AlexSinttig ›Tinklaraštis› N2O. Kas yra azoto oksidas?

Kas yra azoto oksidas?

Nedegus, tačiau palaiko degimą. Įkvėpus, azoto oksidas nedirgina kvėpavimo takų ir nesijungia su hemoglobinu. Nutraukus įkvėpimą, po 10–15 minučių jis visiškai išsiskiria per kvėpavimo takus. Norint atskirti deguonies molekules nuo azoto molekulių, reikia labai aukštos temperatūros. Cheminė degimo kameroje vykstanti azoto oksido degimo reakcija skiriasi nuo gryno deguonies, degančio labai greitai ir nekontroliuojamai, degimo..

Azoto molekulės sulėtina reakciją tiek, kad būtų galima kontroliuoti deguonies įpurškimą. Grynas deguonis detonuotų per daug. Papildomas deguonis padidina degimo greitį cilindre, todėl mišinys degina greičiau ir „karštiau“. Šis procesas savo ruožtu sukuria didesnį slėgį cilindre ir dėl to padidėja galia. Kaip jau minėta, azoto oksidas yra dujos. Atitinkamai, norint jį naudoti automobilyje, jis turi būti supakuotas į aukšto slėgio cilindrą (900–1000 psi), kuris leidžia dujoms paversti skysčiais ir padaryti jas nešiojamas..

Patekęs į degimo kamerą, azoto oksidas grįžta į dujinę būseną ir atvėsta iki -51 ° C. Praėjusios per kanalą, šios nepaprastai šaltos dujos atvėsina orą, patenkantį į cilindrą. Mišiniui atvėsus, jis tampa tankesnis, leidžiantis įpilti daugiau benzino. Taigi šaltas, tirštas darbinis mišinys leidžia iš variklio ištraukti dar daugiau arklių, nes sumažėjus degimo kameros temperatūrai 10 ° C, arkliai padidėja 1%, o tai reiškia, kad kai temperatūra nukrinta 50 ° C Su 300 arklio galių varikliu gauname net 30 arklių (ir tai nėra pats nitroksidas), o tai apskritai nėra blogai.

Praktika
Šiandien azoto oksido sistemų naudojimas akimirksniu padidinti variklio galią yra vienintelis pasirinkimas daugumai vairuotojų. Mes kalbame ne tik apie labai specializuotus lenktyninius automobilius. „N20“ gali būti vertinamas kaip galimybė daugumai vartotojų, norinčių išnaudoti daugiau kasdienio variklio..
Šiandien įmonės, kurios specializuojasi N20 galios didinimo sistemų gamyboje, siūlo įspūdingą aukščiausios kokybės įrangos sąrašą. Šios sistemos yra gana paprastos ir patikimos įdiegti ir naudoti..

Prieš pradėdami galvoti, kaip sureguliuoti savo variklį, turite suprasti, kad dėl to jūsų automobilio / motociklo variklis suteiks visą galimą galią. Turite sau atsakyti į du klausimus: kaip dažnai ir kiek laiko variklį pastumsite iki galo; kuri galios didinimo sistema jums yra priimtiniausia patogumo ir valdymo prasme.

Jei priartėsite prie klausimo „doleris už arklio galias“, padarysite išvadą, kad azoto oksido sistema suteikia didžiausią vertę už kiekvieną dolerį, kurį investuojate su mažiausiu variklio keitimu..

Dvidešimties metų pasaulinė N20 naudojimo patirtis parodė galimybę padidinti serijinių automobilių galią nuo 10 iki 200 arklio galių be kardinalių variklio pakeitimų. Turėdami kruopščiai parinktą, tinkamai sureguliuotą sistemą, būsite tikri, kad padidinsite galią, išlaikydami patikimumą, kurį galima palyginti tik su variklio tūrio padidinimu..

Kaip padidinti galią?
Variklis veikia degindamas kurą, kuris blykstės momentu degimo kameroje sukuria perteklinį slėgį ir stumia stūmoklius. Jei norite daugiau energijos, deginkite daugiau degalų. Tokiu atveju bus išleista daugiau energijos ir, atitinkamai, labai stengiantis stumti stūmoklius žemyn.

Skamba gana paprastai. Bet tai nėra taip lengva padaryti. Variklio galios padidėjimui įtakos turi įvairūs veiksniai. Apimsime tris pagrindinius:

Bet kurui deginti reikia deguonies. Jei norite deginti daugiau degalų, į mišinį taip pat turite įtraukti daugiau deguonies. Praktiškai visos variklio galios padidinimo schemos veikia didinant degalų ir deguonies srautus. Didesni skirstomieji velenai, vožtuvai ir karbiuratoriai, įsiurbimo ir išmetimo angos, jų vieta ir paviršiaus apdaila, kompresoriai ir turbokompresoriai, azoto oksidas yra pagrindiniai variklio derinimo pavyzdžiai, leidžiantys daugiau deguonies sudeginti daugiau degalų, o tai padidina jūsų galią. Azoto oksido įpurškimo sistemos yra bene efektyviausias būdas padidinti deguonies srautą, taigi ir degalus į variklį. Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl N20 sistemos suteikia tokį didelį galios padidėjimą, palyginti su kitais metodais. Kitas svarbus veiksnys didinant galios koeficientą yra kuro garavimas. Benzinas (kaip ir kiti varžybose naudojami degalai) nedegs kaip skystis uždaroje degimo kameroje. Kad degimas būtų geriausias, degalai turi būti paversti „garais“ (kuro ir oro mišiniu). Tai pasiekiama termomechaniškai karbiuratoriuose arba tiesioginiu įpurškimu. Variklio temperatūra ir mechaninis purškimas yra greitesnio garavimo raktai. Termomechaniškai apdorotas atomizuotas kuras virsta mažais lašeliais, kurie greitai išgaruoja degimo kameroje, kol visiškai susispaudžia. Kuro lašelių dydis yra labai svarbus. Į degimo kamerą tiekiamą kurą turėtų sudaryti lašai, dešimtys kartų mažesni už įprastą benzino lašą. Trečias galios faktorius, į kurį žiūrėsime, yra oras (mišinio kokybė). Pabandykite bėgti 10 000 metrų viršūnėje kalnuose. Labai greitai uždusite, išsekę nuo deguonies trūkumo. Kodėl? Kadangi oras yra retesnis, mažiau deguonies, jo slėgis yra mažesnis nei jūros lygyje. Atmosferos slėgio, oro temperatūros ir drėgmės jėga yra nepaprastai svarbi variklio darbui. Mes negalime daryti įtakos aplinkai, tačiau galime tam tikru mastu kontroliuoti įleidimo mišinio kokybę. Mes atvėsiname kuro mišinį, kad sutirštėtų, kol jis tiekiamas į variklį. Kuo tankesnis mišinys, tuo daugiau jo pripildoma kuro ir oro, o tai suteikia papildomos galios. Azoto oksidas, tiekiamas į mišinį suskystintų dujų pavidalu, nedelsdamas jį atvėsina, nes garuojančių suskystintų dujų temperatūra visada yra keliais dydžiais žemesnė nei aplinkos temperatūra. Be kita ko, azoto oksido sistemų užduotis yra padidinti tiekiamo kuro tankį bent 65%, palyginti su standartu. Tankesnis variklio tiekiamas mišinys suteiks daugiau papildomos galios, kai jis bus derinamas su N20.

Kas yra azoto oksidas ir ką jis veikia varikliui?
Varikliui azoto oksidas gali būti įsivaizduojamas kaip patogesnis standartinės atmosferos pakaitalas..

