Оксиди азоту. Азотна кислота

монооксид азоту NO. Несолеобразующіе оксид. Безбарвний газ. Радикал, містить ковалентну ??-зв'язок (N = O), в твердому стані димер N₂O₂ зі зв'язком N - N. Надзвичайно термічно стійкий. Чутливий до кисню повітря (буріє). Мало розчинний у воді і не реагує з нею. Хімічно пасивний по відношенню до кислот і лугів. При нагріванні реагує з металами і неметалами. Вельми реакционноспособна суміш NO і NO₂ ( «Нітрозні гази»). Проміжний продукт в синтезі азотної кислоти.

Рівняння найважливіших реакцій:

2NO + O₂ (Хат.) = 2NO₂ (20 ° C)

2NO + С (графіт) = N₂ + СO₂ (400-500 ° C)

lONO + 4Р (черв.) = 5N₂ + 2Р₂O₅ (150-200 ° C)

2NO + 4Cu = N₂ + 2Cu₂O (500-600 ° C)

Реакції суміші NO і NO₂:

NO + NO₂ + Н₂O = 2HNO_{2 (p)}

NO + NO₂ + 2KOH (разб.) = 2KNO₂ + H₂O

NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂ (450-500 ° C)

отримання : в промисловості - Окислення аміаку (див.) Киснем на каталізаторі, в лабораторії - Взаємодія розведеної азотної кислоти з відновниками:

8HNO₃ (Хол.) + 6Hg = 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO ^ + 4Н₂O

або відновлення нітритів:

2NaNO₂ + 2H₂SO₄ (Разб.) + 2NaI = 2NO ^ + I₂v + 2H₂O + 2Na₂SO₄

діоксид азоту NO₂. Кислотний оксид, умовно відповідає двом кислотам - HNO₂ і HNO₃ (Кислота для N^IV не існує). Бурий газ, при кімнатній температурі мономер NO₂, На холоду рідкий безбарвний димер N₂O₄ (Азотний тетраоксид). молекула NO₂ - Радикал з будовою незавершеного трикутника [-N (O)₂] (Sр²гібридизація) з ковалентними ?, ?-зв'язками N = O. молекула N₂O₄ містить дуже довгу зв'язок N - N (175 пм), яка легко розривається при температурі вище кімнатної (в інтервалі 20,7-135,0 ° C). Повністю реагує з водою, лугами. Дуже сильний окислювач, викликає корозію металів. Підсилює хімічну активність NO (див.). Застосовується для синтезу азотної кислоти і безводних нітратів, як окислювач ракетного палива, очищувач нафти від сірки і каталізатор окислення органічних сполук. Отруйний. Рівняння найважливіших реакцій:

отримання : в промисловості - Окислення NO (див.) Киснем повітря, в лабораторії - Взаємодія концентрованої азотної кислоти з відновниками:

6HNO₃ (Конц., Гір.) + S = H₂SO₄ + 6NO₂^ + 2Н₂O

5HNO₃ (Конц., Гір.) + Р (черв.) = Н₃РO₄ + 5NO₂^ + Н₂O

2HNO₃ (Конц., Гір.) + SO₂ = H₂SO₄ + 2NO₂^

оксид діазота N₂O. Безбарвний газ з приємним запахом ( «звеселяючий газ»), N = N = O, формальна ступінь окислення азоту + I, погано розчинний у воді. Підтримує горіння графіту і магнію:

2N₂O + С = СО₂ + 2N₂ (450 ° C)

N₂O + Mg = N₂ + MgO (500 ° C)

Отримують термічним розкладанням нітрату амонію:

NH₄NO₃ = N₂O + 2Н₂O (195-245 ° C)

Застосовується в медицині як анестезуючий засіб.

