На головну

 Азот та його сполуки - Біологія і хімія

Реферат цілком учень 11 «а» класу Васєв Дмитро Олександрович

МОУ середня школа № 2

м Гусь-Хрустальний 2005 г.Азот (загальні відомості).

АЗОТ (лат. Nitrogenium - що народжує селітри), N (читається "ен") - хімічний елемент другого періоду VA групи періодичної системи, атомний номер 7, атомна маса 14,0067. У вільному вигляді - газ без кольору, запаху і смаку, погано розчинний у воді. Складається з двоатомних молекул N2, що володіють високою міцністю. Відноситься до неметалів.

Природний азот складається зі стабільних нуклідів 14N (вміст в суміші 99,635% по масі) і 15N. Конфігурація зовнішнього електронного шару 2 s 2 2р 3. Радіус нейтрального атома азоту 0,074 нм, радіус іонів: N3- - 0,132, N3 + - 0,030 і N5 + - 0,027 нм. Енергії послідовної іонізації нейтрального атома азоту рівні, відповідно, 14,53, 29,60, 47,45, 77,47 і 97,89 еВ. За шкалою Полінга електронегативність азоту 3,05.Соедіненія азоту

НІТРАТИ - солі азотної кислоти HNO3, тверді добре розчинні у воді речовини. Традиційне російське назва деяких нітратів лужних і лужноземельних металів і амонію - селітри (амонійна селітра NH4NO3, калійна селітра КNO3, кальцієва селітра Са (NO3) 2 та ін.

Нітрид - хімічні сполуки азоту з більш електропозитивні елементами. Нітриди алюмінію, бору, кремнію, вольфраму, титану (AlN, BN, Si3N4, W2N, TiN) і багато інших - тугоплавкі, хімічні стійкі кристалічні речовини. Компоненти жароміцних сплавів використовуються в напівпровідникових приладах (напр., Напівпровідникових лазерах, світловипромінювальних діодах), як абразиви. Дією азоту або аміаку на метали при 500-600 ° С отримують нітрідние покриття (високотверді, зносо- та корозійностійкі).

Оксид азоту: геміоксід N2O і монооксид NO (безбарвні гази), сесквіоксід N2O3 (синя рідина), діоксид NO2 (бурий газ, за ??звичайних умов суміш NO2 і його димеру N2O4), оксид N2O5 (безбарвні кристали). N2O і NO - несолеобразующіе оксиди, N2O3 з водою дає азотної кислоти, N2O5 - азотну, NO2 - їх суміш. Всі оксиди азоту фізіологічно активні. N2O - засіб для наркозу («звеселяючий газ»), NO і NO2 - проміжні продукти у виробництві азотної кислоти, NO2 - окислювач в рідкому ракетному паливі, сумішевих ВР, нітрит агент.

Аміак

NH3 M = 17,03

Зустрічається при очищенні води, гасу і деяких мінеральних масел; на цукрових заводах; під час дублення шкіри; в повітрі приміщень, де стоїть худоба; входить до складу клоачних газів (разом з сірководнем); міститься в неочищеному ацетилені.

Застосовується для виробництва азотної кислоти, нітрату та сульфату амонію, рідких добрив (аммиакатов), сечовини, соди, в органічному синтезі, при фарбуванні тканин, світлокопіювання (на діазоніевой папері), як холодоагент в холодильниках, при срібленні дзеркал.

Виходить прямим синтезом з газоподібних водню та азоту при тиску зазвичай 280-350 ат і 450-500 ° (в присутності каталізаторів). У менших кількостях виходить при коксуванні кам'яного вугілля перегонкою з вапном «аміачної води» (перша фракція при сухій перегонці вугілля).

Фізичні і хімічні властивості. Безбарвний газ з задушливим різким запахом (поріг сприйняття 0,037 мг / л) і їдким смаком. Т. плавл. -77,75 °; т. кип. -33,35 °; плоті. 0,771 г / л (0 °), 0,59 г / л (25 °). Розч. у воді близько 750г / л, або 526 г / л; коеф. розч. у воді 762,6. Розчинний в ефірі та інших органічних розчинниках. Межі вибухонебезпечних концентрацій у повітрі 15- 28%, в кисні 13,5--79%, в закису азоту 2,2-72%. На повітрі NH3 швидко переходить в (NH4) 2CO3 або поглинається вологою. При звичайній температурі стійкий. Вельми реакционноспособен, вступає в реакції приєднання, заміщення і окислення. Водний розчин, має лужну реакцію внаслідок утворення гідрату окису амонію NH * H. У продаж надходить у вигляді водних розчинів, що містять 28-29% (об'ємно.) NH3, 10% розчину NH3 (нашатирний спирт) або скрапленого NH3 в сталевих циліндрах.

Нітрит натрію

NaNO2 М = 69,00

Застосовується у виробництві органічних барвників; в харчовій промисловості; для пассивирования сталевих виробів; в гумовій і текстильної промисловості, в гальванотехніки.