Kadangi esame suinteresuoti didinti deguonies kiekį aplinkos ore, azoto oksidas suteikia mums paprastą įrankį kontroliuoti, kiek deguonies yra, kai tiekiate varikliui papildomą kurą, kad išlaisvintumėte daugiau galios..

Azoto oksidas nėra kuras. Azoto oksidas yra patogus būdas pridėti papildomo deguonies, kad degtų daugiau degalų.

Jei pridedate azoto oksido ir nepilate papildomų degalų, jūs tik pagreitinate greitį, kuriuo jūsų variklis degina įprastai naudojamus degalus. Tai sukels tik destruktyvią detonaciją. Energija yra kuro kompanionas, o ne N20. Azoto oksidas leis per tą patį laiką sudeginti daugiau degalų. Rezultatas - labai padidėjo visa iš degalų išsiskirianti energija, kad pagreitintumėte jūsų automobilį / motociklą..

Azoto okside nėra magijos. Tiesą sakant, N20 naudojimas iš esmės nesiskiria nuo didesnio karbiuratoriaus, geresnio vamzdyno, kompresoriaus ar turbokompresoriaus naudojimo..

Ore, kurią jūs ir jūsų variklis „pagaminate“ jūros lygyje, yra:
- azotas 78%;
- deguonis 21%;
- ir tik 1% - kitų dujų.

Azoto oksidas gaminamas iš dviejų didžiausių žemės atmosferos sudedamųjų dalių ir jame yra dvi azoto molekulės ir viena deguonies molekulė.

Kai azoto oksidas tiekiamas į variklį, degimo šiluma nutraukia N20 ryšį ir tiekia daugiau deguonies jūsų varikliui. Azoto molekulės neleidžia mišiniui sprogti ir detonuoti variklio. Visi lenktyniniai varikliai veikia tais pačiais principais: daugiau oro (geresnis balansas, padidinimas, turbo arba N20) ir daugiau degalų tankesniame mišinyje suteikia daugiau galios..

Kainos ir kokybės santykis
Dabar derinimo rinka siūlo daugybę sistemų, kurias vartotojas gali naudoti..

Anksčiau jūs galėjote išleisti tūkstančius dolerių derindami savo mišinius (karbiuratorius, purkštukus), vamzdynų sistemas, vožtuvus ir siurblius, išmetimo sistemas, stūmoklius, koregavimo / perdirbimo kanalus, stiprintuvus ar turbokompresorius, kad gautumėte tą patį galios padidėjimą, kurį numatytų azoto oksido sistema. keli šimtai dolerių. Bet tai nereiškia, kad bus nenaudinga šias dalis montuoti kartu su nitrozais..

Jei įdiegėte N20 sistemą ir nusprendėte eiti toliau savo variklio galios didinimo keliu, visos aukščiau išvardytos mechaninės derinimo sistemos tampa jums aktualios. Manome, kad nitrozai yra geriausias pasirinkimas tiems, kurie nenori išleisti daug pinigų iš karto, tačiau tuo pačiu metu nori gerokai padidinti variklio galią..

Reikėtų atkreipti dėmesį į dar vieną problemos aspektą. Visas mechaninis derinimas apima tiesioginį mechaninį įsikišimą į variklio darbą, jo komponentų ir agregatų keitimą. Tai savo ruožtu sutrumpina variklio tarnavimo laiką arba labai brangiai kainuoja dalių, tokių kaip cilindrų blokai, stūmokliai, švaistikliai, alkūniniai ir paskirstymo velenai, vožtuvai ir kt..

Azoto oksido sistema suteikia jums „galios valdant energiją pagal pareikalavimą“ - tai yra vienas pagrindinių N20 privalumų, nes jis yra įsijungia vartotojo prašymu. Likusį laiką - variklis veikia kaip įprasta be papildomų apkrovų ir degalų gamybos. Taigi priėjome dar vieną išvadą - šių sistemų ekonomiškumą.

Dėl azoto oksido sistemų taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:

Sąžiningumas.
Už bet kokių nitros sistemų yra kuriami ir išbandomi metai. Jei teigiama, kad sistema pajėgi padidinti tam tikro variklio galią 100 arklio galių, tai yra todėl, kad rimti bandymai tai patvirtina. Jei laikysitės gamintojo rekomendacijų ir nepasitikėsite sistemos diegimu neprofesionaliems mechanikams, gausite kokybišką rezultatą.

Kokybė.
Yra daugybė komerciškai prieinamų sistemų, sukurtų naudoti kasdien. Visi jie yra išbandomi moderniuose matavimo stenduose, imituojant praktines konkretaus variklio naudojimo sąlygas. Šių sistemų technologijoms, gamybos sąlygoms ir priežiūrai keliami dideli reikalavimai. Tai yra kokybės ir sėkmingo darbo raktas..

Specializuotos lenktynių sistemos neturėtų būti naudojamos standartiniuose varikliuose be specialios šių variklių modifikacijos derinimo studijų specialistų, turinčių didelę praktinę variklių derinimo patirtį..

Patirtis.
Azoto oksido sistemos buvo gaminamos daugiau nei dvidešimt metų. Jų patikimumas pagrįstas kasdieniu sėkmės ir nesėkmės tyrimu. Tada šios žinios pritaikomos gamyboje. Net jei šiandien nusprendėte pirmą kartą įdiegti vieną iš N20 sistemų, būkite tikri, kad už jos slypi daugiau nei dvidešimties metų gamybos įmonės patirtis.

Azoto oksidas ir ekologija
Naudojant azoto oksidą (N20), nebūtinai padidėja azoto oksidai (NOx) išmetamosiose dujose, kurie teršia orą.

Kai kurių siūlomų sistemų (išskyrus tas, kurios specializuojasi lenktynėms) naudojimas daugumoje valstybių nėra teisėtas naudoti standartinių automobilių ir motociklų varikliuose. Tačiau kai kurios sistemos gavo sertifikatus naudoti penkiasdešimt šalių. Nepriklausomų laboratorijų atlikti bandymai įrodė, kad šios sistemos nedidina kenksmingų medžiagų kiekio išmetamosiose dujose. Tačiau kasdieniuose varikliuose rekomenduojame naudoti tik legaliai naudojamas azoto oksido sistemas..

Azoto oksido sistemų tipai
Du populiariausi mišinio tiekimo būdai azoto oksido sistemose yra speciali plieninė plokštė su įpurškimo angomis, pavyzdžiui, „Powershot“. Tarp karbiuratoriaus ir tiekimo kolektoriaus sumontuota separatoriaus plokštė - tiesioginio azoto oksido ir papildomo kuro įpurškimo anga tiesiai į tiekimo kolektorių; specialių įpurškimo purkštukų sistema, tiekianti N20 ir papildomą kurą tiesiai į degimo kamerą (veikia lygiagrečiai su standartine mišinio tiekimo sistema). Šios sistemos gali tiekti didžiulius N20 kiekius su papildomais degalais ir tolygiai paskirstyti mišinį kiekvienam cilindrui. Tiesioginio degimo sistemos suteikia daugiau nei 500 papildomų arklio galių kai kuriems specialiai paruoštiems lenktyniniams varikliams. Tiesioginio įpurškimo sistemoms, norint reguliuoti tiekiamo kuro kiekį, paprastai reikia pakeisti įprastas kuro sroves sureguliuojančiomis (didesnis laidumas)..

Sistemos nustatymas. Keli svarbūs dalykai
Norėdami išvengti gedimų, taip pat teisingai apskaičiuoti jums reikalingos sistemos galią ir nustatyti valdymo komandas, perskaitykite pridedamą literatūrą arba susisiekite su specialistais!

