Кислородные соединения азота
Оксиды. Азот образует пять оксидов со степенями окисления +1, +2, +3, +4, +5.
Оксиды N20 и N0 несолеобразующие (что это означает?), а остальные оксиды — кислотные: N2O3 соответствует азотистая кислота НN02, а N205 — азотная кислота НNO3. Оксид азота(IV) N02, при растворении в воде образует одновременно две кислоты — HNO2 и НNO3.
Если же он растворяется в воде в присутствии избытка кислорода, получается только азотная кислота
4N02 + 02 + 2Н20 = 4НNO3
Оксид азота(IV) NO2 — бурый, очень ядовитый газ. Он легко получается при окислении кислородом воздуха бесцветного несолеобразующего оксида азота(П):
2NO + 02 = 2NO2
Азотная кислота НN03 — бесцветная жидкость, которая «дымится» на воздухе. При хранении на свету концентрированная азотная кислота желтеет, так как частично разлагается с образованием бурого газа N02.
Азотная кислота проявляет все типичные свойства сильных кислот: взаимодействует с оксидами и гидроксидами металлов, с солями. Но вот с металлами она ведет себя по-особому — ни один из металлов не вытесняет из азотной кислоты водород, независимо от ее концентрации (для серной кислоты такое поведение характерно только в ее концентрированном состоянии). Это объясняется тем, что НNO3 является сильным окислителем, в ней азот имеет максимальную степень окисления +5. Именно он и будет восстанавливаться при взаимодействии с металлами.
Продукт восстановления зависит от положения металла в ряду напряжений, от концентрации кислоты и условий проведения реакции. Например, при взаимодействии с медью концентрированная азотная кислота восстанавливается до оксида азота(IV):
Сu + 4НN03(конц) = Сu(NO3)2 + 2NO2 + 2Н20
а разбавленная — до оксида азота(ПII):
ЗСu + 8HN03(разб) = ЗСu(HNО3)2 + 2NO + 4Н20
Железо и алюминий при действии концентрированной HN03 покрывается прочной оксидной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления, т. е. кислота пассивирует их. Поэтому азотную кислоту, как и серную, можно перевозить в стальных и алюминиевых цистернах.
Азотная кислота окисляет многие органические вещества, обесцвечивает красители. При этом обычно выделяется много теплоты и вещество воспламеняется. Так, если к азотной кислоте прилить каплю скипидара, то происходит яркая вспышка, а тлеющая лучинка в ней загорается (рис. 33).
Азотная кислота широко применяется в химической промышленности для производства азотных удобрений, пластмасс, искусственных волокон, органических красителей и лаков, лекарств и взрывчатых веществ.
Соли азотной кислоты — нитраты получают при действии кислоты на металлы, их оксиды и гидроксиды. Нитраты натрия, калия, кальция и аммония называются селитрами: NaNO3 — натриевая селитра, КN03 — калийная селитра, Са(NO3)2 — кальциевая селитра, NН4О3 — аммиачная селитра. Все они применяются как азотные удобрения.
Оксиды N20 и N0 несолеобразующие (что это означает?), а остальные оксиды — кислотные: N2O3 соответствует азотистая кислота НN02, а N205 — азотная кислота НNO3. Оксид азота(IV) N02, при растворении в воде образует одновременно две кислоты — HNO2 и НNO3.
Если же он растворяется в воде в присутствии избытка кислорода, получается только азотная кислота
4N02 + 02 + 2Н20 = 4НNO3
Оксид азота(IV) NO2 — бурый, очень ядовитый газ. Он легко получается при окислении кислородом воздуха бесцветного несолеобразующего оксида азота(П):
2NO + 02 = 2NO2
Азотная кислота НN03 — бесцветная жидкость, которая «дымится» на воздухе. При хранении на свету концентрированная азотная кислота желтеет, так как частично разлагается с образованием бурого газа N02.
Азотная кислота проявляет все типичные свойства сильных кислот: взаимодействует с оксидами и гидроксидами металлов, с солями. Но вот с металлами она ведет себя по-особому — ни один из металлов не вытесняет из азотной кислоты водород, независимо от ее концентрации (для серной кислоты такое поведение характерно только в ее концентрированном состоянии). Это объясняется тем, что НNO3 является сильным окислителем, в ней азот имеет максимальную степень окисления +5. Именно он и будет восстанавливаться при взаимодействии с металлами.
Продукт восстановления зависит от положения металла в ряду напряжений, от концентрации кислоты и условий проведения реакции. Например, при взаимодействии с медью концентрированная азотная кислота восстанавливается до оксида азота(IV):
Сu + 4НN03(конц) = Сu(NO3)2 + 2NO2 + 2Н20
а разбавленная — до оксида азота(ПII):
ЗСu + 8HN03(разб) = ЗСu(HNО3)2 + 2NO + 4Н20
Железо и алюминий при действии концентрированной HN03 покрывается прочной оксидной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления, т. е. кислота пассивирует их. Поэтому азотную кислоту, как и серную, можно перевозить в стальных и алюминиевых цистернах.
Азотная кислота окисляет многие органические вещества, обесцвечивает красители. При этом обычно выделяется много теплоты и вещество воспламеняется. Так, если к азотной кислоте прилить каплю скипидара, то происходит яркая вспышка, а тлеющая лучинка в ней загорается (рис. 33).
Азотная кислота широко применяется в химической промышленности для производства азотных удобрений, пластмасс, искусственных волокон, органических красителей и лаков, лекарств и взрывчатых веществ.
Соли азотной кислоты — нитраты получают при действии кислоты на металлы, их оксиды и гидроксиды. Нитраты натрия, калия, кальция и аммония называются селитрами: NaNO3 — натриевая селитра, КN03 — калийная селитра, Са(NO3)2 — кальциевая селитра, NН4О3 — аммиачная селитра. Все они применяются как азотные удобрения.
Калийная селитра используется также при изготовлении черного пороха, а из аммиачной селитры готовят взрывчатое вещество аммонал. Нитрат серебра, или ляпис, AgNOз применяется в медицине для прижигания ран, язв и др.
Почти все нитраты хорошо растворимы в воде. При нагревании они разлагаются с выделением кислорода.
Поэтому если в расплавленную в пробирке калийную селитру бросить кусочек раскаленного древесного угля, то он энергично сгорит, взаимодействуя с выделяющимся из селитры кислородом (рис. 34).
Комментариев нет:
Отправить комментарий