Кисневі сполуки азоту

Азот утворює з киснем кілька сполук, в яких виявляє різні ступені окислення.
Існує закис азоту N2О, або, як її називають, «звеселяючий газ». У ній азот проявляє ступінь окислення + 1. У окису азоту NO азот проявляє ступінь окислення + 2, в азотистому ангідриді N2О3 – + 3, в двоокису азоту NО2 – +4, в пятиокиси азоту, або азотному
ангідриді, N2О5 – +5.
Закис азоту N2О – несолеобразующіе окисел. Це газ, досить добре розчинний у воді, але в реакцію з водою не вступає. Закис азоту в суміші з киснем (80% N2O і 20% О2) виробляє наркотизирующее дію і застосовується для так званого газового наркозу, перевага якого в тому, що він не має тривалого післядії.
Решта оксиди азоту сильно отруйні. Отруйна дія їх позначається зазвичай через кілька годин після вдихання. Перша допомога полягає в прийомі всередину великої кількості молока, вдиханні чистого кисню, потерпілому має бути забезпечений спокій.

■ 28. Перерахуйте можливі ступені окислення азоту і оксиди, що відповідають цим ступеням окислення.
29. Які заходи першої допомоги слід приймати при отруєннях оксидами азоту? (Див. Відповідь)

Найбільш цікавими і важливими оксидамиазоту є окис і двоокис азоту, які ми і будемо вивчати.
Окис азоту NО утворюється з азоту і кисню при сильних електричних розрядах. У повітрі під час грози спостерігається іноді утворення окису азоту, але в дуже невеликих кількостях. Окис азоту безбарвний газ, не має запаху. У воді окис азоту нерастворима, тому її можна збирати над водою в тих випадках, коли отримання ведеться лабораторним способом. У лабораторії окис азоту отримують з помірно концентрованої азотної кислоти дією її на мідь:
HNО3 + Сu → Cu (NO3) 2 + NO + Н2О
У цьому рівнянні самостійно розставте коефіцієнти.
Окис азоту можна отримати і іншими способами, наприклад в полум’ї електричної дуги:
N2 + O2 ⇄ 2NO.
У виробництві азотної кислоти окис азоту отримують каталітичним окисленням аміаку, про який говорилося в § 68, стр. 235.
Окис азоту є несолеобразующіе окислом. Вона легко окислюється киснем повітря і перетворюється при цьому в двоокис азоту NO2. Якщо окислення виробляти в скляній посудині, то безбарвна окис азоту перетворюється в бурий газ – двоокис азоту.

■ 30. При взаємодії міді з азотною кислотою виділилося 5,6 л окису азоту. Розрахуйте, скільки прореагувало міді і скільки утворилося солі. (Див. Відповідь)

Двоокис азоту NO2 – бурий газ з характерним запахом. Добре розчиняється у воді, так як реагує з водою з рівняння:
3NO2 + Н2O = 2HNO3 + NO
У присутності кисню можна одержати тільки азотну кислоту:
4NO2 + 2Н2О + O2 = 4HNO3
Молекули двоокису азоту NO2 досить легко з’єднуються попарно і утворюють чотириокис азоту N2O4 – безбарвну рідину, структурна формула якої.

Цей процес відбувається на холоді. При нагріванні чотириокис азоту знову переходить в двоокис.
Двоокис азоту – кислотний оксид, так як може реагувати з лугами, утворюючи сіль і воду. Однак внаслідок того, що атоми азоту в модифікації N2O4 мають різне число валентних зв’язків, при взаємодії двоокису азоту з лугом утворюються дві солі – нітрат і нітрит:
2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
Отримують двоокис азоту, як вже говорилося вище, окисленням окиси:
2NO + О2 = 2NO2
Крім того, двоокис азоту отримують дією концентрованої азотної кислоти на мідь:
Сu + 4HNO3 = Cu (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O
(конц.)
або краще прожарюванням нітрату свинцю:
2Pb (NO3) 2 = 2РbO + 4NO2 + О2

■ 31. Перелічіть способи отримання двоокису азоту, привівши рівняння відповідних реакцій. (Див. Відповідь)

32. Зобразіть схему будови атома азоту в ступені окислення +4 і поясніть, яким має бути його поведінка в окисно-відновних реакціях.
33. У концентровану азотну кислоту помістили 32 г суміші міді та окису міді. Зміст міді в суміші 20%. Який обсяг якого газу при цьому виділиться. Скільки грам-молекул солі при цьому виходить? (Див. Відповідь)

Посилання на основну публікацію