Visada pradėk nuo mažo. Jei įsigijote reguliuojamą sistemą, paleiskite ją mažiausiąja galia. Siūlomoms sistemoms reikia labai mažai laiko, kad variklio galia būtų maksimali. Sumažinkite nereikalingą riziką - nepradėkite sistemos bandymų esant pajėgumų riboms.

Būkite realistiškesni apie savo variklį. Kreipkitės į specialistą apie didžiausią galimą variklio apkrovą.

Tik jūs tiksliai žinote, kas yra jūsų variklyje ir kokia jo kokybė. Jei nesate tikri dėl bet kurios jo dalies patikimumo, kreipkitės į specialistą.

Jei žinote, kad jūsų variklio viduje nėra jokių derinimo dalių, esate atsidūrę naudingiausioje situacijoje, atsižvelgdami į tai, kad visi produktai yra gaminami gamykloje, turint pakankamai išteklių..

Galia yra kuro kompanionas. Papildoma galia kontroliuojama papildomo degalų kiekio, tiekiamo varikliui, tuo metu, kai veikia nitros sistema. Jei degalų kiekis neatitiks N20 kiekio, negausite norimo rezultato.

Yra du tiekiamo kuro kiekio valdikliai - kuro srovės dydis ir kuro slėgis.

Reikia atsiminti, kad manometras teisingą kuro slėgį skaito tik tada, kai sistema veikia. Kai kurie degalų slėgio reguliatoriai pateikia klaidingus rodmenis. Paprastai tikrasis degalų slėgis bus mažesnis nei standartinio matuoklio rodmuo ir gali sukelti problemų. Nustatydami nitrozinę sistemą, vadovaukitės slėgio matuoklio, kuriame yra jūsų sistema, rodmenimis.

„Nitros“ turi unikalią savybę išvalyti žvakes iki tos vietos, kur jie ką tik buvo sumontuoti. Jei ant žvakės porceliano yra detonacijos požymių, tokių kaip mažos sidabro nuosėdos ar juodos dėmės, reikia sureguliuoti N20 tiekimo slėgį. Jei žvakės galiukas nuspalvintas melsva „vaivorykštė“, reikia sureguliuoti N20 tiekimo slėgį. Jei matote antgalio tirpimo požymius, turite sureguliuoti tiekimo slėgį N20 ir pakeisti žvakes trumpesniu sijonu ir storesniu antgaliu..

Jei jūsų sistema staiga pradeda veikti netinkamai, net jei patys ją neatlikote, ją įdiegę, dažniausiai priežastis yra užsikimšusi sistema arba kuro filtras. Prie sistemos pateiktame aprašyme pateikiama informacija, kur yra sistemos filtras ir pagalbinis kuro filtras. Peržiūrėkite juos periodiškai.

N2 kas tai yra

Azotas yra bespalvis ir netoksiškas, bekvapis ir beskonis. Azotas natūraliai egzistuoja kaip nedegios dujos, esant normaliai temperatūrai ir slėgiui. Šios dujos (azotas) yra šiek tiek lengvesnės už orą, todėl jų koncentracija didėja didėjant. Atvėsęs iki virimo temperatūros, azotas virsta bespalviu skysčiu, kuris esant tam tikram slėgiui ir temperatūrai tampa kieta bespalvė kristalinė medžiaga. Azotas blogai tirpsta vandenyje ir daugumoje kitų skysčių, blogai praleidžia elektrą ir šilumą.

Daugiausia azoto naudojama dėl jo inertinių savybių. Tačiau esant aukštam slėgiui ir temperatūrai azotas reaguoja su kai kuriais aktyviaisiais metalais, tokiais kaip ličio ir magnio, susidaro nitridai, taip pat kai kurios dujos, tokios kaip deguonis ir vandenilis..

Pagrindiniai faktai apie azotą: atradimų istorija ir pagrindinės savybės

Azotas (N2) yra viena iš gausiausių medžiagų Žemėje. Mūsų planetos atmosfera susideda iš 75%, o deguonies dalis joje yra tik 22%.

Kaip bebūtų keista, mokslininkai ilgą laiką nežinojo apie šių dujų egzistavimą. Tik 1772 m. Anglų chemikas Danielis Rutherfordas jį apibūdino kaip „sugadintą orą“, negalintį išlaikyti degimo, nereaguojančio su šarmais ir netinkamu kvėpuoti. Patį žodį „azotas“ (iš graikų kalbos - „negyvas“) po 15 metų pasiūlė Antoine'as Lavoisier.

Normaliomis sąlygomis tai yra bespalvės, bekvapės ir beskonės dujos, sunkesnės už orą ir praktiškai inertiškos. Esant -195,8 ° C temperatūrai, jis virsta skysta būsena; -209,9 ° C temperatūroje - kristalizuojasi, panašus į sniegą.

Azoto panaudojimas

Šiuo metu azotas plačiai naudojamas visose žmogaus veiklos srityse..

Taigi, naftos ir dujų pramonė naudoja ją reguliuoti naftos gręžinių lygį ir slėgį, išstumti deguonį iš gamtinių dujų talpyklų, išvalyti ir išbandyti vamzdynus. Chemijos pramonei jo reikia trąšų gamybai ir amoniako sintezei, metalurgijai, skirtai daugeliui technologinių procesų. Dėl to, kad azotas išstumia deguonį, tačiau nepalaiko degimo, jis naudojamas gesinant. Maisto pramonėje produktų pakavimas azoto atmosferoje pakeičia konservantų naudojimą, apsaugo nuo riebalų oksidacijos ir mikroorganizmų vystymosi. Be to, ši medžiaga naudojama farmacijoje įvairių vaistų gamybai ir laboratorinei diagnostikai - daugybei analizių..

Skystas azotas sugeba viską užšalti per kelias sekundes, nesusidarant ledo kristalams. Todėl gydytojai jį naudoja krioterapijoje negyvoms ląstelėms pašalinti, taip pat spermos, kiaušinių ir audinių mėginių krioprezervavimui..

N2 kas tai yra

Ši pamoka skirta azoto oksidams, kurie, sąveikaudami su vandeniu, sudaro rūgštis ir atitinkamai sudaro druską, - NE₂ ir N₂O_penki.

NE₂ yra tipiškas rūgštinis oksidas, pasižymintis dideliu cheminiu aktyvumu ir sąveikaudamas su nemetalais (siera, fluoru, vandeniliu), elgiasi kaip stiprus oksidatorius; taip pat naudojamas sieros rūgšties gamybai (azoto metodas), oksiduojant sieros dioksidą į oleumą (SO₃) ir azoto rūgštis (HNO₂).

N₂O_penki - tai yra didžiausias azoto oksidas, jis yra labai lakus, sąveikauja su organinėmis medžiagomis, todėl turi būti laikomas stikliniuose induose (! Svarbu! Fluoro vandenilio rūgštis (HF), priešingai, yra laikoma polimero talpykloje dėl to, kad jis korozuoja stiklą), lengvai skyla į toksišką NO₂ su sprogimu; naudojamas azoto rūgšties (HNO₃).

Svarbu žinoti, kad visi azoto oksidai yra toksiški!

Siūlau išsamiau išnagrinėti chemines savybes naudojant lentelę, kurioje pateikiamos visos egzaminui išlaikyti reikalingos reakcijos.