триоксид діазота N₂O₃. При низьких температурах - синя рідина, ON = NO₂, Формальна ступінь окислення азоту + III. При 20 ° C на 90% розкладається на суміш безбарвного NO і бурого NO₂ ( «Нітрозні гази», промисловий дим - «лисий хвіст»). N₂O₃ - Кислотний оксид, на холоду з водою утворює HNO₂, При нагріванні реагує інакше:

3N₂O₃ + Н₂O = 2HNO₃ + 4NO ^

З лугами дає солі HNO₂, Наприклад NaNO₂.

Отримують взаємодією NO з O₂ (4NO + 3O₂ = 2N₂O₃) Або з NO₂ (NO + NO₂ = N₂O₃) При сильному охолодженні. «Нітрозні гази» отруйні і екологічно небезпечні, діють як каталізатори руйнування озонового шару атмосфери.

пентаоксид діазота N₂O₅. Безбарвне тверда речовина, O₂N - О-NO₂, Ступінь окислення азоту + V. При кімнатній температурі за 10 год розкладається на NO₂ і O₂. Реагує з водою і лугами як кислотний оксид:

N₂O₅ + Н₂O = 2HNO₃

N₂O₅ + 2NaOH = 2NaNO₃ + H₂O

Отримують дегідратацією димить азотної кислоти:

2HNO₃ + Р₂O₅ = N₂O₅ + 2НРO₃

або окисленням NO₂ озоном при -78 ° C:

2NO₂ + O₃ = N₂O₅ + O₂

Азотна кислота HNO₃. Оксокислот. Безбарвна рідина. Молекула має спотворено-трикутне будова [N (O)₂(OH)] (sp²- Гібридизація), містить ковалентні ??-зв'язку N = O і про-зв'язок N - ОН. Розкладається при стоянні на світлі (жовтіє). Добре розчиняє оксиди азоту (червоно-бура «димить» кислота, щільність 1,56 г / мл). Необмежено змішується з водою, переганяється при звичайних умовах у вигляді азеотропної суміші (масова частка кислоти 68,4%, щільність 1,41 г / мл, температура кипіння 120,7 ° C), утворює гідрат HNO₃ Н₂O (точніше, H₃NO₄ - ортоазотная кислота).

Сильна кислота в розчині, іон NO₃^? має будову правильного трикутника (sр²гібридизація). Нейтралізується лугами і гидратом аміаку. Реагує з основними і амфотерними оксидами і гідроксидами, витісняє слабкі кислоти з їх солей. Сильний окислювач в концентрованому розчині (за рахунок N^v). Утворює суміш продуктів відновлення азоту - від N^IVO₂ до N^-IIIН₄⁺, В залежності від концентрації кислоти і сили відновлювача в цій суміші переважають різні продукти (умовно для концентрованої кислоти вказують NO₂, Для розведеної - NO, для дуже розведеної - NH₄⁺).

Концентрована кислота пасивує Al, Be, Bi, З, Cr, Fe, Ni і Pb, не реагує з Au і Pt. суміш HNO₃ (Конц.) І НCl (конц.) - «царська горілка »- Має ще більш сильним окислювальним дією: переводить в розчин золото і платину. Нітрит початком HNO₃ в її реакціях з органічними речовинами є іон NO₂⁺ (нітроіл).

На відміну від самої кислоти HNO₃ її солі - нітрати виявляють сильні окислювальні властивості тільки при сплаву за рахунок кисню, що виділяється. При нагріванні нітрати розкладаються по-різному, в залежності від положення металу в ряді напруг:

Застосовується азотна кислота для виробництва мінеральних добрив, вибухових речовин, нітратів металів, органічних нітропохідних, штучних волокон і пластмас, барвників, лікарських препаратів.

Рівняння найважливіших реакцій:

отримання : промисловий синтез складається з наступних етапів:

N₂ + Н₂ > NH₃ > NO > NO₂ > HNO₃> HNO₃,

а саме: виробництво аміаку (див.), каталітичне окислення аміаку (див.) до NO, переклад NO (див.) в NO₂, Поглинання суміші NO₂ і O₂ водою (див.).

Попередня 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Наступна