Урок 22 Бесплатно Оксиды азота. Азотная кислота

Оксиды азота

Азот образует оксиды, в которых проявляет степени окисления от +1 до +5:

N2O

NO

N2O3

NO2

N2O5

Два из них – кислотные:

N2O3 соответствует азотистой кислоте и образует соли нитриты,

N2O5 соответствует азотной кислоте и образует соли нитраты.

Остальные оксиды – несолеобразующие: им не соответствуют кислоты или соли.

Сравнительная характеристика оксидов азота приведена в таблице.

 

Оксид

N2O

NO

N2O3

NO2

N2O5

Степень окисления азота

+1

+2

+3

+4

+5

Внешний вид при н.у.

Бесцветный газ со сладковатым запахом

Бесцветный газ

Синяя жидкость

Бурый газ

Бесцветные кристаллы

Молярная масса

44

г/моль

30

г/моль

76

г/моль

92

г/моль

108

г/моль

Плотность

1,98 г/л

1,34 г/л

1,4 кг/л

1,4 кг/л

1,6 кг/л

Применение

Наркоз, добавка к топливу

Получение азотной кислоты

 –

Окислитель ракетного топлива

 –

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Закрыть

Также ученые получили такие экзотические соединения азота с кислородом, как тринитрамид N4O6 и нитрозилазид N4O

Эти вещества слабо изучены, поскольку очень неустойчивы и разлагаются со взрывом, образуя азот N2 и оксид азота (IV) NO2

тринитрамид N4O6

 

 

Из всех оксидов азота мы рассмотрим оксиды азота (II) и азота (IV) – они являются промежуточными продуктами при получении азотной кислоты в промышленности.

Несолеобразующий оксид азота (II) – бесцветный газ с неприятным запахом, сильно ядовит. Это единственный оксид азота, который получается при непосредственном взаимодействии азота и кислорода. В природе он образуется в воздухе при грозовых разрядах.

Другие оксиды получают косвенным путём, используя оксид азота (II) или аммиак:

Другие оксиды получают косвенным путём, используя оксид азота (II) или аммиак

Первая реакция каталитическая

Первая реакция – каталитическая, вторая протекает сама по себе при обычных условиях

 

Кислотный оксид азота (IV) NO2 – бурый газ с раздражающим запахом, реагирует с водой с образованием смеси азотной и азотистой кислот:

 

Упомянутые выше оксиды азота образуются при сжигании топлива. Попадая в воздух, они загрязняют окружающую среду и вызывают образование кислотных дождей.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Закрыть

Если вы видите, как из трубы химического предприятия идёт рыжий или бурый дым – это оксид азота (IV). Он тяжелее воздуха, поэтому часто не поднимается вверх, а стелется горизонтально. Из-за этого, в сочетании с цветом, его называют «лисий хвост».

рыжий или бурый дым – это оксид азота (IV)

Пройти тест
Закрыть тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Азотная кислота

Чистая азотная кислота HNO3 – бесцветная жидкость с резким раздражающим запахом. Свойства азотной кислоты:

– кипит при температуре 83°С

– с водой смешивается в любых соотношениях

– летучая

– гигроскопичная: поглощает влагу из воздуха, из-за чего на воздухе «дымит», то есть совместно с влагой воздуха образует туман из азотной кислоты.

 

На свету азотная кислота медленно разлагается с образованием NO2, который придаёт ей жёлтый цвет.

Азотная кислота проявляет все обычные свойства кислот:

  • реагирует с основными оксидами
  • реагирует с основаниями

В результате этих реакций образуются соли – нитраты.

Но в то же время, азот в степени окисления +5 является более сильным окислителем, чем ион водорода, поэтому при реакциях азотной кислоты с металлами выделяется не водород, а различные соединения азота: от оксида азота (IV) NO2 до аммиака NH3.

Чем активнее металл, а также чем меньше концентрация кислоты – тем сильнее восстанавливается азот.

Например, при реакции с медью выделяется NO2 или NO;

а при реакции с цинком выделяется N2 или NH3.

Но в реальных условиях среди продуктов одновременно присутствует несколько соединений азота.

Железо, алюминий и хром не реагируют с концентрированной азотной кислотой, поэтому её с легкостью перевозят в стальных цистернах.

Азотная кислота также способна окислять неметаллы до соответствующих кислот:

серу до серной кислоты,

фосфор до фосфорной кислоты.

Многие органические вещества при контакте с азотной кислотой загораются. Например, скипидар:

Азотная кислота очень широко применяется в промышленности и в лаборатории.

Интересна по своим свойствам смесь двух кислот: азотной и соляной.

Химики называют эту смесь «царской водкой» из-за её способности растворять «царский» металл (догадайтесь, о каком металле идет речь) – это очень сильный окислитель, в котором растворяются те металлы, которые не растворяются в чистой азотной кислоте.

 

А всё дело в том, что при смешивании этих кислот образуется хлорид нитрозила – очень сильный окислитель

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Закрыть

Именно нитрозилхлорид и придаёт «царской водке» оранжевый цвет. 

«Царскую водку» используют при добыче золота для его отделения от пустой породы.

В лабораториях ей отмывают химическую посуду от сильных загрязнений.

При работе с азотной кислотой нужно соблюдать крайнюю осторожность- не допускать её попадания на кожу и одежду!

Главный потребитель азотной кислоты – химическая промышленность: около 75% производимой кислоты используют для выработки удобрений. Также она расходуется на получение красителей, синтетических волокон, взрывчатых веществ, фотоплёнки, лекарств, в качестве окислителя ракетного топлива.

Пройти тест
Закрыть тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Соли азотной кислоты – нитраты

Соли азотной кислоты называются «нитраты».

Нитраты натрия, калия, кальция и аммония также называют селитрами.

Например, NaNO3 – натриевая селитра, NH4NO3 – аммиачная селитра.

От этого и произошло латинское название азота – nitrogenium – «рождающий селитру».

Человек сначала познакомился с селитрой, понял ее свойства, а уже потом определил, что в её состав входит азот.

Селитра образуется при очень длительном разложении органических останков: при гниении белков содержащийся в них азот высвобождается в виде аммиака и оксидов азота. Оксиды азота при этом связываются различными минеральными веществами, образуя селитру. Этот процесс происходит сотнями лет, сопровождаемый выветриванием газообразных продуктов и полным разложением органических веществ.

Нитрат натрия NaNO3 также называют чилийской селитрой из-за богатых её месторождений на территории Чили.

Очень много селитры скапливается в пещерах, где она образуется при длительном гниении и выветривании продуктов жизнедеятельности летучих мышей.

Все нитраты – твёрдые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Подобно азотной кислоте, при нагревании они разлагаются и поэтому являются сильными окислителями.

Поэтому селитру используют в качестве компонента горючих смесей, в частности, она входит в состав пороха и различных смесей для фейерверков.

Водные растворы нитратов почти не проявляют окислительных свойств.

Из солей азотной кислоты наиболее важное значение имеют нитраты натрия, калия, аммония и кальция, которые являются азотными удобрениями.

Нитрат калия используют для изготовления чёрного пороха.

Нитрат аммония входит в состав взрывчатых смесей – аммонитов, применяемых при взрывных работах. Нитраты находят широкое применение в пиротехнике. Также нитраты используют при производстве красителей, в том числе и для изготовления цветного стекла, в качестве пищевых добавок, компонентов пороха.

Пройти тест
Закрыть тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Заключительный тест

Пройти тест