Druską formuojantys azoto oksidai

N₂O_penki

2) Funkcija

NE₂ (Azoto dioksidas, azoto dioksidas) - raudonos - rudos dujos, nuodingos,

su būdingu aštriu kvapu;

Jis gerai ištirpsta vandenyje;

N₂O_penki (Dinitrogeno pentoksidas, azoto pentoksidas) - bespalviai, lakūs kristalai, sprogstamieji;

Jis gerai ištirpsta vandenyje;

3) Gavimas laboratorijoje

4) Gavimas pramonėje

NO + O₂ = NE₂ (ore - akimirksniu);

5) Cheminės savybės

1) Skilimas:

2) Su rūgštimis:

3) su metalais:

4) Su nemetalais:

Esant vandeniui, reakcija vyksta (susidaro HNO₃):

5) su druskomis:

6) su oksidais:

7) Su pagrindais:

2NO₂ + 2KOH = KNO₃ + KNO₂ + H₂O

1) Skilimas:

2) Su rūgštimis:

3) su metalais:

4) Su nemetalais:

5) su druskomis:

6) su oksidais:

7) Su pagrindais:

6) taikymas

1) naudojamas gaminant H₂TAIP₄ ir HNO₃;

2) oksidatorius skystame raketiniame kure;

3) kartu su kitais azoto oksidais susidaro „lapės uodega“ - cheminių medžiagų išmetimas ir automobilių išmetimo vamzdžiai;

4) Toksiška, sukelia plaučių edemą.

1) Naudojimas yra ribotas dėl azoto oksido (V) sprogstamojo pobūdžio;

2) naudojamas kaip nitratinė medžiaga (organinėje chemijoje).

Kitoje pamokoje daugiausia dėmesio bus skiriama šios temos užduotims..

Azoto chemija

Pozicija periodinėje cheminių elementų lentelėje

Azotas yra pagrindiniame V grupės pogrupyje (arba 15 grupėje šiuolaikine PSCE forma) ir antrame periodinės D.I cheminių elementų sistemos laikotarpyje. Mendelejevas.

Elektroninė azoto struktūra

Elektroninė azoto konfigūracija pagrindinėje būsenoje:

Azoto atome išoriniame energijos lygyje yra 3 neporiniai elektronai ir viena vieniša elektronų pora, esanti pagrindinėje energijos būsenoje. Vadinasi, azoto atomas gali sukurti 3 jungtis mainų mechanizmu ir 1 ryšį donoro-akceptoriaus mechanizmu. Taigi maksimalus azoto valentingumas junginiuose yra IV. Taip pat junginiuose būdingas azoto valentingumas - III.

Azoto atomo oksidacijos būsena yra nuo -3 iki +5. Tipiškos azoto oksidacijos būsenos -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

Fizinės savybės ir buvimas gamtoje

Azotas gamtoje egzistuoja kaip paprastos medžiagos dujos N₂. Nėra spalvos, kvapo ar skonio. N molekulė₂ nepolinis, todėl azotas praktiškai netirpsta vandenyje.

Azotas yra pagrindinis oro komponentas (79% masės). Žemės plutoje azoto daugiausia yra nitratų pavidalu. Gyvų organizmų baltymų, aminorūgščių ir nukleorūgščių dalis.

Molekulių struktūra

Ryšys tarp azoto molekulės atomų yra trigubas, nes kiekvienas molekulės atomas turi 3 neporinius elektronus. Vienas σ ryšys (sigmos ryšys) ir du - π ryšiai.

Azoto molekulės struktūrinė formulė:

Struktūrinė-grafinė azoto molekulės formulė: N≡N.

Elektronų debesų sutapimo schema, susidarant azoto molekulei:

Azoto junginiai

Tipiški azoto junginiai:

Azoto gamybos metodai

1. Azotas laboratorijoje gaunamas sąveikaujant prisotintiems amonio chlorido ir natrio nitrito tirpalams. Amonio nitritas, susidaręs dėl mainų reakcijos, lengvai suyra ir susidaro azotas ir vanduo. Amonio chlorido tirpalas supilamas į kolbą, o piltuvas yra natrio nitrito tirpalas. Į kolbą supylus natrio nitritą, prasideda azoto evoliucija. Surinkite išsiskyrusį azotą į cilindrą. Azoto atmosferoje degantis atplaiša užgęsta.

Bendra proceso lygtis:

Vaizdo įrašą apie natrio nitrito ir amonio chlorido sąveiką galima peržiūrėti čia.

Azotas taip pat susidaro degant amoniakui:

2. Labiausiai grynas azotas gaunamas skaidant šarminių metalų azidus.

Pavyzdžiui, skaidant natrio azidą:

3. Kitas laboratorinis azoto gamybos metodas yra vario (II) oksido redukavimas amoniaku esant temperatūrai

3CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Pramonėje azotas gaunamas tiesiogine prasme iš oro. Nes Leiskite jums priminti, kad pramonėje labai svarbu, kad žaliavos būtų pigios ir prieinamos. Oro yra daug ir jis vis dar laisvas.

Taikomi įvairūs azoto atskyrimo iš oro metodai - adsorbcijos technologija, membranų ir kriogeninės technologijos.

Adsorbcijos metodai orui atskirti į komponentus yra pagrįsti dujinių terpių atskyrimu azoto augaluose, atskirų dujų mišinio komponentų jungimosi kieta medžiaga, vadinamu adsorbentu, reiškiniu..

Pagrindinis membraninių sistemų veikimo principas yra dujų komponentų prasiskverbimo per membraninę medžiagą greičio skirtumas. Varomoji dujų atskyrimo jėga yra dalinio slėgio skirtingose ​​membranos pusėse skirtumas..

Kriogeninių oro atskyrimo įrenginių veikimas pagrįstas dujų mišinių atskyrimo metodu, pagrįstas oro komponentų virimo taškų skirtumu ir skysčių ir garų mišinių pusiausvyros kompozicijų skirtumu..

Cheminės azoto savybės

Normaliomis sąlygomis azotas yra chemiškai neaktyvus.

1. Azotas pasižymi oksiduojančio agento savybėmis (elementai yra periodinėje lentelėje žemiau ir kairėje) ir reduktoriaus savybių (elementai yra aukščiau ir dešinėje). Todėl azotas reaguoja su metalais ir nemetalais.

1.1. Molekulinis azotas normaliomis sąlygomis nereaguoja su deguonimi. Reaguoja su deguonimi tik esant aukštai temperatūrai (2000 ° C), elektros lanku (gamtoje - perkūnijos metu):

Procesas yra endoterminis, t.y. teka su šilumos absorbcija.

1.2. Stipriai kaitinant (2000 ° C arba veikiant elektros iškrovai), azotas reaguoja su siera, fosforu, arsenu, anglimi ir sudaro dvejetainius junginius:

2C + N₂ → N≡C - C≡N

1.3. Azotas sąveikauja su vandeniliu. esant aukštam slėgiui ir aukštai temperatūrai, esant katalizatoriui. Taip gaunamas amoniakas:

Šis procesas yra egzoterminis, t.y. teka išsiskiriant šilumai.

1.4. Azotas reaguoja su aktyviaisiais metalais: ličio kambario temperatūroje, kalcio, natrio ir magnio, kai kaitinamas. Šiuo atveju susidaro dvejetainiai junginiai-nitridai.

Pavyzdžiui, ličio reaguoja su azotu ir susidaro ličio nitridas:

2. Azotas praktiškai nereaguoja su sudėtingomis medžiagomis dėl ypač mažo reaktyvumo.

Sąveika įmanoma tik esant sunkioms sąlygoms su veikliosiomis medžiagomis, pavyzdžiui, stipriais reduktoriais.

