სწორად განთავსება ჟანგვის მდგომარეობებიოთხი წესია გასათვალისწინებელი.
1) მარტივ ნივთიერებაში ნებისმიერი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა არის 0. მაგალითები: Na 0, H 0 2, P 0 4.
2) უნდა გახსოვდეთ ის ელემენტები, რისთვისაც დამახასიათებელია მუდმივი ჟანგვის მდგომარეობა. ყველა მათგანი ჩამოთვლილია ცხრილში.
3) ელემენტის უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობა, როგორც წესი, ემთხვევა იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ეს ელემენტი მდებარეობს (მაგალითად, ფოსფორი არის V ჯგუფში, ფოსფორის უმაღლესი SD არის +5). მნიშვნელოვანი გამონაკლისები: F, O.
4) დარჩენილი ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების ძიება ეფუძნება მარტივ წესს:
ნეიტრალურ მოლეკულაში ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი ნულის ტოლია, ხოლო იონში - იონის მუხტი.
რამდენიმე მარტივი მაგალითი ჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად
მაგალითი 1. აუცილებელია ამიაკის ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების პოვნა (NH 3).
გამოსავალი. ჩვენ უკვე ვიცით (იხ. 2), რომ ხელოვნება. ᲙᲐᲠᲒᲘ. წყალბადი არის +1. რჩება აზოტის ამ მახასიათებლის პოვნა. მოდით x იყოს სასურველი დაჟანგვის მდგომარეობა. ჩვენ ვადგენთ უმარტივეს განტოლებას: x + 3 (+1) \u003d 0. ამოხსნა აშკარაა: x \u003d -3. პასუხი: N -3 H 3 +1.
მაგალითი 2. მიუთითეთ ყველა ატომის დაჟანგვის მდგომარეობა H 2 SO 4 მოლეკულაში.
გამოსავალი. უკვე ცნობილია წყალბადისა და ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობები: H(+1) და O(-2). ჩვენ ვადგენთ განტოლებას გოგირდის დაჟანგვის ხარისხის დასადგენად: 2 (+1) + x + 4 (-2) \u003d 0. ამ განტოლების ამოხსნით, ვპოულობთ: x \u003d +6. პასუხი: H +1 2 S +6 O -2 4 .
მაგალითი 3. გამოთვალეთ ყველა ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა Al(NO 3) 3 მოლეკულაში.
გამოსავალი. ალგორითმი უცვლელი რჩება. ალუმინის ნიტრატის „მოლეკულის“ შემადგენლობაში შედის Al (+3) ერთი ატომი, ჟანგბადის 9 ატომი (-2) და 3 აზოტის ატომები, რომელთა დაჟანგვის მდგომარეობა უნდა გამოვთვალოთ. შესაბამისი განტოლება: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. პასუხი: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.
მაგალითი 4. განსაზღვრეთ ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობა (AsO 4) 3- იონში.
გამოსავალი. ამ შემთხვევაში ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი აღარ იქნება ნულის ტოლი, არამედ იონის მუხტის, ანუ -3. განტოლება: x + 4 (-2) = -3. პასუხი: როგორც(+5), ო(-2).
რა უნდა გააკეთოს, თუ ორი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა უცნობია
შესაძლებელია თუ არა ერთდროულად რამდენიმე ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობის დადგენა მსგავსი განტოლების გამოყენებით? თუ გავითვალისწინებთ ამ ამოცანასმათემატიკურად, პასუხი არის არა. წრფივი განტოლებაორი ცვლადით არ შეიძლება ჰქონდეს უნიკალური გადაწყვეტა. მაგრამ ჩვენ არ ვხსნით მხოლოდ განტოლებას!
მაგალითი 5. განსაზღვრეთ ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა (NH 4) 2 SO 4-ში.
გამოსავალი. ცნობილია წყალბადისა და ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა, მაგრამ გოგირდისა და აზოტის არა. ორი უცნობი პრობლემის კლასიკური მაგალითი! ჩვენ განვიხილავთ ამონიუმის სულფატს არა როგორც ერთ „მოლეკულას“, არამედ როგორც ორი იონის კომბინაციას: NH 4 + და SO 4 2-. ჩვენ ვიცით იონების მუხტები, თითოეული მათგანი შეიცავს მხოლოდ ერთ ატომს დაჟანგვის უცნობი ხარისხით. წინა პრობლემების გადაჭრაში მიღებული გამოცდილების გამოყენებით, ჩვენ ადვილად ვიპოვით აზოტისა და გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობებს. პასუხი: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.
დასკვნა: თუ მოლეკულა შეიცავს რამდენიმე ატომს უცნობი ჟანგვის მდგომარეობით, შეეცადეთ მოლეკულა რამდენიმე ნაწილად „გაყოთ“.
როგორ მოვაწყოთ ჟანგვის მდგომარეობები ორგანულ ნაერთებში
მაგალითი 6. მიუთითეთ ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა CH 3 CH 2 OH.
გამოსავალი. ორგანულ ნაერთებში ჟანგვის მდგომარეობის პოვნას თავისი სპეციფიკა აქვს. კერძოდ, აუცილებელია ცალ-ცალკე ვიპოვოთ ჟანგვის მდგომარეობები თითოეული ნახშირბადის ატომისთვის. შეგიძლიათ მსჯელობა შემდეგნაირად. განვიხილოთ, მაგალითად, ნახშირბადის ატომი მეთილის ჯგუფში. ეს C ატომი დაკავშირებულია 3 წყალბადის ატომთან და მიმდებარე ნახშირბადის ატომთან. ავტორი S-N კავშირებიხდება ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა ნახშირბადის ატომისაკენ (რადგან C-ის ელექტრონეგატიურობა აღემატება წყალბადის EO-ს). თუ ეს გადაადგილება სრული იქნებოდა, ნახშირბადის ატომი შეიძენს მუხტს -3.
-CH 2 OH ჯგუფში C ატომი დაკავშირებულია წყალბადის ორ ატომთან (ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა C-მდე), ერთ ჟანგბადის ატომთან (ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა O-მდე) და ერთ ნახშირბადის ატომთან (შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ელექტრონის სიმკვრივის ცვლილებები ამ შემთხვევა არ ხდება). ნახშირბადის ჟანგვის მდგომარეობაა -2 +1 +0 = -1.
პასუხი: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.
არ აურიოთ ცნებები "ვალენტობა" და "დაჟანგვის მდგომარეობა"!
ჟანგვის მდგომარეობა ხშირად აირია ვალენტობასთან. ნუ დაუშვებ მაგ შეცდომას. მე ჩამოვთვლი მთავარ განსხვავებებს:
- ჟანგვის მდგომარეობას აქვს ნიშანი (+ ან -), ვალენტობა - არა;
- ჟანგვის ხარისხი შეიძლება იყოს ნულის ტოლი რთულ ნივთიერებაშიც კი, ვალენტობის ტოლობა ნულთან ნიშნავს, როგორც წესი, რომ ამ ელემენტის ატომი არ არის დაკავშირებული სხვა ატომებთან (ჩვენ არ განვიხილავთ რაიმე სახის ჩართვის ნაერთებს და სხვა "ეგზოტიკა" აქ);
- ჟანგვის მდგომარეობა - ფორმალური კონცეფცია, რომელიც რეალურ მნიშვნელობას იძენს მხოლოდ იონური ბმების მქონე ნაერთებში, "ვალენტობის" ცნება, პირიქით, ყველაზე მოხერხებულად გამოიყენება კოვალენტურ ნაერთებზე.
ჟანგვის მდგომარეობა (უფრო ზუსტად, მისი მოდული) ხშირად რიცხობრივად უდრის ვალენტობას, მაგრამ უფრო ხშირად ეს მნიშვნელობები არ ემთხვევა. მაგალითად, CO 2-ში ნახშირბადის დაჟანგვის მდგომარეობა არის +4; ვალენტობა C ასევე IV-ის ტოლია. მაგრამ მეთანოლში (CH 3 OH), ნახშირბადის ვალენტობა იგივე რჩება, ხოლო C-ის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -1.