Виходить абсорбцією розчином соди нітрозних газів виробництва азотної кислоти і очищенням, упариванием і кристалізацією отриманої емки нітриту і нітрату натрію.

Фізичні і хімічні властивості. Безбарвні або жовтуваті кристали. Т. плавл. 271 °; плоті. 2,17: вище 320 ° розл., Не доходячи до кипіння; розч. у воді 81,8 г / ЮО г (20 °). 163 г / ЮО г * О ').

Токсична дія. Викликає розширення судин внаслідок парезу судини - рухового центру (при великих дозах - і внаслідок безпосередньої дії на кровоносні судини), а також утворення в крові метгемоглобіну.

Нітрит калію

KNO2 M = 85, ll

Застосовується у виробництві азобарвників н деяких органічних сполук.

Виходить відновленням розплавленого KNО2 свинцем; пропусканням SO2 через нагріту суміш KNO3 і СаО.

Фізичні і хімічні властивості. Безбарвні або жовтуваті кристали, що розпливаються на повітрі. Т. плавл. 387 °; плоті. 1,915; розч. у воді 280 г / 100г (0 °); 413 г / 100 г (100 °).

Токсична дія, мабуть, подібно з дією NaNO2.

Нітрат натрію

(Натрієва селітра, чилійська селітра)

NaNO3 М = 84.99

Застосовується як добриво; в харчовій, скляної, металообробної промисловості; для одержання вибухових речовин, ракетного палива та піротехнічних сумішей.

Виходить з природних покладів вилуговуванням гарячою водою і кристалізацією; абсорбцією розчином соди окислів азоту; обмінним розкладанням кальцієвої або аміачної селітри з сульфатом, хлоридом або карбонатом натрію.

Фізичні і хімічні властивості. Безбарвні кристали. Т. плавл. 309,5 °; плоті. 2,257; разл. при 380 ° на нітрит і кисень; розч. у воді 88 г / 100 г (20 °), 176 г / 100 г (100 °).

Нітрат калію

(Калійна селітра)

KNO3 М = 101, ll

Застосовується як добриво, а також у виробництві порохів, в піротехніку, в харчовій і скляної промисловості. Виходить конверсією NaNO3 і KCl при 80-122 ° С.

Фізичні і хімічні властивості. Безбарвні кристали. Т. плавл. 334 °; плоті. 2,11; разл. вище 338 ° на нітрит н кисень; розч. у воді 31,5 г / 100 г (20 °), 245 г / 100 г (100 °).

Нітрат кальцію

(Кальцієва селітра, норвезька селітра)

Ca (NO3) 2 М = 164.09

Застосовується як добриво.

Виходить на основі нітрозних газів виробництва азотної кислоти.

Фізичні і хімічні властивості. Т. плаіл. 561 °; разл. при 500 °; плота. 2,36; ростячи, у воді 126 г / ЮО г (20 °), 363 г / ЮО г (100 °). Безводна сіль і кристалогідрати дуже гігроскопічності.

Токсична дія. Має значення лише дратівливу і припікаючу дію технічного продукту, що виражається в почервонінні шкіри, свербінні, виразках, іноді глибоких і займають велику поверхню, повільно гояться і залишають великі рубці. Уражаються ділянки шкіри, на яких є хоча б незначні ранки, подряпини та інші порушення її цілісності.

Фізичні властивості

Щільність газоподібного азоту при 0 ° C 1,25046 г / дм3, рідкого азоту (при температурі кипіння) - 0,808 кг / дм3. Газоподібний азот при нормальному тиску при температурі -195,8 ° C переходить в безбарвну рідину, а при температурі -210,0 ° C - в біле тверда речовина. У твердому стані існує у вигляді двох поліморфних модифікацій: нижче -237,54 ° C стійка форма з кубічної гратами, вище - з гексагональної.

Критична температура азоту -146,95 ° C, критичний тиск 3,9МПа, потрійна точка лежить при температурі -210,0 ° C і тиску 125,03 гПа, з чого випливає, що азот при кімнатній температурі ні при якому, навіть дуже високому тиску, не можна перетворити на рідину.

Теплота випаровування рідкого азоту 199,3 кДж / кг (при температурі кипіння), теплота плавлення азоту 25,5 кДж / кг (при температурі -210 ° C).

Енергія зв'язку атомів у молекулі N2 дуже велика і складає 941,6 кДж / моль. Відстань між центрами атомів у молекулі 0,110 нм. Це свідчить про те, що зв'язок між атомами азоту потрійна. Висока міцність молекули N2 може бути пояснена в рамках методу молекулярних орбіталей. Енергетична схема заповнення молекулярних орбіталей в молекулі N2 показує, що електронами в ній заповнені тільки зв'язують s- і p-орбіталі. Молекула азоту Немагнітні (діамагнітна).

