mercur, la pomparea lichidelor, în industria alimentară ca gaz de ambalare. Ele nitrură suprafața produselor din oțel, se formează nitruri de fier în stratul de suprafață, care conferă oțelului o duritate mai mare. Azotul lichid este adesea folosit pentru răcirea profundă a diferitelor substanțe.
Azotul este important pentru viața plantelor și animalelor, deoarece face parte din substanțele proteice. Azotul este folosit în cantități mari pentru a produce amoniac. Compușii de azot sunt utilizați în producția de îngrășăminte minerale, explozivi și în multe industrii.
L.V. Cherkashin
Universitatea de Stat KhF Tyumen, gr. 542(I)
Surse:
- G.P. Homcenko. Un manual de chimie pentru studenți. M., Noul val, 2002.
- LA FEL DE. Egorov, Chimie. Indemnizatie-tutor pentru intrarea in universitati. Rostov-pe-Don, Phoenix, 2003.
- Descoperirea elementelor și originea numelor lor /
