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!

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

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:

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!

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».

Пройти тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

ВходРегистрация

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

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

ВходРегистрация

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). Она – 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!

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

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

ВходРегистрация