მცირე ტესტი თემაზე "ჟანგვის ხარისხი"
დაუთმეთ რამდენიმე წუთი, რათა შეამოწმოთ როგორ გაიგეთ ეს თემა. თქვენ უნდა უპასუხოთ ხუთ მარტივ კითხვას. Წარმატებები!
1) ნიტრიდი- აზოტის ნაერთები ნაკლებად ელექტროუარყოფითი ელემენტებით, მაგალითად, ლითონებთან და რიგ არალითონებთან.
ნიტრიდების მიღება
ნიტრიდების მიღების რამდენიმე მეთოდი არსებობს.
1) სინთეზის მეთოდი დან მარტივი ნივთიერებები. ზე მაღალი ტემპერატურააზოტი იჟანგება
ბევრი ლითონი და არალითონი, რომლებიც ქმნიან ნიტრიდებს, რომლებშიც ის ავლენს ხარისხს
დაჟანგვა-3:
3 მგ + N 2 \u003d Mg 3 N 2
3Si + N 2 \u003d Si 3 N 2
კოვალენტური ნიტრიდებიდან უმაღლესი ღირებულებააქვს წყალბადის ნიტრიდი H3N
(ამიაკი), მიღებული ინდუსტრიაში მარტივი ნივთიერებებისგან სინთეზით:
3H 2 + N 2 \u003d 2H 3 N
წარმოებული ამიაკის უმეტესი ნაწილი გამოიყენება წარმოებისთვის აზოტის მჟავა.
2) ოქსიდებიდან შემცირების მეთოდი აზოტის თანდასწრებით. ამ პროცესებში შემამცირებელ აგენტად გამოიყენება არა მხოლოდ ნახშირბადი, არამედ ლითონები ან მათი ჰიდრიდები:
TiO 2 + CH 2 + N 2 \u003d TiN + CaO + H 2 O
3) თერმული დისოციაციის მეთოდი. ეს მეთოდი ხორციელდება ნაერთების გამოყენებით, რომლებიც შეიცავს როგორც ლითონს, ასევე აზოტს, მაგალითად, ამინოქლორიდებს:
TiCl 4 4NH 3 \u003d TiN + NH 3 + HCl
ამ გზით მიიღება ნიტრიდები AlN, VN, NbN, Ta 3 N 5, CrN, U 3 N, Fe 2 N.
4) აირის ფაზიდან ნიტრიდების დეპონირების მეთოდი. ამ მეთოდის მაგალითია ლითონის ქლორიდების და ოქსიქლორიდების ურთიერთქმედება ამიაკთან. ეს რეაქციები ჩვეულებრივ მიმდინარეობს დაახლოებით 800oC ტემპერატურაზე.
MeCl 4 + NH 3 → MeN + HCl
MeOCl 3 + NH3→MeN + H 2 O + HCl
ნიტრიდების ქიმიური თვისებები
ნიტრიდების თვისებები მეტ-ნაკლებად რეგულარულად იცვლება პერიოდული სისტემის პერიოდებსა და ჯგუფებში. მაგალითად, მოკლე პერიოდებში ხდება გადასვლა ძირითადიდან მჟავა ნიტრიდებზე:
Na 3 N Mg 3 N 2 AlN Si 3 N 4 P 3 N 5 S 3 N 4 Cl 3 N
ძირითადი ამფოტერული მჟავა
პირველი და მეორე ჯგუფის s-ელემენტების ნიტრიდები, მაგალითად Na3N, Mn 3 N 2, კრისტალური ნივთიერებებია. ქიმიურად ისინი საკმაოდ აქტიურები არიან.
მაგალითად, ისინი ადვილად იშლება წყლით, ქმნიან ტუტეს და ამიაკას:
Na 3 N + 3H 2 O \u003d 3NaOH + H 3 N
მჟავე ნიტრიდები, როგორიცაა Cl3N, ჰიდროლიზდება მჟავებისა და ამიაკის წარმოქმნით:
Cl 3 N + 3H 2 O \u003d 3HClO + H 3 N
ძირითადი ნიტრიდები ურთიერთქმედებენ მჟავებთან:
Mg 3 N 2 + HCl \u003d MgCl 2 + H 3 N
ამავდროულად, მჟავა ნიტრიდები ურთიერთქმედებენ ტუტეებთან:
BN + H 2 O + NaOH→BO 2 Na + H 3 N
ამფოტერულ ნიტრიდებს, განსაკუთრებით AlN-ს, შეუძლიათ რეაგირება როგორც მჟავებთან, ასევე ტუტეებთან:
2ALN + H 2 SO 4 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + (NH 4) 2 SO 4
AlN + 3H 2 O + KOH→ Al(OH) 4 K+ H 3 N
ძირითადი და მჟავა ნიტრიდები შედიან რთული წარმოქმნის რეაქციებში შერეული ნიტრიდების წარმოქმნით, მაგალითად, Li 5 TiN 3, Li 5 GeN 3 და სხვა.
5LI 3 N + Ge 3 N 4 = 3Li 5 GeN 3
მთავარი მაწონი
ტუტე ლითონის ნიტრიდები არასტაბილური ნაერთებია. ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე ისინი არ ურთიერთობენ ჰაერში ჟანგბადთან. დნობის ტემპერატურაზე ისინი იწყებენ ელემენტებად დაშლას.
ყველა კოვალენტური ნიტრიდი საკმაოდ სტაბილურია. განსაკუთრებით სტაბილურია ალუმინის, ბორის და სილიციუმის ნიტრიდები, რომლებიც ელემენტებად სუსტად დაშლას იწყებენ მხოლოდ 1000-1200°C ტემპერატურაზე. მათ აქვთ მაღალი წინააღმდეგობა დაჟანგვის, გამდნარი ლითონების, ცხელი მჟავების და სხვადასხვა აგრესიული გაზების მოქმედების მიმართ.
ლითონის მსგავს ნიტრიდებს აქვთ მაღალი ქიმიური წინააღმდეგობა, განსაკუთრებით ცივი და მდუღარე მჟავების, მრავალი გამდნარი ლითონის მოქმედების, აგრეთვე ჰაერში დაჟანგვის მიმართ. ტუტე ხსნარებში ლითონის მსგავსი ნიტრიდები ნაკლებად სტაბილურია. ისინი სწრაფად იშლება ტუტეებთან და ტუტე ლითონის მარილებთან შერწყმისას.
ჰიდრაზინი
ჰიდრაზინი (NH 2 NH 2) არის უაღრესად ჰიგიროსკოპიული სითხე ჰაერიდან ნახშირორჟანგის და ჟანგბადის შთანთქმის შესამჩნევი უნარით. ჰიდრაზინი იყინება პლუს 1,5° ტემპერატურაზე, ადუღდება 113,5° ტემპერატურაზე (წნევა 760 მმ Hg). ნივთიერების სპეციფიკური სიმძიმე იცვლება მისი აგრეგაციის მდგომარეობისა და ტემპერატურის მიხედვით. გარემო. მინუს 5° ტემპერატურაზე მყარი ჰიდრაზინის სიმკვრივეა 1,146, სითხე 0°-1,0253 და +15°-1,0114 ტემპერატურაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ნაერთის ხვედრითი წონა მცირდება. ჰიდრაზინი ძალიან ხსნადია წყალში, სპირტებში, ამიაკში, ამინებში. ის უხსნადია ნახშირწყალბადებში და მათ ჰალოგენურ წარმოებულებში. წყალხსნარებს აქვთ ძირითადი თვისებები. ჰიდრაზინი არის ძლიერი შემცირების აგენტი. ამის გამო ის თერმოდინამიკურად არასტაბილურია და ადვილად იშლება კატალიზატორების გავლენით, მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებისას, რადიაციის ზემოქმედებით. ჰაერში ის ცისფერი ალით იწვის. ეს ათავისუფლებს ენერგიის მნიშვნელოვან რაოდენობას.
