Кислородосодержащие соединения азота

Кислородные соединения азота.

Оксиды азота.

Азот образует шесть кислородных соединений.

степени окисления + 1 N 2 O

+ 2 NO

+ 3 N 2 O 3

+ 4 NO 2 , N 2 O 4

+ 5 N 2 O 5

N 2 O

оксид азота (I), закись азота или

«веселящий газ», возбуждающе

действует на нервную систему

человека, используют в медицине как анестезирующее средство. Физические свойства: газ, без цвета и запаха. Проявляет окислительные свойства, легко разлагается.

+1

Получение:

NH 4 NO 3 = N 2 O +2H 2 O

Химические свойства:

1. разложение при нагревании

2N 2 +1 O = 2N 2 0 +O 2

2. с водородом

N 2 +1 O +H 2 = N 2 0 +H 2 O

несолеобразующий

NO

+2

бесцветный газ, термически устойчивый, плохо растворим в воде, практически мгновенно взаимодействует с кислородом (при комнатной температуре).

Получение:

1. В природе:

N 2 + O 2 = 2NO

2. В промышленности:

4NH 3 + 5O 2 = 4NO +6H 2 O

Химические свойства:

2N +2 O + O 2 = 2N +4 O 2

1. легко окисляется:

2. окислитель:

2N +2 O + 2SO 2 = 2SO 3 +N 2 0

несолеобразующий

N 2 O 3

+3

жидкость темно-синего цвета, термически неустойчивая, t кип.= 3,5 0С, т. е. существует в жидком состоянии только при охлаждении, в обычных условиях переходит в газообразное состояние. При взаимодействии с водой образуется азотистая кислота.

Получение:

NO 2 + NO N 2 O 3

Химические свойства:

ВСЕ свойства кислотных оксидов.

кислотный оксид

NO 2

оксид азота (IV) или диоксид азота , бурый газ, хорошо растворим в воде, полностью реагирует с ней. Является сильным окислителем.

+4

токсичен

Получение:

1. 2NO + O 2 = 2NO 2

2. Cu + 4HNO 3(к) = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Химические свойства:

1. с водой

2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

2. с щелочами

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

3. димеризация

2NO 2 N 2 O 4

N 2 O 5

+5

оксид азота (V), азотный ангидрид, белое твердое вещество ( tпл.= 41 0 С). Проявляет кислотные свойства, является очень сильным окислителем.

Получение:

1. 2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2

2. 2HNO 3 + P 2 O 5 = 2HPO 3 + N 2 O 5

Химические свойства:

1. легко разлагается

2N 2 O 5 = 4NO 2 + O 2

кислотный оксид

2 . сильный окислитель

Состав. Строение. Свойства.

HNO 3

O

H

O

N

—

—

O

+5

степень окисления азота

IV

валентность азота

химическая связь

ковалентная полярная

Азотная кислота – бесцветная гигроскопичная жидкость, c резким запахом, «дымит» на воздухе, неограниченно растворимая в воде. Температура плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C с частичным разложением. При хранении на свету разлагается на оксид азота (IV), кислород и воду, приобретая желтоватый цвет:

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

Азотная кислота ядовита.

Азотная кислота (HNO 3 )

Классификация по:

кислородсодержащая

наличию кислорода:

основности:

растворимости в воде:

летучести:

степени электролитической диссоциации:

одноосновная

растворимая

летучая

сильная

Получение азотной кислоты в

промышленности

NH 3 NO NO 2 HNO 3

• Контактное окисление аммиака до

оксида азота (II):

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

2. Окисление оксида азота (II) в оксид азота (IV):

2NO+O 2 = 2NO 2

3. Адсорбция (поглощение) оксида

азота (IV) водой при избытке кислорода

4NO 2 + 2H 2 O + O 2 = 4HNO 3

В лаборатории азотную кислоту получают действием концентрированной серной кислоты на нитраты при слабом нагревании.

NaNO 3 + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3

Химические свойства азотной кислоты

Азотная кислота проявляет все типичные свойства кислот.

1 . Свойства HNO 3 как электролита:

1) Диссоциация:

HNO 3 = H + + NO 3 –

2) с основными и амфотерными оксидами

2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O

6HNO 3 + Al 2 O 3 = 2Al(NO 3 ) 3 + 3H 2 O

3) с основаниями

1

HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O

2

2HNO 3 + Zn(OH) 2 = Zn(NO 3 ) 2 + 2H 2 O

4) с солями

3

3

2HNO 3 + Na 2 SiO 3 = H 2 SiO 3 ↓ + 2NaNO 3

60%) NO 2 Fe, Cr, Al, Au, ная ( NH 3  (NH 4 NO 3 ) (5-60%) NO Pt, Ir, Ta (на холоде) Fe, Cr, Al, Au, NO с Al при t 0 → NO Pt, Ir, Ta   " width="640"

Химические свойства азотной кислоты

2. Окислительные свойства:

• особенности взаимодействия с металлами: (азотная кислота никогда не выделяет водород!)

Me + HNO 3 = Me(NO 3 ) 2 + H 2 ￪

Металл

Концентри-

  до Fe

рованная

NO

Pb - Ag

Разбавлен-

Очень разбавлен-

не действует

ная

  NO,  N 2 O ,  N 2

( 60%)

NO 2

Fe, Cr, Al, Au,

ная (

NH 3  (NH 4 NO 3 )

(5-60%)

NO

Pt, Ir, Ta (на холоде)

Fe, Cr, Al, Au,

NO

с Al при t 0 → NO

Pt, Ir, Ta

Химические свойства азотной кислоты

С металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода:

С металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода:

Концентрированная HNO 3

Разбавленная HNO 3

Химические свойства азотной кислоты

2. Окислительные свойства

2) Особенности взаимодействия с неметаллами (S, P, C):

3) Взаимодействует с органическими веществами (скипидар вспыхивает):

3P + 5HNO 3 + H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO

C + 4HNO 3 = CO 2 + H 2 O + 4NO 2

5HNO 3 + 3P + 2H 2 O → 3H 3 PO 4 + 5NO

Применение азотной кислоты

Производство азотных и комплексных

удобрений.

1

Производство взрывчатых веществ

2

Производство красителей

3

Производство лекарств

4

Производство пленок,

нитролаков, нитроэмалей

5

Производство

искусственных волокон

6

Как компонент нитрующей

смеси, для траления

металлов в металлургии

7

Нитраты – соли азотной кислоты, получают при действии кислоты на металлы, их оксиды и гидроксиды.

Свойства : ВСЕ растворимы в воде.

Селитры – соли азотной кислоты и щелочных металлов.

NaNO 3 – натриевая селитра

KNO 3 – калийная селитра

NH 4 NO 3 – аммиачная селитра

Ca(NO 3 ) 2 – кальциевая селитра

При нагревании нитраты разлагаются тем полнее, чем правее в электрохимическом ряду напряжений стоит металл, образующий соль.

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Sn Pb Cu Ag Hg Au

нитрит + О 2

оксид металла + NO 2 + O 2

Ме + NO 2 + O 2

2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2

2Pb(NO 3 ) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2

2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2

Селитры используются как удобрения.

KNO 3 применяется для приготовления черного пороха.

Домашнее задание:

§ 26,

упр. 2,4 стр. 121.