Азот

Электронная конфигурация  азота в основном состоянии:

Максимальная валентность азота в соединениях равна IV. Также характерная валентность азота в соединениях — III.

Степени окисления атома азота – от -3 до +5. 




Физ.св-ва


Строение молекулы



Связь между атомами в молекуле азота – тройная, т.к. у каждого атома в молекуле по 3 неспаренных электрона. Одна σ-связь (сигма-связь) и две — π-связи.

Способы получения азота

1.В лаборатории

NaNO₂   +   NH₄Cl   →   NH₄NO₂   +  NaCl

NH₄NO₂  →   N₂   +   2H₂O

Суммарное уравнение процесса:

NaNO₂   +   NH₄Cl   →   N₂   +  NaCl   +  2H₂O

 при горении аммиака:

4NH₃   +  3O₂   →   2N₂   +  6H₂O

2. Разложение азидов щелочных металлов.

2NaN₃   →   2Na    +    3N₂

3. Восстановление  оксида меди (II)  аммиаком при температуре 700 °C:

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

Химические свойства азота

1.1. Молекулярный азот при обычных условиях 

---

с кислородом не реагирует. Реагирует с кислородом только при высокой температуре (2000^оС),  на электрической дуге  (в природе – во время грозы):

N₂  +  O₂ ⇄   2NO –  Q

1.2. Азот взаимодействует с водородом при высоком давлении и высокой температуре, в присутствии катализатора. При этом образуется аммиак:

1.3. Азот реагирует с активными металлами: с литием при комнатной температуре, кальцием, натрием и магнием при нагревании. При этом образуются бинарные соединения-нитриды.

2. Со сложными веществами азот практически не реагирует из-за крайне низкой реакционной способности.

Взаимодействие возможно только в жестких условиях с активными веществами, например, сильными восстановителями.

N₂    +  3LiH  →   Li₃N   +   NH₃

Аммиак

• бесцветный газ с резким характерным запахом.

• Ядовит.

• Весит меньше воздуха.

• Связь N-H — сильно полярная, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи.

• очень хорошо растворим в воде, т.к. молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.

Строение молекулы и физические свойства

 

В молекуле аммиака NH₃ атом азота соединен тремя одинарными ковалентными полярными связями с атомами водорода:

Способы получения аммиака

1.В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами.

2NH₄Cl    +  Са(OH)₂   →   CaCl₂  + 2NH₃  +   2Н₂O

2.Гидролиз нитридов

---

.

Ca₃N₂    +   6H₂O  →  ЗСа(OH)₂    +    2NH₃

 

3.В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

N₂    +   3Н₂⇄    2NH₃

 

Процесс проводят при температуре 500-550^оС и в присутствии катализатора.  Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа.

Химические свойства аммиака

1. Как основание, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.

NH₃    +    H₂SO₄    →    NH₄HSO₄

2NH₃   +   H₂SO₄    →   (NH₄)₂SO₄

 

2.аммиак взаимодействует с водным раствором углекислого газа 

NH₃    +    H₂O   + CO₂  →    NH₄HCO₃

2NH₃   +   H₂O   + CO₂    →   (NH₄)₂CO₃

3.В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлороводородом. При этом образуется густой белый дым – это выделяется хлорид аммония. 

NH₃   +   HCl  →   NH₄Cl

4. В качестве основания, водный раствор аммиака реагирует с растворами солей тяжелых металлов, образуя нерастворимые гидроксиды.

FeSO₄  + 2NH₃  + 2H₂O  →  Fe(OH)₂  + (NH₄)₂SO₄

 

5. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – амминокомплексы.

4NH₃    +  CuCl₂  →  [Cu(NH₃)₄]Cl₂
4NH₃    +   Cu(OH)₂   → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

6. Аммиак горит на воздухе, образуя азот и воду:

*NH₃    +   O₂    →  N₂   +   H₂O

Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:

*NH₃    +   O

---

₂    →    NO  +   H₂O

7. За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя, например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием. С металлами реагирует только жидкий аммиак.

Например, жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия:

2NH₃   +    2Na   →   2NaNH₂   +  H₂

 Также возможно образование Na₂NH,  Na₃N.

При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:

2NH₃    +   2Al   →   2AlN   +   3H₂

 

8. За счет азота в степени окисления -3 аммиак проявляет восстановительные свойства. Может взаимодействовать с сильными окислителями — хлором, бромом, пероксидом водорода, пероксидами и оксидами некоторых металлов. При этом азот окисляется, как правило, до простого вещества.

Например, аммиак окисляется хлором до молекулярного азота:

2NH₃    +   3Cl₂    →  N₂   +   6HCl

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

2NH₃    +   3H₂O₂    →  N₂   +   6H₂O

Оксиды металлов, которые в электрохимическом ряду напряжений металлов расположены справа — сильные окислители. Поэтому они также окисляют аммиак до азота.

Например, оксид меди (II) окисляет аммиак:

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






4-23.Вычислите массу нашатырного спирта (10%-ного р-ра аммиака), который образуется при растворении аммиака, полученного при взаимодействии нашатыря (хлорида аммония) массой 10,7 г и едкого натра массой 12,5г, содержащего 4% примесей

---

Смотрите также файлы

• Исследовательская работа по литературе Что читает наше поколение.docx

• Лист Постановка задачи.docx

• теории и технологии начального лит обр.docx

• История Новороссии (Мелитополь) Возможно, так выглядел и античный Мелитополь.pptx

• практич 3.docx