Pavyzdžiui, azotas oksiduoja ličio hidridą:

Amoniakas

Molekulinė struktūra ir fizinės savybės

Amoniako molekulėje NH₃ azoto atomas yra sujungtas trimis pavieniais kovalentiniais poliniais ryšiais su vandenilio atomais:

Geometrinė amoniako molekulės forma yra taisyklinga trikampė piramidė. Sujungimo kampas H-N-H yra 107,3 ​​®:

Amoniako azoto atomas turi vieną vienišų elektronų porą išoriniame energijos lygyje. Ši elektronų pora daro didelę įtaką amoniako savybėms, taip pat jo struktūrai. Elektroninė amoniako struktūra yra tetraedras, kurio centre yra azoto atomas:

Amoniakas yra bespalvės dujos, turinčios aštrų būdingą kvapą. Nuodingas. Sveria mažiau oro. N-H jungtis yra stipriai polinė, todėl vandenilio jungtys tarp amoniako molekulių atsiranda skystoje fazėje. Tuo pačiu metu amoniakas labai gerai tirpsta vandenyje, nes amoniako molekulės sudaro vandenilio ryšius su vandens molekulėmis.

Amoniako gamybos metodai

Laboratorijoje amoniakas gaminamas sąveikaujant amonio druskoms su šarmais. Kadangi amoniakas labai gerai tirpsta vandenyje, grynam amoniakui gauti naudojamos kietosios medžiagos.

Pavyzdžiui, amoniakas gali būti gaminamas kaitinant amonio chlorido ir kalcio hidroksido mišinį. Kaitinant mišinį susidaro druska, amoniakas ir vanduo:

Kruopščiai sutrinkite druskos ir pagrindo mišinį skiediniu ir mišinį pašildykite. Išsiskyrusios dujos surenkamos į mėgintuvėlį (amoniakas yra lengvosios dujos ir mėgintuvėlis turi būti apverstas aukštyn kojomis). Šlapias lakmuso popierius, esant amoniakui, tampa mėlynas.

Vaizdo patirtis, kaip gauti amoniaką iš amonio chlorido ir kalcio hidroksido, gali būti peržiūrėta čia.

Kitas laboratorinis amoniako gamybos metodas yra nitrido hidrolizė..

Pavyzdžiui, kalcio nitrido hidrolizė:

Pramonėje amoniakas gaunamas naudojant Habero procesą: tiesioginę sintezę iš vandenilio ir azoto.

Procesas atliekamas 500–550 ° C temperatūroje ir esant katalizatoriui. Amoniakui sintezuoti naudojamas 15-30 MPa slėgis. Kaip katalizatorius naudojama puri geležis su aliuminio, kalio, kalcio, silicio oksidų priedais. Visam pradinių medžiagų naudojimui naudojamas nesąveikaujančių reagentų cirkuliacijos metodas: nereagavęs azotas ir vandenilis grąžinami į reaktorių..

Daugiau apie amoniako gamybos technologiją galite perskaityti čia.

Cheminės amoniako savybės

1. Vandeniniame tirpale amoniakas pasižymi pagrindinėmis savybėmis (dėl vienišos elektronų poros). Paėmęs protoną (H + joną), jis virsta amonio jonu. Reakcija gali vykti tiek vandeniniame tirpale, tiek dujų fazėje:

Taigi vandeninio amoniako tirpalo terpė yra šarminė. Tačiau amoniakas yra silpna bazė. Esant 20 laipsnių temperatūrai, vienas vandens tūris absorbuoja iki 700 tūrių amoniako.

Vaizdo medžiagą apie amoniako tirpinimą vandenyje galite peržiūrėti čia.

2. Kaip bazė, amoniakas reaguoja su rūgštimis tirpale ir dujų fazėje, formuodamas amonio druskas.

Pavyzdžiui, amoniakas reaguoja su sieros rūgštimi ir susidaro arba rūgštinė druska - amonio vandenilio sulfatas (su rūgšties pertekliumi), arba vidutinė druska - amonio sulfatas (su amoniako pertekliumi):

Kitas pavyzdys: amoniakas reaguoja su vandeniniu anglies dioksido tirpalu ir sudaro amonio karbonatus arba bikarbonatus:

Amoniako ir koncentruotų rūgščių - azoto, sieros ir druskos rūgščių - sąveikos vaizdo įrašų patirtį galite peržiūrėti čia.

Dujų fazėje amoniakas reaguoja su lakiuoju vandenilio chloridu. Dėl to susidaro tiršti balti dūmai - tai yra amonio chlorido išsiskyrimas.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Vaizdo įrašą apie amoniako sąveiką su vandenilio chloridu dujų fazėje (dūmai be ugnies) galite peržiūrėti čia.

3. Kaip pagrindas, vandeninis amoniakas reaguoja su sunkiųjų metalų druskų tirpalais ir susidaro netirpūs hidroksidai.

Pavyzdžiui, vandeninis amoniako tirpalas reaguoja su geležies (II) sulfatu ir susidaro amonio sulfatas ir geležies (II) hidroksidas:

4. Vario, nikelio, sidabro druskos ir hidroksidai ištirpsta virš amoniako, sudarant sudėtingus junginius - amino kompleksus.

Pavyzdžiui, vario (II) chloridas reaguoja su amoniako pertekliumi ir susidaro tetramminomedicinos (II) chloridas:

Vario (II) hidroksidas ištirpsta amoniako pertekliuje:

5. Amoniakas dega ore, susidaro azotas ir vanduo:

Jei reakcija vykdoma dalyvaujant katalizatoriui (Pt), azotas oksiduojamas iki NO:

6. Dėl vandenilio atomų oksidacijos būsenoje +1 amoniakas gali veikti kaip oksidatorius, pavyzdžiui, reaguodamas su šarmais, šarminiais žemės metalais, magniu ir aliuminiu. Su metalais reaguoja tik skystas amoniakas.

Pavyzdžiui, skystas amoniakas reaguoja su natriu ir susidaro natrio amidas:

Taip pat galima susidaryti Na₂NH, Na₃N.

Kai amoniakas sąveikauja su aliuminiu, susidaro aliuminio nitridas:

2NH₃ + 2Al → 2AlN + 3H₂

7. Dėl azoto oksidacijos būsenoje -3 amoniakas pasižymi redukcinėmis savybėmis. Gali sąveikauti su stipriais oksidatoriais - chloru, bromu, vandenilio peroksidu, peroksidais ir kai kurių metalų oksidais. Šiuo atveju azotas paprastai oksiduojamas iki paprastos medžiagos.

Pavyzdžiui, amoniakas chloru oksiduojamas iki molekulinio azoto:

Vandenilio peroksidas taip pat oksiduoja oksoną iki azoto:

Metalo oksidai, esantys metalų įtampų elektrocheminėse serijose, dešinėje, yra stiprūs oksidatoriai. Todėl jie taip pat oksiduoja amoniaką iki azoto..

Pavyzdžiui, vario (II) oksidas oksiduoja amoniaką:

2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Amonio druskos

Amonio druskos yra druskos, susidedančios iš amonio katijono ir rūgšties liekanų anijono.

Amonio druskų gavimo būdai

1. Amonio druskas galima gauti sąveikaujant amoniakui su rūgštimis. Aukščiau aprašytos reakcijos.

2. Amonio druskos taip pat gaunamos mainų reakcijose tarp amonio druskų ir kitų druskų.

Pavyzdžiui, amonio chloridas reaguoja su sidabro nitratu:

3. Tarp amonio druskų galima gauti iš rūgščių amonio druskų. Pridedant amoniako, rūgštinė druska patenka į terpę.

Pavyzdžiui, amonio bikarbonatas reaguoja su amoniaku ir susidaro amonio karbonatas:

Cheminės amonio druskų savybės

1. Visos amonio druskos yra stiprūs elektrolitai, kurie beveik visiškai disocijuoja į jonus vandeniniuose tirpaluose:

NH₄Cl ⇄ NH₄ + + Cl -

2. Amonio druskos pasižymi įprastų tirpių druskų savybėmis - jos susidaro mainų reakcijose su šarmais, rūgštimis ir tirpiomis druskomis, jei produktuose susidaro dujos, nuosėdos ar silpnas elektrolitas..