მრეწველობაში ჰიდრაზინი მიიღება რაშიგის მეთოდით, რომლის პირველი ეტაპი მოიცავს ქლორის მოქმედებას ამიაკზე, რის შედეგადაც წარმოიქმნება მყიფე ქლორამინი:
NH 2 Cl + NH 3 + NaOH = NH 2 -NH 2 + NaCl + H 2 O
ჰიდრაზინის ქიმიური თვისებები განისაზღვრება, პირველ რიგში, იმით, რომ მისი მოლეკულა შედგება სუსტი ძირითადი თვისებების მქონე ორი ამინო ჯგუფისგან. ამის შესაბამისად, ჰიდრაზინს, როგორც სუსტ ფუძეს, შეუძლია რეაგირება მონობაზური მჟავის როგორც ერთ, ასევე ორ მოლეკულასთან, მაგალითად, მარილმჟავასთან:
N 2 H 4 + HCl \u003d N 2 H 5 Cl
N 2 H 4 + 2HCl \u003d N 2 H 6 Cl 2
მისი რეაქცია გოგირდის მჟავასთან იწვევს ჰიდრაზინის სულფატს (N 2 H 6 SO 4), რომელიც, ისევე როგორც ნებისმიერი მარილი, არის მყარი, წყალში ძალიან ხსნადი. ჰიდრაზინის სულფატმა, სახელწოდებით სიგრაზინი, იპოვა სამედიცინო გამოყენება კიბოს პაციენტების სამკურნალოდ. ონკოლოგიური პაციენტები, როგორც წესი, განიცდიან მძიმე არასრულფასოვან კვებას, წონის სწრაფ კლებას და მადის დაკარგვას. ეს მოვლენები გამოწვეულია ნახშირწყლების მეტაბოლიზმის დარღვევით.
ჰიდრაზინის კიდევ ერთი თვისებაა მისი ძლიერი აღმდგენი თვისებები, რაც გამოწვეულია როგორც მის მოლეკულაში არასტაბილური აზოტ-აზოტის ბმის არსებობით, ასევე აზოტის ატომების არანორმალური ჟანგვის მდგომარეობით (-2). ჰიდრაზინის შემცირების თვისებების მაგალითია მისი რეაქცია კალიუმის პერმანგანატთან, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიდრაზინის ანალიტიკური განსაზღვრისთვის, ისევე როგორც რეაქციები ზოგიერთ სხვა ჟანგვის აგენტებთან:
5(NH 2 -NH 2) + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 \u003d 5N 2 + 2K 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 16H 2 O
ჰიდრაზინი იწვის ჰაერში და ეს რეაქცია ძალზე ეგზოთერმულია და იწვევს აირისებრი პროდუქტების წარმოქმნას:
NH 2 -NH 2 + O 2 \u003d N 2 + 2H 2 O + 149,5 კკალ / მოლ
ჰიდროქსილამინი
ჰიდროქსილამინის მოლეკულაში აზოტის ატომს აქვს ელექტრონების დაუკავებელი წყვილი. ამიტომ, ამიაკის და ჰიდრაზინის მსგავსად, მას შეუძლია დამატების რეაქციები დონორ-მიმღების რეჟიმში ობლიგაციების წარმოქმნით. ჰიდროქსილამინი ძალიან ხსნადია წყალში და აყალიბებს მარილებს მჟავებთან, როგორიცაა ჰიდროქსილამონიუმის ქლორიდი. ჰიდროქსილამინში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -1. აქედან გამომდინარე, მას აქვს როგორც შემცირების, ასევე ჟანგვის თვისებები. თუმცა, ჰიდროქსილამინის შემცირების უნარი უფრო დამახასიათებელია. კერძოდ, ლაბორატორიულ პრაქტიკაში გამოიყენება როგორც შემცირების საშუალება (ძირითადად მარილების სახით).
ქიმიური თვისებები:
IN წყალხსნარშიდისოცირდება ძირითადი ტიპის მიხედვით, არის სუსტი ბაზა:
NH 2 OH + H 2 O = + + OH -
ასევე შესაძლებელია მჟავის ტიპში დისოციაცია
NH 2 OH + H 2 O \u003d NH 2 O - + H 3 O +
NH 3-ის მსგავსად, ჰიდროქსილამინი რეაგირებს მჟავებთან და ქმნის ჰიდროქსილამინის მარილებს:
NH 2 OH + HCl = Cl
ჰაერში კავშირი არასტაბილურია:
3NH 2 OH \u003d N 2 + NH 3 + 3H 2 O
მაგრამ 3 კპა (2,25 მმ Hg) წნევის დროს დნება 32°C-ზე და დუღს 57°C-ზე დაშლის გარეშე.
ჰაერში ის ადვილად იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით:
4NH 2 OH + O 2 \u003d 6H 2 O + 2N 2
ჰიდროქსილამინი ავლენს შემამცირებელი აგენტის თვისებებს; როდესაც მასზე მოქმედებენ ჟანგვითი აგენტები, გამოიყოფა N 2 ან N 2 O:
ზოგიერთ რეაქციაში, NH 2 OH ავლენს ჟანგვის თვისებებს, ხოლო ის მცირდება NH 3 ან NH 4 +
ქვითარი
ლაბორატორიაში მიიღება ჰიდროქსილამინის მარილების ვაკუუმში დაშლით: (NH 3 OH) 3 PO 4 ან (ClO 4) 2.
ჰიდროქსილამინის ალკოჰოლური ხსნარის მიღება შესაძლებელია ეთანოლის მოქმედებით NH 3 OHCl-ზე.
მრეწველობაში ჰიდროქსილამინის მარილები მიიღება NO-ს წყალბადის შემცირებით პლატინის კატალიზატორის თანდასწრებით ან აზოტის მჟავას ჰიდროგენაციით, აგრეთვე ატომური წყალბადის აზოტმჟავაზე მოქმედებით.
ამონიუმის იონის ნიტრიტის იონთან დაჟანგვის პროცესი ძალიან მოსახერხებელია:სხვა მეთოდები ასევე ცნობილია აზიდების დაშლა გაცხელებისას, ამიაკის დაშლა სპილენძის (II) ოქსიდით, ნიტრიტების ურთიერთქმედება სულფამის მჟავასთან ან შარდოვანასთან:
მაღალ ტემპერატურაზე ამიაკის კატალიზური დაშლით, აზოტის მიღება ასევე შესაძლებელია:
ფიზიკური თვისებები.