Через високу міцності молекули N2процесси розкладання різних сполук азоту (у тому числі і сумно знаменитого вибухової речовини гексогену) при нагріванні, ударах і т. Д. Призводять до утворення молекул N2. Так як обсяг утворився газу значно більше, ніж обсяг вихідного вибухової речовини, гримить вибух.

Хімічні властивості

Хімічно азот досить інертний і при кімнатній температурі реагує тільки з металом літієм з утворенням твердого нітриду літію Li3N (3Li + N = Li3N-3).

У з'єднаннях виявляє різні ступені окислення (від -3 до +5). З воднем утворює аміак NH3. (3H + N = NH3) Непрямим шляхом (не з простих речовин) отримують гідразин N2H4 і азотистоводородной кислоту HN3. Солі цієї кислоти - азиди. Азид свинцю Pb (N3) 2 розкладається при ударі, тому його використовують як детонатор, наприклад, в капсулях патронів.

Відомо кілька оксидів азоту. З галогенами азот безпосередньо не реагує, непрямими шляхами отримані NF3, NCl3, NBr3 і NI3, а також кілька оксигалогенідов (сполук, до складу яких, крім азоту, входять атоми і галогену, і кисню, наприклад, NOF3).

Галогеніди азоту нестійкі і легко розкладаються при нагріванні (деякі - при зберіганні) на прості речовини. Так, NI3 випадає в осад при зливанні водних розчинів аміаку і иодной настоянки. Вже при легкому струсі сухий NI3 вибухає:

2NI3 = N2 + 3I2.

Азот не реагує із сіркою, вуглецем, фосфором, кремнієм і деякими іншими неметалами.

При нагріванні азот реагує з магнієм і лужноземельними металами, при цьому виникають солеобразние нітриди загальної формули М3N2 (3M + N2 = M3N2), які розкладаються водою з утворенням відповідних гідроксидів і аміаку, наприклад:

Са3N2 + 6H2O = 3Ca (OH) 2 + 2N + 3H3.

Аналогічно поводяться і нітриди лужних металів. Взаємодія азоту з перехідними металами призводить до утворення твердих металлоподобних нітридів різного складу. Наприклад, при взаємодії заліза і азоту утворюються нітриди заліза складу Fe2N і Fe4N (N2 + 6Fe = Fe2N + Fe4N). При нагріванні азоту з ацетиленом C2H2 може бути отриманий ціаністий водень HCN (N2 + C2H2 = 2HCN).

З складних неорганічних сполук азоту найбільше значення мають азотна кислота HNO3, її солі нітрати, а також азотистая кислота HNO2 та її солі нітрити.

Отримання

У промисловості азот одержують з повітря. Для цього повітря спочатку охолоджують, зріджують, а рідкий повітря піддають перегонці (дистиляції). Температура кипіння азоту трохи нижче (-195,8 ° C), ніж іншого компонента повітря - кисню (-182,9 ° C), тому при обережному нагріванні рідкого повітря азот випаровується першим. Споживачам газоподібний азот постачають в стислому вигляді (150 атм. Або 15 МПа) у чорних балонах, що мають жовту напис «азот». Зберігають рідкий азот в судинах Дьюара.

У лабораторії чистий («хімічний») азот отримують додаючи при нагріванні насичений розчин хлориду амонію NH4Cl до твердого нітриту натрію NaNO2:

NaNO2 + NH4Cl = NaCl + N2 + 2H2O.

Можна також нагрівати твердий нітрит амонію:

NH4NO2 = N2 + 2H2O.

Застосування

У промисловості газ азот використовують головним чином для отримання аміаку. Як хімічно інертний газ азот застосовують для забезпечення інертного середовища в різних хімічних і металургійних процесах, при перекачуванні горючих рідин. Рідкий азот широко використовують як холодоагент, його пріменяюі в медицині, особливо в косметології. Важливе значення в підтримці родючості грунтів мають азотні мінеральні добрива.

Історія відкриття

Відкритий в 1772 шотландським вченим Д. Резерфордом у складі продуктів спалювання вугілля, сірки і фосфору як газ, непридатний для дихання і горіння («задушливий повітря») і на відміну від CO2не поглинається розчином лугу. Незабаром французький хімік А. Л. Лавуазьє прийшов до висновку, що «задушливий» газ входить до складу атмосферного повітря, і запропонував для нього назву «azote» (від грец. Azoos - неживий). У 1784 англійський фізик і хімік Г. Кавендіш встановив присутність азоту в селітрі (звідси латинська назва азоту, запропоноване в 1790 французьким хіміком Ж. Шанталь) .Спісок літератури

Велика енциклопедія Кирила і Мефодія 2003.

«Отруйна дія сполук азоту на організм людини.» (Документ з кешу www.google.ru).

«Отримання і застосування азоту та його сполук.» (Документ з кешу www.google.

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com