Pavyzdžiui, amonio karbonatas reaguoja su druskos rūgštimi. Tokiu atveju išsiskiria anglies dioksidas:

Amonio druskos reaguoja su šarmais ir susidaro amoniakas.

Pavyzdžiui, amonio chloridas reaguoja su kalio hidroksidu:

NH₄Cl + KOH → KCl + NH₃ + H₂O

Sąveika su šarmais yra kokybinė reakcija į amonio jonus. Išsiskyręs amoniakas nustatomas pagal būdingą aštrų kvapą ir mėlyną lakmuso testo spalvos pakitimą.

3. Amonio druskos patiria katijonų hidrolizę, nes amonio hidroksidas - silpna bazė:

4. Kaitinant amonio druskos suyra. Be to, jei druskoje nėra oksiduojančio anijono, skilimas vyksta nekeičiant azoto atomo oksidacijos būsenos. Taip suyra amonio chloridas, karbonatas, sulfatas, sulfidas ir fosfatas:

Jei druskoje yra oksiduojančio anijono, tai skaidant kartu pasikeičia amonio jono azoto atomo oksidacijos būsena. Taip vyksta skaidymas nitratais, nitritais ir amonio dichromatais:

250–300 ° C temperatūroje:

Virš 300 ° C:

Amonio dichromato („ugnikalnio“) skilimas. Oranžiniai amonio dichromato kristalai smarkiai reaguoja veikiami degančios dėmės. Amonio dichromatas yra speciali druska, savo sudėtimi - oksidatorius ir reduktorius. Todėl šios druskos viduje gali vykti redoksinė reakcija (intramolekulinė ORR):

Oksidatorius - chromas (VI) virsta chromu (III), susidaro žaliasis chromo oksidas. Reduktorius - azotas, kuris yra amonio jonų dalis, virsta dujiniu azotu. Taigi amonio dichromatas virsta žaliuoju chromo oksidu, azoto dujomis ir vandeniu. Reakcija prasideda nuo degančio drožlės, tačiau nesibaigia, jei pašalinamas drožlė, bet tampa dar intensyvesnė, nes reakcijos metu išsiskiria šiluma ir, pradedant nuo drožlės, procesas vystosi kaip lavina. Chromo (III) oksidas yra labai kieta, ugniai atspari žalia medžiaga; jis naudojamas kaip abrazyvas. Lydymosi temperatūra yra beveik 2300 laipsnių. Chromo oksidas yra labai stabili medžiaga, netirpsta net rūgštyse. Dėl savo stabilumo ir intensyvios spalvos chromo oksidas naudojamas aliejinių dažų gamybai.

Amonio dichromato irimo vaizdo patirtį galite peržiūrėti čia.

Azoto oksidai

Azoto oksidas (I)

Azoto oksidas (I) yra druskos nesudarantis oksidas. Maža azoto oksido koncentracija sukelia nedidelį apsinuodijimą (iš čia kilo pavadinimas - „juoko dujos“). Įkvėpus grynų dujų, greitai atsiranda girtumas ir mieguistumas. Azoto oksidas turi silpną narkotinį aktyvumą, todėl medicinoje jis vartojamas didelėmis koncentracijomis. Sumaišius su deguonimi, vartojant tinkamą dozę (iki 80% azoto oksido), sukelia chirurginę anesteziją.

Azoto oksido (I) molekulės struktūros negalima apibūdinti valentinių ryšių metodu. Kadangi azoto oksidas (I) susideda iš dviejų vadinamųjų rezonanso struktūrų, kurios transformuojasi viena į kitą:

Šiuo atveju galima nurodyti bendrą formulę, žyminčią kintančias rezonansinių struktūrų jungtis punktyrine linija:

Azoto oksido (I) galite gauti laboratorijoje, skaidydami amonio nitratą:

Cheminės azoto oksido (I) savybės:

1. Normaliomis sąlygomis azoto oksidas (I) yra inertiškas. Kaitinamas jis pasižymi oksidatoriaus savybėmis. Azoto oksidas (I) kaitinant oksiduoja vandenilį, amoniaką, metalus, sieros dioksidą ir kt. Šiuo atveju azotas paverčiamas paprasta medžiaga.

N₂O + Mg → N₂ + MgO

Kitas pavyzdys: azoto oksidas (I) kaitinant oksiduoja anglį ir fosforą:

2. Sąveikaujant su stipriais oksidatoriais N₂O gali pasižymėti redukuojančio agento savybėmis.

Pavyzdžiui, N₂O oksiduojamas permanganato tirpalu sieros rūgštyje:

Azoto oksidas (II)

Azoto oksidas (II) yra druskos nesudarantis oksidas. Normaliomis sąlygomis tai yra bespalvės nuodingos dujos, blogai tirpstančios vandenyje. Ore jis paruduoja dėl oksidacijos iki azoto dioksido. Skysti sunkiai; skystoje ir kietoje formoje yra mėlyna.

Gavimo metodai.

1. Laboratorijoje azoto oksidas (II) gaunamas veikiant praskiestą azoto rūgštį (30%) neaktyviems metalams.

Pavyzdžiui, veikiant 30% azoto rūgšties variui, susidaro NO:

Be to, NO galima gauti oksiduojant geležies (II) chloridą arba vandenilio jodidą azoto rūgštimi:

FeCl₂ + NaNO₃ + 2HCl → FeCl₃ + NaCl + NO + H₂O

2HNO₃ + 2HI → 2NO + I₂ + 2H₂O

2. Gamtoje azoto oksidas (II) susidaro iš azoto ir deguonies veikiant elektros iškrovai, pavyzdžiui, perkūnijos metu:

3. Pramonėje azoto oksidas (II) gaunamas kataliziškai oksiduojant amoniaką:

Cheminės savybės.

1. Azoto oksidas (II) oksidatoriais lengvai oksiduojamas.

Pavyzdžiui, jis degina deguonies atmosferoje:

Azoto oksidas (II) lengvai oksiduojamas chloru arba ozonu:

2NO + Cl₂ → 2NOCl

2. Esant stipresniems reduktoriams, jis pasižymi oksidatoriaus savybėmis. Azoto oksido (II) atmosferoje gali degti vandenilis, anglis ir kt.

Pavyzdžiui, azoto oksidas (II) oksiduoja vandenilį ir sieros dioksidą:

Azoto oksidas (III)

Azoto oksidas (III), azoto anhidridas yra rūgštinis oksidas. Dėl azoto, kurio oksidacijos būsena yra +3, jis pasižymi redukcinėmis ir oksiduojančiomis savybėmis. Stabilus tik esant žemai temperatūrai, suyra esant aukštesnei temperatūrai.

Gamybos metodai: žemoje temperatūroje galima gauti iš azoto oksidų:

Cheminės savybės:

1. Azoto oksidas (III) reaguoja su vandeniu ir sudaro azoto rūgštį:

2. Azoto oksidas (III) sąveikauja su bazėmis ir baziniais oksidais:

Pavyzdžiui, azoto oksidas (III) reaguoja su natrio hidroksidu ir natrio oksidu, kad susidarytų natrio nitritas ir vanduo:

Azoto oksidas (IV)

Azoto oksidas (IV) yra rudos dujos. Labai nuodinga! Už NE₂ būdingas didelis cheminis aktyvumas.