აზოტის ზოგიერთი ფიზიკური თვისება მოცემულია ცხრილში. 1. |
ცხრილი 1. აზოტის ზოგიერთი ფიზიკური თვისება |
|
| სიმკვრივე, გ/სმ 3 | 0.808 (თხევადი) |
| დნობის წერტილი, °С | –209,96 |
| დუღილის წერტილი, °С | –195,8 |
| კრიტიკული ტემპერატურა, °С | –147,1 |
| კრიტიკული წნევა, ატმ ა | 33,5 |
| კრიტიკული სიმკვრივე, გ/სმ 3 ა | 0,311 |
| სპეციფიკური თბოტევადობა, J / (molCh K) | 14.56 (15°C) |
| ელექტრონეგატიურობა პაულინგის მიხედვით | 3 |
| კოვალენტური რადიუსი, | 0,74 |
| ბროლის რადიუსი, | 1.4 (M 3–) |
| იონიზაციის პოტენციალი, V ბ | |
| პირველი | 14,54 |
| მეორე | 29,60 |
| ა ტემპერატურა და წნევა, რომელზეც სიმკვრივეათხევადი და აირისებრი აზოტი იგივეა. ბ ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა პირველი გარე და შემდეგი ელექტრონების ამოსაღებად, 1 მოლი ატომური აზოტის საფუძველზე. |
|
|
ცხრილი 2. აზოტის და მასთან დაკავშირებული ნაერთების ჟანგვის ხარისხი |
|
|
ჟანგვის მდგომარეობა |
კავშირის მაგალითები |
| ამიაკი NH 3, ამონიუმის იონი NH 4 +, ნიტრიდები M 3 N 2 | |
| ჰიდრაზინი N 2 H 4 | |
| ჰიდროქსილამინი NH 2 OH | |
| ნატრიუმის ჰიპონიტრიტი Na 2 N 2 O 2, აზოტის ოქსიდი (I) N 2 O | |
| აზოტის ოქსიდი(II) NO | |
| აზოტის ოქსიდი (III) N 2 O 3, ნატრიუმის ნიტრიტი NaNO 2 | |
| აზოტის ოქსიდი (IV) NO 2, დიმერი N 2 O 4 | |
| აზოტის ოქსიდი (V) N 2 O 5 , აზოტის მჟავა HNO3 და მისი მარილები (ნიტრატები) | |
|
ცხრილი 3. ამიაკის და წყლის ზოგიერთი ფიზიკური თვისება |
||
|
საკუთრება |
||
| სიმკვრივე, გ/სმ 3 | 0.65 (-10°C) | 1.00 (4.0°C) |
| დნობის წერტილი, °С | –77,7 | 0 |
| დუღილის წერტილი, °С | –33,35 | 100 |
| კრიტიკული ტემპერატურა, °С | 132 | 374 |
| კრიტიკული წნევა, ატმ | 112 | 218 |
| აორთქლების ენთალპია, ჯ/გ | 1368 (-33°C) | 2264 (100°C) |
| დნობის ენთალპია, ჯ/გ | 351 (-77°C) | 334 (0°C) |
| Ელექტრო გამტარობის | 5სთ 10 -11 (-33°C) | 4სთ 10 -8 (18°C) |
წყალში მიმდინარე პროცესის მსგავსია:
Ზოგიერთი ქიმიური თვისებებიორივე სისტემა შედარებულია ცხრილში. 4. თხევად ამიაკს, როგორც გამხსნელს, აქვს უპირატესობა ზოგიერთ შემთხვევაში, როდესაც შეუძლებელია წყალში რეაქციების განხორციელება წყალთან კომპონენტების სწრაფი ურთიერთქმედების გამო (მაგალითად, დაჟანგვა და შემცირება). მაგალითად, თხევად ამიაკში კალციუმი რეაგირებს KCl-თან და წარმოქმნის CaCl 2-ს და K-ს, ვინაიდან CaCl 2 უხსნადია თხევად ამიაკში, მაგრამ K ხსნადია და რეაქცია მთლიანად მიმდინარეობს. წყალში ასეთი რეაქცია შეუძლებელია Ca-ს წყალთან სწრაფი ურთიერთქმედების გამო.
ამიაკის მიღება. აირისებრი NH 3 გამოიყოფა ამონიუმის მარილებისგან ძლიერი ფუძის მოქმედებით, მაგალითად, NaOH:მეთოდი გამოიყენება ლაბორატორიული პირობები. ამიაკის მცირე წარმოება ასევე ეფუძნება ნიტრიდების ჰიდროლიზს, როგორიცაა Mg 3 N 2 , წყალი. კალციუმის ციანამიდი CaCN 2 წყალთან ურთიერთობისას ის ასევე აყალიბებს ამიაკს. ამიაკის წარმოების მთავარი სამრეწველო მეთოდი არის მისი კატალიზური სინთეზი ატმოსფერული აზოტისა და წყალბადისგან მაღალ ტემპერატურასა და წნევაზე:
წყალბადი ამ სინთეზისთვის მიიღება ნახშირწყალბადების თერმული კრეკით, ნახშირზე ან რკინაზე წყლის ორთქლის მოქმედებით, ალკოჰოლების წყლის ორთქლით დაშლით ან წყლის ელექტროლიზით. მრავალი პატენტი მიღებულია ამიაკის სინთეზისთვის, რომლებიც განსხვავდება პროცესის პირობებში (ტემპერატურა, წნევა, კატალიზატორი). ქვანახშირის თერმული გამოხდის დროს არსებობს სამრეწველო წარმოების მეთოდი. F. Haber-ისა და K. Bosch-ის სახელები დაკავშირებულია ამიაკის სინთეზის ტექნოლოგიურ განვითარებასთან. |
ცხრილი 4. რეაქციების შედარება წყალსა და ამიაკის გარემოში |
|
|
ამიაკი საშუალო |
|
|
ნეიტრალიზაცია |
|
| OH - + H 3 O + ® 2H 2 O |
NH 2 - + NH 4 + ® 2NH 3 |
|
ჰიდროლიზი (პროტოლიზი) |
|
 |
|
| PCl 5 + 3H 2 O POCl 3 + 2H 3 O + + 2Cl - |
PCl 5 + 4NH 3 PNCl 2 + 3NH 4 + + 3Cl - |
|
ცვლილება |
|
| Zn + 2H 3 O + ® Zn 2+ + 2H 2 O + H 2 |
Zn + 2NH 4 + ® Zn 2+ + 2NH 3 + H 2 |
|
გადაწყვეტა (კომპლექსურობა ) |
|
| Al 2 Cl 6 + 12H 2 O 2 3+ + 6Cl - |
Al 2 Cl 6 + 12NH 3 2 3+ + 6Cl - |
|
ამფოტერული |
|
| Zn 2+ + 2OH - Zn (OH) 2 |
Zn 2+ + 2NH 2 - Zn (NH 2) 2 |
| Zn(OH) 2 + 2H 3 O + Zn 2+ + 4H 2 O |
Zn(NH 2) 2 + 2NH 4 + Zn 2+ + 4NH 3 |
| Zn(OH) 2 + 2OH – Zn(OH) 4 2– |
Zn(NH 2) 2 + 2NH 2 – Zn(NH 2) 4 2– |
სიმბოლო M
n+ წარმოადგენს გარდამავალი ლითონის იონს (B- ქვეჯგუფები პერიოდული ცხრილიმაგალითად, Cu 2+, Mn 2+ დადა ა.შ.). ნებისმიერი პროტური (ე.ი. H- შემცველი) მჟავა რეაგირებს ამიაკთან წყალხსნარში და წარმოქმნის ამონიუმის მარილებს, როგორიცაა ამონიუმის ნიტრატი NH. 4 NO 3 , ამონიუმის ქლორიდი NH 4
Cl, ამონიუმის სულფატი (NH 4) 2 SO 4 ამონიუმის ფოსფატი (NH 4) 3PO4 . ეს მარილები ფართოდ გამოიყენება სოფლის მეურნეობაში, როგორც სასუქი ნიადაგში აზოტის შესატანად. ამონიუმის ნიტრატი ასევე გამოიყენება როგორც იაფი ფეთქებადი; პირველად დაიტანეს მაზუთით (დიზელის ზეთი). ამიაკის წყალხსნარი გამოიყენება უშუალოდ ნიადაგში შესატანად ან სარწყავი წყლით. შარდოვანა NH 2 CONH 2 ამიაკისა და ნახშირორჟანგის სინთეზით მიღებული, ასევე სასუქია. აირისებრი ამიაკი რეაგირებს ლითონებთან, როგორიცაა Na და K, რათა წარმოქმნას ამიდები:ამიაკი რეაგირებს ჰიდრიდებთან და ნიტრიდებთან, ასევე ამიდების წარმოქმნით:
ტუტე ლითონის ამიდები (მაგალითად, NaNH 2) რეაგირება N 2-თან O გაცხელებისას წარმოიქმნება აზიდები:აირისებრი NH 3 ამცირებს მძიმე ლითონის ოქსიდებს ლითონებად მაღალ ტემპერატურაზე, სავარაუდოდ წყალბადის გამო, რომელიც წარმოიქმნება ამიაკის N-ად დაშლის შედეგად. 2 და H2: წყალბადის ატომები NH მოლეკულაში 3
შეიძლება შეიცვალოს ჰალოგენით. იოდი რეაგირებს NH-ის კონცენტრირებულ ხსნართან 3
, წარმოქმნის ნ-ს შემცველი ნივთიერებების ნარევსმე 3 . ეს ნივთიერება ძალიან არასტაბილურია და აფეთქებს ოდნავი მექანიკური ზემოქმედების დროს. ნჰ-ის რეაქციაში 3 წმ Cl 2 იქმნება ქლორამინები NCl 3, NHCl 2 და NH 2 Cl. როდესაც ექვემდებარება ამიაკის ნატრიუმის ჰიპოქლორიტს NaOCl (წარმოიქმნება NaOH და Cl2 ) საბოლოო პროდუქტი არის ჰიდრაზინი:
ჰიდრაზინი. ზემოაღნიშნული რეაქციები წარმოადგენს N კომპოზიციის ჰიდრაზინის მონოჰიდრატის მომზადების მეთოდს 2 H 4 H H 2 O. უწყლო ჰიდრაზინი წარმოიქმნება მონოჰიდრატის სპეციალური დისტილაციით BaO ან სხვა წყლის ამომღები ნივთიერებებით. ჰიდრაზინის თვისებები ოდნავ წააგავს წყალბადის ზეჟანგს H 2O2 . სუფთა უწყლო ჰიდრაზინი
უფერო ჰიგიროსკოპიული სითხე, დუღილის 113,5°C ; კარგად იხსნება წყალში, ქმნის სუსტ ფუძეს IN მჟავე გარემო(H+ ) ჰიდრაზინი აყალიბებს + X ტიპის ჰიდრაზონიუმის ხსნად მარილებს . ჰიდრაზინის და მისი ზოგიერთი წარმოებულის (მაგ., მეთილჰიდრაზინი) ჟანგბადთან ურთიერთქმედების სიმარტივე საშუალებას იძლევა გამოიყენოს იგი თხევადი საწვავის კომპონენტად. ჰიდრაზინი და მისი ყველა წარმოებული ძალიან ტოქსიკურია.აზოტის ოქსიდები. ჟანგბადთან ნაერთებში აზოტი ავლენს ყველა ჟანგვის მდგომარეობას, წარმოქმნის ოქსიდებს: N2 O, NO, N 2 O 3, NO 2 (N 2 O 4), N 2 O 5. მცირე ინფორმაციაა ხელმისაწვდომი აზოტის პეროქსიდების წარმოქმნის შესახებ (NO 3, NO 4). აზოტის ოქსიდი (I) N 2 O (დიანატროგენის მონოქსიდი) მიიღება ამონიუმის ნიტრატის თერმული დისოციაციის შედეგად:მოლეკულას აქვს წრფივი სტრუქტურაO საკმაოდ ინერტულია ოთახის ტემპერატურაზე, მაგრამ მაღალ ტემპერატურაზე მას შეუძლია ხელი შეუწყოს ადვილად ჟანგვის მასალების წვას. ნ 2
O, რომელიც ცნობილია როგორც "სიცილის აირი", გამოიყენება მედიცინაში მსუბუქი ანესთეზიისთვის.აზოტის ოქსიდი (II) NO უფერო გაზი, არის ამიაკის კატალიზური თერმული დისოციაციის ერთ-ერთი პროდუქტი ჟანგბადის თანდასწრებით:
NO ასევე წარმოიქმნება აზოტის მჟავას თერმული დაშლით ან სპილენძის რეაქციით განზავებულ აზოტმჟავასთან:NO მიიღება მარტივი ნივთიერებებისგან სინთეზით (N 2 და O2 ) ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე, როგორიცაა ელექტრული გამონადენი. NO მოლეკულის სტრუქტურას აქვს ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი. ასეთი სტრუქტურის მქონე ნაერთები ურთიერთქმედებენ ელექტრულ და მაგნიტური ველები. თხევად ან მყარ მდგომარეობაში, ოქსიდი ლურჯია, რადგან დაუწყვილებელი ელექტრონი იწვევს ნაწილობრივ ასოცირებას თხევად მდგომარეობაში და სუსტ დიმერიზაციას მყარ მდგომარეობაში: 2NO N 2 O 2 . აზოტის ოქსიდი (III) N2O3 (აზოტის ტრიოქსიდი) აზოტის ანჰიდრიდი: N 2 O 3 + H 2 O 2HNO 2. სუფთა N 2 O 3 შეიძლება მიიღოთ ლურჯი სითხის სახით დაბალი ტემპერატურა(20°
გ) NO და NO ეკვმოლეკულური ნარევიდან 2. N2O3 მდგრადია მხოლოდ მყარ მდგომარეობაში დაბალ ტემპერატურაზე (m.p. 102.3°
გ), თხევად და აირად მდგომარეობაში, ის კვლავ იშლება NO და NO-ში 2 .
აზოტის ოქსიდი (IV) NO 2 (აზოტის დიოქსიდს) ასევე აქვს დაუწყვილებელი ელექტრონი მოლეკულაში ( იხილეთ ზემოთაზოტის (II) ოქსიდი). მოლეკულის სტრუქტურაში მიღებულია სამელექტრონული ბმა და მოლეკულა ავლენს თავისუფალი რადიკალის თვისებებს (ერთი ხაზი შეესაბამება ორ დაწყვილებულ ელექტრონს):
თურმე კატალიზური დაჟანგვაამიაკი ჭარბი ჟანგბადით ან ჰაერში NO დაჟანგვით:
ასევე რეაქციები:
ოთახის ტემპერატურაზე NO 2
გაზი მუქი ყავისფერია, აქვს მაგნიტური თვისებები დაუწყვილებელი ელექტრონის არსებობის გამო. 0-ზე დაბალ ტემპერატურაზე°C NO 2 მოლეკულა დიმერიზდება დიატროგენის ტეტროქსიდამდე და 9.3-ზე°
C დიმერიზაცია მთლიანად მიმდინარეობს: 2NO2N2O4 . თხევად მდგომარეობაში მხოლოდ 1% NO არ არის დიმერიზებული 2 და 100 ° C რჩება დიმერის სახით 10% N 2 O 4 . (ან N 2 O 4 ) რეაგირებს თბილ წყალში აზოტის მჟავის წარმოქმნით: 3NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + NO. NO 2 ტექნოლოგია ამიტომ ძალიან მნიშვნელოვანია, როგორც შუალედური ეტაპი ინდუსტრიულად მნიშვნელოვანი პროდუქტის მისაღებად
აზოტის მჟავა.აზოტის ოქსიდი (V) N 2 O 5 (მოძველებული. აზოტის ანჰიდრიდი) თეთრი კრისტალური ნივთიერება, მიღებული აზოტის მჟავას გაუწყლოებით ფოსფორის ოქსიდის P-ს თანდასწრებით 4-10: 
N 2 O 5 ადვილად იხსნება ჰაერის ტენიანობაში, ხელახლა წარმოიქმნება HNO3. N 2 O 5-ის თვისებები განისაზღვრება ნაშთით
N 2 O 5 კარგი ჟანგვის აგენტია, ის ადვილად, ზოგჯერ ძალადობრივად რეაგირებს ლითონებთან და ორგანულ ნაერთებთან და სუფთა მდგომარეობაში გაცხელებისას ფეთქდება. სავარაუდო სტრუქტურა. ხსნარის აორთქლების შედეგად წარმოიქმნება თეთრი ასაფეთქებელი ნივთიერება შემოთავაზებული სტრუქტურით HON=NOH. აზოტის მჟავა
HNO 2 არ არის არსებობს სუფთა ფორმათუმცა, მისი დაბალი კონცენტრაციის წყალხსნარები წარმოიქმნება ბარიუმის ნიტრიტში გოგირდმჟავას დამატებით:აზოტის მჟავა ასევე წარმოიქმნება NO-სა და NO-ის ეკვმოლური ნარევის გახსნით 2 (ან N 2 O 3 ) წყალში. აზოტის მჟავა ცოტა უფრო ძლიერია ძმარმჟავა. მასში აზოტის ჟანგვის მდგომარეობაა +3 (მისი სტრუქტურა HON=O), იმათ. ეს შეიძლება იყოს როგორც ჟანგვის აგენტი, ასევე შემცირების აგენტი. შემცირების აგენტების მოქმედებით, ის ჩვეულებრივ მცირდებაარა და ჟანგვის აგენტებთან ურთიერთობისას იჟანგება აზოტმჟავამდე. გარკვეული ნივთიერებების, როგორიცაა ლითონები ან იოდიდის იონი, აზოტის მჟავაში დაშლის სიჩქარე დამოკიდებულია აზოტის მჟავის კონცენტრაციაზე, რომელიც იმყოფება მინარევის სახით. აზოტმჟავა ნიტრიტების მარილები კარგად იხსნება წყალში, გარდა ვერცხლის ნიტრიტისა.
NaNO 2 გამოიყენება საღებავების წარმოებაში.აზოტის მჟავა HNO3 მთავარი ქიმიური მრეწველობის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი არაორგანული პროდუქტი. იგი გამოიყენება მრავალი სხვა არაორგანული და ორგანული ნივთიერების ტექნოლოგიაში, როგორიცაა ასაფეთქებელი ნივთიერებები, სასუქები, პოლიმერები და ბოჭკოები, საღებავები, ფარმაცევტული საშუალებები და ა.შ. იხილეთ ასევექიმიური ელემენტები.ლიტერატურა აზოჩიკის სახელმძღვანელო. მ., 1969 წნეკრასოვი ბ.ვ. საფუძვლები ზოგადი ქიმია . მ., 1973 წ
აზოტის ფიქსაციის პრობლემები. არაორგანული და ფიზიკური ქიმია. მ., 1982 წ
აზოტი- პერიოდული სისტემის V A ჯგუფის მე-2 პერიოდის ელემენტი, სერიული ნომერი 7. ატომის ელექტრონული ფორმულა არის [ 2 He] 2s 2 2p 3, დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობებია 0, -3, +3 და +5, ნაკლებად ხშირად +2 და +4 და ა.შ. შედარებით სტაბილურად ითვლება.
აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობის მასშტაბი:
+5 - N 2 O 5, NO 3, NaNO 3, AgNO 3
3 - N 2 O 3 , NO 2 , HNO 2 , NaNO 2 , NF 3
3 - NH 3, NH 4, NH 3 * H 2 O, NH 2 Cl, Li 3 N, Cl 3 N.
აზოტს აქვს მაღალი ელექტრონეგატიურობა (3.07), მესამე F-ისა და O-ს შემდეგ. იგი ავლენს ტიპურ არამეტალურ (მჟავას) თვისებებს, აყალიბებს სხვადასხვა ჟანგბადის შემცველ მჟავებს, მარილებს და ორობით ნაერთებს, ასევე ამონიუმის კატიონს NH 4 და მის. მარილები.
Ბუნებაში - მეჩვიდმეტექიმიური სიმრავლის ელემენტით (მეცხრე არალითონებს შორის). სასიცოცხლო ელემენტია ყველა ორგანიზმისთვის.
ნ 2
მარტივი ნივთიერება. იგი შედგება არაპოლარული მოლეკულებისგან ძალიან სტაბილური N≡N ˚σππ ბმით, რაც ხსნის ელემენტის ქიმიურ ინერტულობას ნორმალურ პირობებში.
უფერო, უგემოვნო, უსუნო აირი, რომელიც კონდენსირდება უფერო სითხეში (O2-ისგან განსხვავებით).
სახლში კომპონენტიჰაერი 78,09% მოცულობით, 75,52 მასით. აზოტი ადუღდება თხევადი ჰაერიდან ჟანგბადამდე. წყალში ოდნავ ხსნადი (15,4 მლ / 1 ლ H 2 O 20 ˚C ტემპერატურაზე), აზოტის ხსნადობა ნაკლებია ჟანგბადზე.
ოთახის ტემპერატურაზე N 2 რეაგირებს ფტორთან და ძალიან მცირე რაოდენობით ჟანგბადთან:
N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3, N 2 + O 2 ↔ 2NO
ამიაკის მიღების შექცევადი რეაქცია მიმდინარეობს 200˚C ტემპერატურაზე, 350 ატმ-მდე წნევის ქვეშ და ყოველთვის კატალიზატორის თანდასწრებით (Fe, F 2 O 3, FeO, ლაბორატორიაში Pt)
N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 + 92 kJ
Le Chatelier პრინციპის შესაბამისად, ამიაკის მოსავლიანობის ზრდა უნდა მოხდეს წნევის მატებასთან და ტემპერატურის კლებასთან ერთად. თუმცა, დაბალ ტემპერატურაზე რეაქციის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ამიტომ პროცესი ტარდება 450-500 ˚C ტემპერატურაზე, რაც აღწევს ამიაკის 15%-იან გამოსავლიანობას. არარეაგირებულ N 2 და H 2 ბრუნდებიან რეაქტორში და ამით ზრდის რეაქციის მასშტაბებს.
აზოტი ქიმიურად პასიურია მჟავებისა და ტუტეების მიმართ, არ უწყობს ხელს წვას.
ქვითარივ ინდუსტრია- თხევადი ჰაერის ფრაქციული დისტილაცია ან ჟანგბადის ქიმიური მოცილება ჰაერიდან, მაგალითად, რეაქციით 2C (კოქსი) + O 2 \u003d 2CO გაცხელებისას. ამ შემთხვევაში მიიღება აზოტი, რომელიც ასევე შეიცავს კეთილშობილური აირების (ძირითადად არგონის) მინარევებს.
ლაბორატორიაში მცირე რაოდენობით ქიმიურად სუფთა აზოტის მიღება შესაძლებელია გადართვის რეაქციით ზომიერი გათბობით:
N -3 H 4 N 3 O 2 (T) \u003d N 2 0 + 2H 2 O (60-70)
NH 4 Cl(p) + KNO 2 (p) = N 2 0 + KCl + 2H 2 O (100˚C)
იგი გამოიყენება ამიაკის სინთეზისთვის. აზოტის მჟავა და სხვა აზოტის შემცველი პროდუქტები, როგორც ინერტული საშუალება ქიმიური და მეტალურგიული პროცესებისთვის და აალებადი ნივთიერებების შესანახად.
NH 3
ორობითი ნაერთი, აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის - 3. უფერო გაზი მკვეთრი დამახასიათებელი სუნით. მოლეკულას აქვს არასრული ტეტრაედრის სტრუქტურა [: N(H) 3] (sp 3 ჰიბრიდიზაცია). აზოტის არსებობა დონორი წყვილი ელექტრონების NH 3 მოლეკულაში sp 3 ჰიბრიდულ ორბიტალში იწვევს წყალბადის კათიონის დამახასიათებელ დამატების რეაქციას, კატიონის წარმოქმნით. ამონიუმი NH4. იგი თხევადდება დადებითი წნევის ქვეშ ოთახის ტემპერატურაზე. თხევად მდგომარეობაში, იგი დაკავშირებულია წყალბადის ბმებით. თერმულად არასტაბილური. კარგად გავხსნათ წყალში (700 ლ/1ლ H 2 O-ზე მეტი 20˚C-ზე); პროპორცია გაჯერებულ ხსნარში არის 34% წონით და 99% მოცულობით, pH=11,8.
ძალიან რეაქტიული, მიდრეკილია დამატების რეაქციებისკენ. იწვის ჟანგბადში, რეაგირებს მჟავებთან. ავლენს აღმდგენი (N -3-ის გამო) და ჟანგვის (H +1-ის გამო) თვისებებს. აშრობენ მხოლოდ კალციუმის ოქსიდით.
ხარისხობრივი რეაქციები – თეთრი "კვამლის" წარმოქმნა აირისებრ HCl-თან შეხებისას, Hg 2 (NO3) 2 ხსნარით დასველებული ქაღალდის ნაჭრის გაშავება.
შუალედური პროდუქტი HNO 3 და ამონიუმის მარილების სინთეზში. გამოიყენება სოდის, აზოტოვანი სასუქების, საღებავების, ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებაში; თხევადი ამიაკი არის გამაგრილებელი. შხამიანი.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:
2NH 3 (გ) ↔ N 2 + 3H 2
NH 3 (გ) + H 2 O ↔ NH 3 * H 2 O (p) ↔ NH 4 + + OH -
NH 3 (გ) + HCl (გ) ↔ NH 4 Cl (გ) თეთრი "კვამლი"
4NH 3 + 3O 2 (ჰაერი) = 2N 2 + 6 H 2 O (წვა)
4NH 3 + 5O 2 = 4NO+ 6 H 2 O (800˚C, კატა. Pt/Rh)
2 NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3 H 2 O (500˚C)
2 NH 3 + 3 მგ \u003d Mg 3 N 2 +3 H 2 (600 ˚C)
NH 3 (გ) + CO 2 (გ) + H 2 O \u003d NH 4 HCO 3 (ოთახის ტემპერატურა, წნევა)
ქვითარი. IN ლაბორატორიები- ამიაკის გადაადგილება ამონიუმის მარილებიდან სოდა ცაცხვით გაცხელებისას: Ca (OH) 2 + 2NH 4 Cl \u003d CaCl 2 + 2H 2 O + NH 3
ან ამიაკის წყალხსნარის დუღილი, რასაც მოჰყვება გაზის გაშრობა.
ინდუსტრიაშიამიაკი მიიღება აზოტისგან წყალბადით. მრეწველობის მიერ წარმოებული ან თხევადი ფორმით ან კონცენტრირებული წყალხსნარის სახით ტექნიკური სახელწოდებით ამიაკის წყალი.
ამიაკის ჰიდრატიNH 3
*
ჰ 2
ო.
ინტერმოლეკულური კავშირი. თეთრი, ბროლის ბადეში - NH 3 და H 2 O მოლეკულები, რომლებიც შეკრულია სუსტი წყალბადის ბმით. ის იმყოფება ამიაკის წყალხსნარში, სუსტი ფუძე (დისოციაციის პროდუქტებია NH 4 კატიონი და OH ანიონი). ამონიუმის კატიონს აქვს რეგულარული ტეტრაედრული სტრუქტურა (sp 3 ჰიბრიდიზაცია). თერმულად არასტაბილურია, მთლიანად იშლება ხსნარის ადუღებისას. განეიტრალება ძლიერი მჟავებით. იგი ავლენს შემცირების თვისებებს (N-3-ის გამო) კონცენტრირებულ ხსნარში. იგი შედის იონის გაცვლისა და კომპლექსების წარმოქმნის რეაქციაში.
თვისებრივი რეაქცია– თეთრი „კვამლის“ წარმოქმნა აირისებრ HCl-თან შეხებისას. იგი გამოიყენება ხსნარში ოდნავ ტუტე გარემოს შესაქმნელად, ამფოტერული ჰიდროქსიდების ნალექების დროს.
1 M ამიაკის ხსნარი შეიცავს ძირითადად NH 3 *H 2 O ჰიდრატს და მხოლოდ 0.4% NH 4 OH იონებს (ჰიდრატის დისოციაციის გამო); ამრიგად, იონური "ამონიუმის ჰიდროქსიდი NH 4 OH" პრაქტიკულად არ შეიცავს ხსნარში, არ არის ასეთი ნაერთი არც მყარ ჰიდრატში.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:
NH 3 H 2 O (კონს.) = NH 3 + H 2 O (ადუღება NaOH-თან ერთად)
NH 3 H 2 O + HCl (განსხვავებული) = NH 4 Cl + H 2 O
3(NH 3 H 2 O) (კონს.) + CrCl 3 = Cr(OH) 3 ↓ + 3 NH 4 Cl
8(NH 3 H 2 O) (კონს.) + 3Br 2(p) = N 2 + 6 NH 4 Br + 8H 2 O (40-50˚C)
2(NH 3 H 2 O) (კონს.) + 2KMnO 4 = N 2 + 2MnO 2 ↓ + 4H 2 O + 2KOH
4(NH 3 H 2 O) (კონს.) + Ag 2 O = 2OH + 3H 2 O
4(NH 3 H 2 O) (კონს.) + Cu(OH) 2 + (OH) 2 + 4H 2 O
6(NH 3 H 2 O) (კონს.) + NiCl 2 = Cl 2 + 6H 2 O
ამიაკის განზავებულ ხსნარს (3-10%) ხშირად უწოდებენ ამიაკი(სახელი გამოიგონეს ალქიმიკოსებმა), ხოლო კონცენტრირებული ხსნარი (18,5 - 25%) არის ამიაკის ხსნარი (წარმოებული მრეწველობის მიერ).
აზოტის ოქსიდები
აზოტის მონოქსიდიარა
მარილწარმომქმნელი ოქსიდი. უფერო გაზი. რადიკალი შეიცავს კოვალენტურ SP-ბმას (N꞊O), მყარ მდგომარეობაში დიმერს N 2 O 2 co. N-N კავშირი. უკიდურესად თერმულად სტაბილური. მგრძნობიარეა ატმოსფერული ჟანგბადის მიმართ (ყავისფერი ხდება). ოდნავ ხსნადი წყალში და არ რეაგირებს მასთან. ქიმიურად პასიური მჟავებთან და ტუტეებთან მიმართებაში. გაცხელებისას ის რეაგირებს ლითონებთან და არალითონებთან. NO და NO 2 ("აზოტოვანი აირები") მაღალრეაქტიული ნარევი. შუალედური პროდუქტი აზოტის მჟავის სინთეზში.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:
2NO + O 2 (მაგ.) = 2NO 2 (20˚C)
2NO + C (გრაფიტი) \u003d N 2 + CO 2 (400-500˚C)
10NO + 4P (წითელი) = 5N 2 + 2P 2 O 5 (150-200˚C)
2NO + 4Cu \u003d N 2 + 2 Cu 2 O (500-600˚C)
რეაქციები NO და NO 2 ნარევებზე:
NO + NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 2 (p)
NO + NO 2 + 2KOH(რაზბ.) \u003d 2KNO 2 + H 2 O
NO + NO 2 + Na 2 CO 3 \u003d 2Na 2 NO 2 + CO 2 (450-500˚C)
ქვითარივ ინდუსტრია: ამიაკის დაჟანგვა ჟანგბადით კატალიზატორზე, ში ლაბორატორიები- განზავებული აზოტის მჟავის ურთიერთქმედება შემამცირებელ აგენტებთან:
8HNO 3 + 6Hg \u003d 3Hg 2 (NO 3) 2 + 2 არა+ 4 H 2 O
ან ნიტრატების შემცირება:
2NaNO 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI \u003d 2 არა +
I 2 ↓ + 2 H 2 O + 2Na 2 SO 4
აზოტის დიოქსიდიარა 2
მჟავა ოქსიდი, პირობითად შეესაბამება ორ მჟავას - HNO 2 და HNO 3 (მჟავა N 4-ისთვის არ არსებობს). ყავისფერი გაზი, მონომერი NO 2 ოთახის ტემპერატურაზე, თხევადი უფერო დიმერი N 2 O 4 (დიანატროგენის ტეტროქსიდი) სიცივეში. სრულად რეაგირებს წყალთან, ტუტეებთან. ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი, კოროზიული ლითონებისთვის. იგი გამოიყენება აზოტის მჟავისა და უწყლო ნიტრატების სინთეზისთვის, როგორც სარაკეტო საწვავის ოქსიდიზატორი, ნავთობის გამწმენდი გოგირდისგან და დაჟანგვის კატალიზატორი. ორგანული ნაერთები. შხამიანი.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლება:
2NO 2 ↔ 2NO + O 2
4NO 2 (l) + H 2 O \u003d 2HNO 3 + N 2 O 3 (სინ.) (ცივში)
3 NO 2 + H 2 O \u003d 3HNO 3 + NO
2NO 2 + 2NaOH (განსხვავებები) \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
4NO 2 + O 2 + 2 H 2 O \u003d 4 HNO 3
4NO 2 + O 2 + KOH \u003d KNO 3 + 2 H 2 O
2NO 2 + 7H 2 = 2NH 3 + 4 H 2 O (კატ. Pt, Ni)
NO 2 + 2HI(p) = NO + I 2 ↓ + H 2 O
NO 2 + H 2 O + SO 2 = H 2 SO 4 + NO (50-60˚C)
NO 2 + K = KNO 2
6NO 2 + Bi(NO 3) 3 + 3NO (70- 110˚C)
ქვითარი:ვ ინდუსტრია - NO-ს დაჟანგვა ატმოსფერული ჟანგბადით, ში ლაბორატორიები- კონცენტრირებული აზოტის მჟავის ურთიერთქმედება შემამცირებელ აგენტებთან:
6HNO 3 (კონს., მთები) + S \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
5HNO 3 (კონს., კორტ.) + P (წითელი) \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
2HNO 3 (კონს., მთები) + SO 2 \u003d H 2 SO 4 + 2 NO 2
დიატროგენის ოქსიდინ 2 ო
უფერო გაზით სასიამოვნო სუნი("სიცილის გაზი"), N꞊N꞊О, აზოტის ფორმალური დაჟანგვის მდგომარეობა +1, წყალში ცუდად ხსნადი. მხარს უჭერს გრაფიტის და მაგნიუმის წვას:
2N 2 O + C = CO 2 + 2N 2 (450˚C)
N 2 O + Mg = N 2 + MgO (500˚C)
მიიღება ამონიუმის ნიტრატის თერმული დაშლით:
NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2 H 2 O (195-245˚C)
გამოიყენება მედიცინაში, როგორც საანესთეზიო.
დიატროგენის ტრიოქსიდინ 2 ო 3
დაბალ ტემპერატურაზე ეს არის ლურჯი სითხე, ON꞊NO 2, აზოტის ფორმალური დაჟანგვის მდგომარეობა არის +3. 20 ˚C ტემპერატურაზე ის 90%-ით იშლება უფერო NO და ყავისფერი NO 2 ნარევში („აზოტოვანი აირები“, სამრეწველო კვამლი - „მელას კუდი“). N 2 O 3 - მჟავა ოქსიდიცივში წყალთან ერთად წარმოქმნის HNO 2-ს, გაცხელებისას განსხვავებულად რეაგირებს:
3N 2 O 3 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + 4NO
ტუტეებთან ერთად იძლევა HNO 2 მარილებს, მაგალითად NaNO 2 .
მიღებულია NO-ის ურთიერთქმედებით O 2-თან (4NO + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3) ან NO 2-თან (NO 2 + NO \u003d N 2 O 3)
ძლიერი გაგრილებით. "აზოტიანი აირები" და ეკოლოგიურად სახიფათო, მოქმედებს როგორც კატალიზატორი ატმოსფეროს ოზონის შრის განადგურებისთვის.
დიატროგენის პენტოქსიდი ნ 2 ო 5
უფერო, მყარი, O 2 N - O - NO 2, აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის +5. ოთახის ტემპერატურაზე ის იშლება NO 2 და O 2 10 საათში. რეაგირებს წყალთან და ტუტეებთან, როგორც მჟავე ოქსიდი:
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3
N 2 O 5 + 2NaOH \u003d 2NaNO 3 + H 2
მიღებული აზოტის მჟავას დეჰიდრატაციით:
2HNO 3 + P 2 O 5 \u003d N 2 O 5 + 2HPO 3
ან NO 2-ის დაჟანგვა ოზონით -78˚C-ზე:
2NO 2 + O 3 \u003d N 2 O 5 + O 2
ნიტრიტები და ნიტრატები
კალიუმის ნიტრიტიKNO 2
. თეთრი, ჰიგიროსკოპიული. დნება დაშლის გარეშე. მდგრადია მშრალ ჰაერში. ძალიან კარგად გავხსნათ წყალში (წარმოქმნით უფერო ხსნარს), ჰიდროლიზდება ანიონზე. ტიპიური ჟანგვის და აღმდგენი აგენტი მჟავე გარემოში, რეაგირებს ძალიან ნელა ტუტე გარემოში. შედის იონგაცვლის რეაქციებში. ხარისხობრივი რეაქციები NO 2 იონზე - MnO 4-ის იისფერი ხსნარის გაუფერულება და I იონების დამატებისას შავი ნალექის გამოჩენა. გამოიყენება საღებავების წარმოებაში, როგორც ამინომჟავების და იოდიდების ანალიზური რეაგენტი, ფოტოგრაფიის კომპონენტი. რეაგენტები.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლება:
2KNO 2 (t) + 2HNO 3 (კონს.) \u003d NO 2 + NO + H 2 O + 2KNO 3
2KNO 2 (დილ.) + O 2 (მაგ.) → 2KNO 3 (60-80 ˚C)
KNO 2 + H 2 O + Br 2 = KNO 3 + 2HBr
5NO 2 - + 6H + + 2MnO 4 - (იისფერი) \u003d 5NO 3 - + 2Mn 2+ (bts.) + 3H 2 O
3 NO 2 - + 8H + + CrO 7 2- \u003d 3NO 3 - + 2Cr 3+ + 4H 2 O
NO 2 - (გაჯერებული) + NH 4 + (გაჯერებული) \u003d N 2 + 2H 2 O
2NO 2 - + 4H + + 2I - (BC) = 2NO + I 2 (შავი) ↓ = 2H 2 O
NO 2 - (რაზბ.) + Ag + \u003d AgNO 2 (ღია ყვითელი) ↓
ქვითარი ვინდუსტრია- კალიუმის ნიტრატის აღდგენა პროცესებში:
KNO 3 + Pb = KNO 2+ PbO (350-400˚C)
KNO 3 (კონს.) + Pb (სპონგი) + H 2 O = KNO 2+ Pb(OH) 2 ↓
3 KNO 3 + CaO + SO 2 \u003d 2 KNO 2+ CaSO 4 (300 ˚C)
ჰ
იტრატი
კალიუმი
KNO 3
ტექნიკური სახელი კალიუმი,ან ინდურიმარილი , მარილიანი.თეთრი, დნება დაშლის გარეშე, იშლება შემდგომი გაცხელებისას. ჰაერის რეზისტენტული. წყალში ძალიან ხსნადი (მაღალი ენდო-ეფექტი, = -36 კჯ), არ არის ჰიდროლიზი. ძლიერი ჟანგვის აგენტი შერწყმისას (ატომური ჟანგბადის გამოყოფის გამო). ხსნარში ის მცირდება მხოლოდ ატომური წყალბადით (მჟავა გარემოში KNO 2-მდე, ტუტე გარემოში NH 3-მდე). გამოიყენება მინის წარმოებაში, როგორც კონსერვანტი საკვები პროდუქტები, პიროტექნიკური ნარევებისა და მინერალური სასუქების კომპონენტი.
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (400-500 ˚C)
KNO 3 + 2H 0 (Zn, განზავებული HCl) = KNO 2 + H 2 O
KNO 3 + 8H 0 (Al, კონს. KOH) = NH 3 + 2H 2 O + KOH (80 ˚C)
KNO 3 + NH 4 Cl \u003d N 2 O + 2H 2 O + KCl (230-300 ˚C)
2 KNO 3 + 3C (გრაფიტი) + S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S (წვა)
KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO (350 - 400 ˚C)
KNO 3 + 2KOH + MnO 2 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + H 2 O (350 - 400 ˚C)
ქვითარი: ინდუსტრიაში
4KOH (ჰორიზონტალური) + 4NO 2 + O 2 = 4KNO 3 + 2H 2 O
და ლაბორატორიაში:
KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl ↓