Gavimo metodai.

1. Azoto oksidas (IV) susidaro oksiduojant azoto oksidą (I) ir azoto oksidą (II) deguonimi arba ozonu:

2. Azoto oksidas (IV) susidaro veikiant koncentruotą azoto rūgštį neaktyviems metalams.

Pvz., Kai koncentruota azoto rūgštis veikia varį:

3. Azoto oksidas (IV) taip pat susidaro skaidant metalų nitratus, kurie elektrocheminio aktyvumo serijose yra dešinėje nuo magnio (įskaitant magnį) ir skaidant ličio nitratą.

Pavyzdžiui, skaidant sidabro nitratą:

Cheminės savybės.

1. Azoto oksidas (IV) reaguoja su vandeniu ir sudaro dvi rūgštis - azoto ir azoto:

Jei tirpstant NO₂ atliekamas vandenyje, kuriame yra deguonies perteklius, tada susidaro tik azoto rūgštis:

Kadangi azoto rūgštis yra nestabili, ištirpus NO₂ HNO susidaro šiltame vandenyje₃ ir ne:

Kaitinant išsiskiria deguonis:

2. Kai azoto oksidas (IV) ištirpsta šarmuose, susidaro nitratai ir nitritai:

Esant deguoniui, susidaro tik nitratai:

3. Azoto oksidas (IV) yra stiprus oksidatorius. Fosforas, anglis, siera dega azoto oksido (IV) atmosferoje, sieros oksidas (IV) oksiduojamas iki sieros oksido (VI):

4. Azoto oksidas (IV) dimerizuoja:

Azoto oksidas (IV)

N₂O_penki - azoto oksidas (V), azoto rūgšties anhidridas - rūgštinis oksidas.

Azoto oksido (V) gavimas.

1. Azoto oksidą (V) galima gauti oksiduojant azoto dioksidą:

2. Kitas būdas gauti azoto oksidą (V) yra azoto rūgšties dehidracija su stipria dehidratuojančia medžiaga, fosforo (V) oksidu:

Cheminės azoto oksido (V) savybės.

1. Ištirpęs vandenyje, azoto oksidas (V) sudaro azoto rūgštį:

2. Azoto oksidas (V), kaip tipiškas rūgštinis oksidas, reaguoja su bazėmis ir baziniais oksidais, kad susidarytų nitrato druskos.

Pavyzdžiui, azoto oksidas (V) reaguoja su natrio hidroksidu:

Kitas pavyzdys: azoto oksidas (V) reaguoja su kalcio oksidu:

3. Dėl azoto, kurio oksidacijos būsena yra +5, azoto oksidas (V) yra stiprus oksidatorius.

Pavyzdžiui, jis oksiduoja sierą:

4. Azoto oksidas (V) kaitinamas (sprogiai) lengvai suyra:

Azoto rūgštis

Molekulinė struktūra ir fizinės savybės

Azoto rūgštis HNO₃ Yra stiprus vienbazis rūgšties hidroksidas. Normaliomis sąlygomis bespalvis skystis ore, lydymosi temperatūra -41,59 ° C, virimo temperatūra +82,6 ° C (esant normaliam atmosferos slėgiui). Azoto rūgštis visomis proporcijomis maišosi su vandeniu. Iš dalies suyra šviesoje.

Azoto valentė azoto rūgštyje yra IV, nes V nėra azoto valentingumo. Šiuo atveju azoto atomo oksidacijos būsena yra +5. Taip atsitinka todėl, kad azoto atomas sudaro 3 mainų jungtis, o vienas donoro ir akceptoriaus ryšys yra elektronų poros donoras.

Todėl azoto rūgšties molekulės struktūrą galima apibūdinti rezonansinėmis struktūromis:

Pažymėkime papildomas jungtis tarp azoto ir deguonies punktyrine linija. Ši punktyrinė linija iš esmės žymi delokalizuotus elektronus. Pasirodo formulė:

Gavimo metodai

Laboratorijoje azoto rūgštį galima gauti įvairiais būdais:

1. Azoto rūgštis susidaro veikiant koncentruotą sieros rūgštį ant kietųjų metalų nitratų. Tuo pačiu metu mažiau lakios sieros rūgštis išstumia lakesnį azotą.

Pavyzdžiui, koncentruota sieros rūgštis išstumia azoto rūgštį iš kristalinio kalio nitrato:

2. Pramonėje azoto rūgštis gaunama iš amoniako. Procesas vykdomas etapais.

1 etapas. Katalizinis amoniako oksidavimas.

2 etapas. Azoto oksidas (II) oksiduojamas azoto oksidu (IV) atmosferos deguonimi.

3 etapas. Azoto oksido (IV) absorbcija vandeniu esant deguonies pertekliui.

Cheminės savybės

Azoto rūgštis yra stipri rūgštis. Dėl azoto, kurio oksidacijos būsena yra +5, azoto rūgštis pasižymi stipriomis oksidacinėmis savybėmis.

1. Azoto rūgštis beveik visiškai disocijuoja vandeniniame tirpale.

2. Azoto rūgštis reaguoja su baziniais oksidais, bazėmis, amfoteriniais oksidais ir amfoteriniais hidroksidais.

Pavyzdžiui, azoto rūgštis sąveikauja su vario (II) oksidu:

Kitas pavyzdys: azoto rūgštis reaguoja su natrio hidroksidu:

3. Azoto rūgštis išstumia silpnesnes rūgštis iš jų druskų (karbonatų, sulfidų, sulfitų).

Pavyzdžiui, azoto rūgštis sąveikauja su natrio karbonatu:

4. Azoto rūgštis iš dalies skaidoma virinant arba veikiant šviesai:

5. Azoto rūgštis aktyviai sąveikauja su metalais. Šiuo atveju vandenilis niekada neišleidžiamas! Kai azoto rūgštis sąveikauja su metalais, azotas +5 visada veikia kaip oksidatorius. Azotas oksidacijos būsenoje +5 gali būti redukuojamas iki oksidacijos būsenų -3, 0, +1, +2 arba +4, priklausomai nuo rūgšties koncentracijos ir metalo aktyvumo.

metalas + HNO₃ → metalo nitratas + vanduo + dujos (arba amonio druska)

Koncentruotas HNO su aliuminiu, chromu ir geležimi šaltyje₃ nereaguoja - rūgštis "pasyvina" metalus, nes ant jų paviršiaus susidaro oksidų plėvelė, nepralaidi koncentruotai azoto rūgščiai. Kaitinant reakcija vyksta toliau. Tokiu atveju azotas redukuojamas iki oksidacijos būsenos +4:

Auksas ir platina nereaguoja su azoto rūgštimi, bet ištirpsta aqua regia - koncentruotų azoto ir druskos rūgščių mišinyje santykiu 1: 3 (pagal tūrį):

HNO₃ + 3HCl + Au → AuCl₃ + NO + 2H₂O

Koncentruota azoto rūgštis sąveikauja su neaktyviais metalais ir vidutinio aktyvumo metalais (elektrocheminio aktyvumo eilėje po aliuminio). Tokiu atveju susidaro azoto oksidas (IV), azotas sumažėja minimaliai:

Koncentruota azoto rūgštis reaguoja su aktyviaisiais metalais (šarmais ir šarminėmis žemėmis) ir susidaro azoto oksidas (I):

Praskiesta azoto rūgštis sąveikauja su neaktyviais metalais ir vidutinio aktyvumo metalais (elektrocheminio aktyvumo serijoje po aliuminio). Taip susidaro azoto oksidas (II).

Praskiesta azoto rūgštis, veikdama aktyviuosius metalus (šarmus ir šarminę žemę), taip pat aliejų ir geležį, reaguoja su molekulinio azoto susidarymu:

Kai kalcis ir magnis reaguoja su bet kokios koncentracijos azoto rūgštimi (išskyrus labai praskiestas), susidaro azoto oksidas (I):

Labai praskiesta azoto rūgštis reaguoja su metalais ir susidaro amonio nitratas:

Lentelė. Azoto rūgšties sąveika su metalais.

6. Azoto rūgštis taip pat oksiduoja nemetalus (išskyrus deguonį, vandenilį, chlorą, fluorą ir kai kuriuos kitus). Sąveikaujant su nemetalais HNO₃ paprastai sumažėja iki NO arba NO₂, nemetalai oksiduojami iki atitinkamų rūgščių ar oksidų (jei rūgštis nestabili).

Pavyzdžiui, azoto rūgštis oksiduoja sierą, fosforą, anglį, jodą:

Bevandenė azoto rūgštis yra stiprus oksidatorius. Todėl jis lengvai sąveikauja su raudonu ir baltu fosforu. Reakcija su baltuoju fosforu yra labai smarki. Kartais tai lydi sprogimas.

Vaizdo įrašų apie fosforo sąveiką su bevandene azoto rūgštimi galite peržiūrėti čia.

Vaizdo medžiagą apie anglies sąveiką su bevandene azoto rūgštimi galite peržiūrėti čia.

7. Koncentruota azoto rūgštis oksiduoja sudėtingas medžiagas (kuriose yra neigiamos arba vidutinės oksidacijos būsenos elementų): metalo sulfidus, vandenilio sulfidą, fosfidus, jodidus, geležies (II) junginius ir kt.₂, nemetalai oksiduojami iki atitinkamų rūgščių (arba oksidų), o metalai oksiduojami iki stabilių oksidacijos būsenų.

Pavyzdžiui, azoto rūgštis oksiduoja sieros (IV) oksidą:

Kitas pavyzdys: azoto rūgštis oksiduoja vandenilio jodidą:

Azoto rūgštis oksiduoja anglį iki anglies dioksido. anglies rūgštis yra nestabili.

3C + 4HNO₃ → 3СО₂ + 4NO + 2H₂O

Siera oksidacijos būsenoje -2 oksiduojama nekaitinant iki paprastos medžiagos, kaitinant iki sieros rūgšties.

Pavyzdžiui, vandenilio sulfidas oksiduojamas azoto rūgštimi, nekaitinant iki molekulinės sieros:

Kaitinant iki sieros rūgšties:

Geležies (II) junginius azoto rūgštis oksiduoja iki geležies (III) junginių:

8. Azoto rūgštis nudažo baltymus oranžine geltona spalva („ksantoproteinų reakcija“).

Ksantoproteinų reakcija atliekama baltymams, turintiems aromatinių amino rūgščių, aptikti. Į baltymų tirpalą įpilame koncentruotos azoto rūgšties. Baltymai sutrumpinami. Kaitinant baltymai pagelsta. Pridedant amoniako perteklių, spalva tampa oranžine.

Vaizdo įrašų baltymų aptikimo naudojant azoto rūgštį vaizdo patirtį galite peržiūrėti čia.

Azoto rūgštis

Azoto rūgštis HNO₂ - silpna, vienbazė, chemiškai nestabili rūgštis.

Azoto rūgšties gavimas.

Azoto rūgštį galima lengvai išstumti iš nitritų stipresne rūgštimi.

Pavyzdžiui, druskos rūgštis išstumia azoto rūgštį iš sidabro nitrito:

AgNO₂ + HCl → HNO₂ + AgCl

Cheminės savybės.

1. Azoto rūgštis HNO ₂ egzistuoja tik praskiestuose tirpaluose, kaitinamas jis suyra:

be kaitinimo azoto rūgštis taip pat suyra:

2. Azoto rūgštis reaguoja su stipriomis bazėmis.

Pavyzdžiui, su natrio hidroksidu:

3. Dėl azoto oksidacijos būsenoje +3 azoto rūgštis pasižymi silpnomis oksidacinėmis savybėmis. Oksiduojančios HNO savybės₂ rodo tik sąveikaujant su stipriais reduktoriais.

Pavyzdžiui, HNO₂ oksiduoja vandenilio jodidą:

2HNO₂ + 2HI → 2NO + I₂ + 2H₂O

Azoto rūgštis taip pat oksiduoja jodidus rūgščioje aplinkoje:

Azoto rūgštis oksiduoja geležies (II) junginius:

4. Dėl azoto oksidacijos būsenoje +3 azoto rūgštis pasižymi stipriomis redukcinėmis savybėmis. Veikiant oksidatoriams, azoto rūgštis virsta azoto.

Pavyzdžiui, chloras azoto rūgštį oksiduoja į azoto rūgštį:

Deguonis ir vandenilio peroksidas taip pat oksiduoja azoto rūgštį:

Mangano (VII) junginiai oksiduoja HNO₂:

Azoto rūgšties druskos - nitratai

Metalo nitratai yra kietos kristalinės medžiagos. Dauguma jų labai gerai tirpsta vandenyje.

1. Nitratai yra nestabilūs ir visi jie skyla į deguonį ir junginį, kurio pobūdis priklauso nuo metalo (įeinančio į druską) padėties metalo įtempių serijoje:

• Šarminių ir šarminių žemių metalų nitratai (elektrocheminėse serijose iki Mg) skyla į nitritą ir deguonį.

Pavyzdžiui, natrio nitrato skaidymas:

Išimtis - ličio.

Vaizdo medžiagą apie kalio nitrato irimą galite peržiūrėti čia.

• Sunkiųjų metalų nitratai (nuo Mg iki Cu, įskaitant magnio ir vario) ir ličio skaidomi į metalo oksidą, azoto oksidą (IV) ir deguonį:

Pavyzdžiui, vario (II) nitrato skaidymas:

• Mažo aktyvumo metalų nitratai (Cu dešinėje) - suyra iki metalo, azoto oksido (IV) ir deguonies.

Pavyzdžiui, sidabro nitratas:

Išimtys:

Geležies (II) nitritas skyla į geležies (III) oksidą:

Mangano (II) nitratas skyla į mangano (IV) oksidą:

2. Vandeniniai tirpalai neturi redoksinių savybių, lydalai yra stiprūs oksidatoriai.

Pavyzdžiui, 75% KNO mišinys₃, 15% C ir 10% S vadinami juodaisiais milteliais:

Azoto rūgšties druskos - nitritai

Azoto rūgšties druskos yra stabilesnės nei pati rūgštis, ir jos visos yra nuodingos. Kadangi azoto oksidacijos laipsnis nitrituose yra +3, jie pasižymi ir oksidacinėmis savybėmis, ir redukcinėmis savybėmis.

Deguonis, halogenai ir vandenilio peroksidas oksiduoja nitritus iki nitratų:

Laboratoriniai oksidatoriai - permanganatai, dichromatai - taip pat oksiduoja nitritus iki nitratų:

Rūgščioje aplinkoje nitritai veikia kaip oksidatoriai.

Kai oksiduojasi jodidai arba geležies (II) junginiai, nitritai redukuojami iki azoto oksido (II):

Sąveikaujant su labai stipriais reduktoriais (aliuminiu arba cinku šarminėje terpėje), nitritai kiek įmanoma redukuojami - iki amoniako:

Nitratų ir nitritų mišinys taip pat pasižymi oksidacinėmis savybėmis. Pavyzdžiui, kalio nitrato ir kalio nitrito mišinys oksiduoja chromo (III) oksidą iki kalio chromato: