Азот (обща информация). Азот: характеристики, химични свойства, физични свойства, съединения, място в природата
Всеки знае: инертна азот. Често ще бъдем мрежи за него на елемент номер 7, който естествено: твърде скъпите разходи трябва да плащат за относителната си инертност, твърде много енергия, сили и означава, че трябва да похарчите за трансформацията си в жизненоважни съединения.
Но, от друга страна, не азот толкова инерт, в атмосферата ще има азотна реакция с кислород и живот на пасивна планета в тези форми, в които тя съществува, ще стане невъзможно. Растения, животни и ние буквално нарязани в потоците от неприемлив живот на оксиди и киселини. И "С цялото време" е в оксид и азотна киселина, ние се стремим да трансформираме по-голямата част от атмосферния азот. Това е един от парадоксите на елемента номер 7. (Тук авторът рискува да бъде обвинен в тривиалност, защото парадоксачът на азот или по-скоро неговите свойства се превърна в притча в градовете. И все пак ...)
Азот - изключителен елемент. Понякога изглежда, че колкото повече разберем за него, непонята става. Несъответствието на свойствата на елемента номер 7 беше отразено дори в неговото име, защото беше подведен дори такъв брилянтен химик като Антоан Лорейнер. Този лавуизиер предложи да се обади на азот от азот, след като не е първият и не е продължил и изследва да не поддържа дишане и изгаряне на въздуха. Според Lavoisier "азот" означава "безжизнен", а думата се произвежда от гръцката "а" - отричане и Zoé - живот.
Терминът "азот" все още е в лексикона на алхимиците, откъдето е взел назаем френския учен. Той имаше предвид някакъв вид "философски принцип", един вид кабалистично заклинание. Експертите твърдят, че ключът за дешифриране на думата "азот" е последната фраза от апокалипсиса: "Аз съм алфа и омега, началото и края, първият и последен ..." през средновековието, три езика Бяха особено почитани: латински, гръцки и иврит. И думата "азот" на алхимиците, съставени от първата буква "А" (A, Alfa, Aleph) и последните букви: "Зет", "Омега" и "Тов" на тези три азбуки. Така тази тайнствена синтетична дума означаваше "началото и края на всички".
Съвременният и сънародник Лавуизиер Ж. ГАПТЛ, НЕ КАПАСТИНГ ЛУКОВО, предложен да назовем елемента номер 7 от хибридното латино-гръцко име "азотеген", което означава "Selitra Roddant". Selitras - соли на азотна киселина, вещества, известни от древни времена. (За тях е напред.) Трябва да кажа, че терминът "азот" е корени само на руски и френски. На английски език, елемент № 7 - "азот", на немски - "Стоктън" (задушаване). Химичният символ на N е почит към азотерията на шапката.
Azot е отворен
Откриването на азота се приписва на ученика на прекрасния шотландски учен Джоузеф Черно Даниел Ръдърфорд, който през 1772 г. публикува тезата "на т.нар. Фиксиран и в мефитския въздух". Черният станал известен с експериментите си с "фиксиран въздух" - въглероден диоксид. Той установи, че след фиксиране на въглероден диоксид (свързване с алкалните), остава някакъв вид "не е фиксиран въздух", който се нарича "мефит" - разглезено - за не поддържане чрез изгаряне и дишане. Изследването на този "въздух" черно и предложи Ръдърфорд като дисертационна работа.
Почти по същото време, азотът е получен от К. Шелел, J. Priestli, G. Cavendish, а последният, следван от неговите лабораторни записи, проучи този газ преди Ръдърфорд, но, както винаги, не бързаше с публикуването на резултатите от неговите творби. Въпреки това, всички тези изключителни учени имаха много неясна представа за естеството на веществото, отворено от тях. Те бяха убедени привърженици на теорията на флогланата и свързаните с тях свойства на "мефитския въздух" с това въображаемо вещество. Само Лавуизиер, водещ обидно на флогестона, се убеди и убеждава другите, че газът, който нарича "безжизнен", - просто вещество, като кислород ...
Универсален катализатор?
Човек може само да познае какво е започнало "началото и края на всички" в алхимичния "азот". Но за един от "стартерите", свързани с елемента номер 7, можете да говорите сериозно. Азот и живот - понятията са неразделни. Поне когато биолозите, химиците, астрофизиката се опитват да разберат "началото започва" на живота, те със сигурност ще се изправят пред азот.
Атомите на земните химически елементи са родени в дълбините на звездите. Оттам е, от нощния блестящ и дневната светлина започва произходът на нашия земния живот. Това обстоятелство също означава английски астрофизист У. Фаулър, казвайки, че "всички сме ... ние сме част от звездата" ...
Star "Prah" азот възниква в най-сложната верига от термоядрени процеси, началният етап от който е превръщането на водород в хелий. Тази многоетажна реакция, която се приема на два начина. Един от тях, наречен цикъл на въглерод-азот, е пряко свързан с номер 7. Този цикъл започва, когато в звездното вещество, в допълнение към водородните ядра - протони, вече имат въглерод. Ядрото въглерод-12, закрепване на друг протон, се превръща в ядро \u200b\u200bна нестабилен азот-13:
12 6 C + 1 1 H → 13 7 N + y.
Но, чрез изпразване на позитрона, азотът отново става въглерод - се образува по-тежък изотоп 13 s:
13 7 N → 13 6 C + E + + y.
Такова ядро, приемане на допълнителен протон, се превръща в ядрото на най-често срещания изотоп в земната атмосфера - 14 N.
13 6 C + 1 1 H → 14 7 N + y.
Уви, само част от този азот се движи по пътека през Вселената. Под действието на протони на азот-14 се превръща в кислород-15, и той, от своя страна, като яде позитрон и гама Quantum, превръща се в друг азотен изотоп - 15 N:
14 7 N + 1 1 H → 15 8 O + y;
15 О → 15 7 n + e + + γ.
Земният азот-15 е стабилен, но той е в дълбините на звездата, податливи на ядрено разпад; След като ядрото 15 N ще вземе друг протон, ще има не само образуването на кислород 16 O, но и друга ядрена реакция:
15 7 N + 1 1 H → 12 6 C + 4 2 Той.
В тази верига на азотната трансформация - един от междинните продукти. Известен английски астрофизик Р.Й. Tayeiler пише: "14 n - изотоп, който не е лесен за изграждане. В цикъла на въглерод-азот се образува азот и въпреки че впоследствие отново се превръща в въглерод, но ако процесът продължава в неподвижен, азотът в веществото е по-голям от въглерод. Това, очевидно, основният източник 14 n "...
В умерено сложен въглероден дитром цикъл се проследяват любопитни модели. Въглерод 12 с играе ролята на един вид катализатор. Преценете, в крайна сметка няма промяна в броя на ядките от 12 C. азот, които се появяват в началото на процеса, изчезва в края на процеса ... и ако въглеродът в този цикъл е катализатор, тогава азотът очевидно е автокатализатор, т.е. Реакционният продукт катализира по-нататъшните си междинни етапи.
Не сме довели случайно тук за каталитичните свойства на елемента номер 7. Но звездата азот и жилищна субстанция предотвратяват тази функция? Катализатори на жизненоважни процеси - ензими и всички тях, както и повечето хормони и витамини, съдържат азот.
Азот в земната атмосфера
Животът е длъжен на много от азота, но и азот, поне атмосферен, е длъжен да не е толкова слънце, както и жизнения процеси. Поразителна непоследователност между съдържанието на елемент № 7 в литосферата (0.01%) и в атмосферата (75.6% тегловни или 78.09% по обем). Като цяло живеем в азотна атмосфера, умерено обогатена с кислород.
Междувременно, нито други планети на слънчевата система, нито като част от кометата или други обекти на студено пространство, бе открит свободен азот. Има съединения и радикали - CN *, NH *, NH * 2, NH *3, но азотът не е. Вярно е, че в атмосферата на Венера записва около 2% от азота, но тази цифра все още изисква потвърждение. Смята се, че в първичната атмосфера на земята на елемента номер 7 не е бил. Къде е във въздуха?
Очевидно атмосферата на нашата планета е първата от летливите вещества, образувани в дълбочините на Земята: Н2, Н20, СО2, СН4, NH3. Безплатен азот, ако е излязъл като продукт на вулканична активност, превърната в амоняк. Условията за това са най-подходящи: излишък на водород, повишени температури - повърхността на Земята все още не е охладена. Така че, това означава, че при първия азот присъства в атмосферата под формата на амоняк? Очевидно, така. Спомням си това обстоятелство.
Но имаше живот ... Владимир Иванович Вернадски твърди, че "земната газова черупка, нашият въздух, е да създадат живот". Това беше животът, който стартира невероятният механизъм на фотосинтеза. Един от крайните продукти на този метод - свободен кислород започна активно да се свързва с амоняк, освобождаващ молекулен азот:
CO 2 + 2N 2 OH → фотосинтеза → NSON + H2O + O2;
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6N 2 O.
Кислородът и азотът, както е добре известен, при нормални условия, взаимно не реагира, което позволява на земния въздух да поддържа "статуса на ЦВО" на състава. Имайте предвид, че значителна част от амоняка може да се разтвори във вода при образуването на хидросфера.
Днес основният източник на пристигане N 2 в атмосферата е вулканични газове.
Ако прекъсваме тройна връзка ...
След като унищожи неизчерпаемите резерви на свързания активен азот, дивата природа се поставя пред проблема: как да свързват азот. В свободно молекулярно състояние, той, както знаем, се оказа много инертна. Подобно на това е тройната химическа връзка на неговата молекула: n≡n.
Обикновено връзките на такава множественост от малък устойчив. Спомнете си класическия пример за ацетилен: ns \u003d ch. Тройното свързване на неговите молекули е много крехко, което обяснява невероятната химическа активност на този газ. Но азотът тук е ясна аномалия: тройната връзка образува най-стабилната от всички известни молекули на дуктомия. Трябва да придалите колосални усилия за унищожаване на тази връзка. Например, индустриалният синтез амоняк изисква налягане над 200 атм. и температури над 500 ° C и дори задължително присъствие на катализатори ... решаване на проблема с свързващия азот, природата трябваше да установи непрекъснато производство на азотни съединения чрез гръмотевичния метод.
Статистиката твърдят, че в атмосферата на нашата планета годишно разбиват трима повече от един милиард светкавица. Силата на индивидуалните изхвърляния достига 200 милиона киловат, а въздухът се отоплява (местно, разбира се) до 20 хиляди градуса. При такава чудовища температура кислородът и азотните молекули се разпадат до атоми, които лесно реагират помежду си, образуват крехък азотен оксид:
N2 + O 2 → 2NO.
Благодарение на бързото охлаждане (изпускането на светкавицата продължава десет хилядна част от секундата) азотният оксид не се разпада и безпрепятствен с въздушен кислород към по-стабилен диоксид:
2No + O 2 → 2NO 2.
В присъствието на атмосферна влага и капки дъжд, азотният диоксид се превръща в азотна киселина:
3NO 2 + Н20 → 2На 3 + не.
Така че, удряйки свежа гръмотевичен дъжд, имаме възможност да плуваме в слаб разтвор на азотна киселина. Проникването в почвата, атмосферната азотна киселина образува различни естествени торове със своите вещества. Азотът е фиксиран в атмосферата и фотохимика: абсорбира квантовата светлина, молекулата n 2 преминава в възбудено, активирано състояние и става в състояние да се свърже с кислород ...
Бактерии и азот
От почвата на азотните съединения попадат в растенията. Следваща: "Конете ядат овес" и хищници - тревопасни животни. Според хранителната верига има цикъл от вещество, включително елемент № 7. В същото време формата на промени в съществуването на азот, тя е част от все по-сложни и често много активни съединения. Но не само "неръждаема" азот пътува върху хранителни вериги.
В древността беше забелязано, че някои растения, по-специално бобови растения, могат да увеличат плодородието на почвата.
"... или как да промените годината, златните кихане зърнени култури
Където културата, събрана от полето, шумни шушулки,
Или където Вика нараства с финото с горчива лупина ... "
Къдрава: Това е пасищата на селското стопанство! Тези линии са взети от стихотворението на Виргил, написано преди около две хиляди години.
Може би първият, който е помислил защо бобовите растения водят до реколта от зърно, имаше френска агрохимия J. Bustengo. През 1838 г. той открива, че бобовете обогатяват почвата с азот. Зърнените култури (и много други растения) са изчерпани по суша, като се вземат по-специално през целия един и същ азот. Бушенго предложи листата на бобовите растения да абсорбират азот от въздуха, но това е заблуда. По това време беше немислимо да се предположи, че точката не е в самите растения, а в специални микроорганизми, които предизвикват образуването на възли на техните корени. При симбиоза с бобс, тези организми фиксират азотната атмосфера. Сега това е капиталова истина ...
В нашето време са известни много различни нитрогефикси: бактерии, актиномицети, дрожди и гъбички, синьо-зелени водорасли. И всички те доставят азотни растения. Но тук е въпросът: Как без специални разходи за енергия разделят инертната молекула N 2 микроорганизми? И защо някои от тях притежават тази най-полезна жизнена способност, а други не са? Дълго време остава загадка. Безшумен, без гръм и мълния механизъм на биологичното фиксиране на елемента № 7, бе разкрит едва наскоро. Доказано е, че пътят на елементарния азот в живо същество стана възможно благодарение на редуциращите процеси, по време на който азотът се превръща в амоняк. Решаващата роля се играе от ензима на нитрогеназата. Неговите центрове, съдържащи железни и молибденови съединения, активират азот за "докинг" с водород, който е предварително активиран от друг ензим. Така че от инертния азот се оказва много активен амоняк - първият стабилен продукт на биологичното азотфиксация.
Така се оказва! Първо, процесите на живот бяха прехвърлени в амонячна атмосфера в азот, а след това живот отново се превърна в азот в амоняк. Дали природата струва това "разбиване на копие"? Разбира се, защото така произхожда цикълът на елементът номер 7.
Оценете селитра и растеж на населението
Естествената фиксация на азот с гръмоотводи и почвени бактерии ежегодно дава около 150 милиона тона. Връзки на този елемент. Въпреки това, не всички свързани азот участват в цикъла. Част от него се извлича от процеса и депозит под формата на канализационни депозити. Най-богатият такъв склад беше чилийската пустиня на Атакам в подножието на Кордилър. Тук няма никакви дъждове от години. Но от време на време по склоновете на планините, силни дъждове, зачервяване на почвените връзки. Водните потоци в продължение на хилядолетия са депозирани надолу в разтворените соли, сред които Selitra е най-много. Водата се изпарява, остават соли ... така се появи най-голямото депозит на азотните съединения в света.
Друг известен немски химик Йохан Рудолф Глаубер, който е живял през XVII век, отбеляза изключителното значение на азотните соли за развитието на растенията. В своите писания, отразявайки цикъла на азотните вещества в природата, той използва такива изрази като "азотни сокове на почвата" и "Selitra - сол на плодородието".
Но естественият Селитра започва да се използва като тор само в началото на миналия век, когато те започнаха да развиват чилийски депозити. По това време това беше единственият значителен източник на асоцииран азот, който сякаш зависи от благосъстоянието на човечеството. За азотната индустрия тогава не може да бъде реч.
През 1824 г. английският свещеник Томас Малтус провъзгласи скандалната си доктрина, че населението расте много по-бързо от производството на храна. По това време отстраняването на чилийската селитра е само около 1000 тона годишно. През 1887 г. сънародник Малтус, известен учен Томас Хъксли прогнозира непосредствения край на цивилизацията поради "азотния глад", който трябва да дойде след развиващите се депозити на чилийската Селитра (нейното извличане до това време вече е било повече от 500 хиляди тона годишно).
След 11 години друг известен учен сър Уилям Крукс каза в британското общество да популяризира науките, които няма да преминат и половин век, как идва храносмилането, ако населението не намалява. Той също така твърди тъжната си прогноза, че "скоро пълно изчерпване на депозитите на Чилийската Селитра ще има" с всички получени последици.
Тези пророчества не оправдаха - човечеството не умре, но усвои изкуственото фиксиране на елемента № 7. Освен това, днес делът на естествения нитрат е само 1,5% от глобалното производство на вещества, съдържащи азот.
Като азот вързан
Азотните връзки хората знаеха как да получат преди много време. Същият Selitra беше приготвен в специални навеси - Селитриница, но този метод беше много примитивен. "Селектор, пришит от купчина тор, пепел, отпадъци, спиране на кожа, кръв, картофени върхове. Купките от тези две години се поливат с урина и се обръщат, след което се оформя рейд Selitra, "има описание на колческото производство в една стара книга.
Каменни въглища могат да служат като източник на азотни съединения, в които до 3% азот. Асоцииран азот! Този азот започна да подчертава въглищата, улавяйки амониевата фракция и преминавайки през сярна киселина.
Крайният продукт е амониев сулфат. Но това, като цяло, трохи. Трудно е дори да си представим какви ще се развият нашата цивилизация, тя не го решава навреме за индустриално приемлива атмосферна атзотна фиксация.
За първи път атмосферен азот завърза Шелела. През 1775 г. получава натриев цианид, нагряващ се в азотна атмосфера сода с въглища:
Na2C03 + 4C + N2 → 2NACN + 3SO.
През 1780 г. те бяха привлечени, че обемът на въздуха, затворен в съд, обърнат над вода, намалява, ако преминава електрическата искра през нея, а водата придобива свойствата на слабата киселина. Този експеримент беше, както знаем (те не са знаели това), моделът на естествения механизъм за фиксиране на азот. Четири години по-късно, календиш, прескачане на електрическо изхвърляне през въздуха, затворено в стъклена тръба с алкални, откриваше такст.
И въпреки че всички тези експерименти не могат да излязат извън границите на лабораториите, те се виждат за прототипа на промишлени методи за фиксиране на азот - цианамид и дъги, които се появяват в началото на XIX ... XX век.
Методът на цианамид е патентован през 1895 г. от германските изследователи А. Франк и Н. Каро. По този метод азотът при нагряване с калциев карбид се свързва с калциев цианамид:
CAC 2 + N2 → CA (CN) 2.
През 1901 г., синът на Франк, представящ идея, че цианамид калций може да служи като добър тор, по същество положител на това вещество. Растежът на асоциираната азотна индустрия допринесе за появата на евтина електроенергия. Най-обещаващият метод за фиксиране на атмосферен азот в края на XIX век. Беше се счита за дъга, с помощта на електрическо освобождаване. Скоро след изграждането на енергийната централа Ниагара, американците стартираха наблизо (през 1902 г.) първото дъгово растение. Три години по-късно в Норвегия е пусната в експлоатация, разработена от теоретична и специалист в изследването на северното осветление X. Birkeland и практикуващ инженер S. EID. Растенията от този тип са широко разпространени; Selitra, когото произвеждат, наречени норвежки. Въпреки това, потреблението на електроенергия в същия процес е изключително голямо и представлява до 70 хиляди киловат / час на тон на асоцииран азот и само 3% от тази енергия се използва директно до фиксация.
Чрез амоняк
Горепосовите методи за фиксиране на азот бяха подходи само до метода, който се появява малко преди първата световна война. Това е за него един американски популяризатор на науката Е. Слосон много остроумен: "Винаги е било казано, че британците доминират в морето, а французите на земята, германците остават само въздуха. Към тази шега германците се третират като сериозно и започнаха да използват въздушния царството, за да атакуват британския и френския ... Kaiser ... притежават целият флот от Zepelins и по такъв начин за фиксиране на азот, който не е известен друга нация. Параклините се спукаха като въздушни възглавници, но растения, които фиксират азот, продължават да работят и правят Германия независимо от Чили не само през войните, но и в мирно време "... ние говорим за синтеза на амоняк - основният процес на модерна асоциирана азотна индустрия.
Слозон изобщо не беше наред, казвайки, че методът за фиксиране на азот в амоняк не е известен никъде, освен Германия. Теоретичните основи на този процес бяха положени от френски и английски учени. Обратно през 1784 г., известният K. Bertolel установява състава на амоняк и изрази идеята за химическо равновесие на синтезните реакции и разлагането на това вещество. След пет години булевардът на У. Остин бе предприет от първия опит за синтезиране на NH3 на азот и водород. И накрая, френският химик А. Le Chatelier, ясно формулиращ принципа на подвижното равновесие, първият синтезиран амоняк. В същото време той прилага високо налягане и катализатори - гъба платина и желязо. През 1901 г. Le Chateel патентова този метод.
Проучванията върху синтеза на амоняк в началото на века бяха проведени и от Е. Стой и Аткинс в Англия. В техните експерименти тези изследователи бяха използвани като катализатори различни метали, по-специално мед, никел и кобалт ...
Но за да се създаде синтез на амоняк от водород и азот в индустриален мащаб за първи път, в Германия. Това е заслугата на известния химик Фриц Гаурър. През 1918 г. той е награден с Нобелова награда в химията.
Производствената технология на NH 3, разработена от германски учени, беше много различна от другото производство на времето. Тук за първи път се прилага принципът на затворен цикъл с непрекъснато действащо оборудване и използване на енергия. Окончателното развитие на технологията за синтез на амоняк е завършено от колега и приятел на Gaurera K. Bosch, който през 1931 г. също е награден с Нобелова награда - за разработването на методи за химически синтез при високо налягане.
По пътя на природата
Синтезът на амоняк стана друг модел на естествената фиксация на елемента № 7. Спомнете си, че микроорганизмите свързват азот в NH3. С всички предимства на процеса на Гауер - Бош, той изглежда несъвършен и обемист в сравнение с естественото!
"Биологичното фиксиране на атмосферния азот ... е определен парадокс, постоянно предизвикателство за химиците, един вид демонстрация на недостатъците на нашите знания." Тези думи принадлежат на съветски химици, които са. Вол и А. Шилов, който направи опит да се коригира молекулен азот при леки условия.
Първоначално имаше неуспехи. Но през 1964 г. в Института за елементарна връзка на USSR академията на науките на СССР, в лабораторията на Волпин, откритието е направено: в присъствието на преходни метални съединения - титан, ванадий, хром, молибден и желязо - елемент не , 7 се активира и при нормални условия образува всеобхватни съединения, разградени с вода до амоняк. Това са тези метали, които служат като центрове за фиксиране на азот в азотни ензими и отлични катализатори в производството на амоняк.
Скоро след това, канадските учени А. Алън и К. Зеноф, изследване на реакцията на хидразин N2H2 с три хлорид рутений, получил химичен комплекс, в който, отново в меки условия, азотът се оказа, че е свързан. Този резултат противоречи на обичайните идеи, които редакторите на списанието, където изследователите изпратиха статия с сензационно съобщение, отказаха да го отпечатат. В бъдеще съветските учени успяха да получат азот-съдържащи органични вещества в леки условия. Все още е твърде рано да се говори за индустриалните методи за меко химическо фиксиране на атмосферния азот, обаче, постигнато от успеха дава възможност да се предвиди предстояща революция в технологията на свързващия елемент № 7.
Съвременната наука не е забравена от стари начини за получаване на азотни съединения чрез оксиди. Тук основните усилия са насочени към разработване на технологични процеси, ускоряващи се разделянето на N2 молекулата към атомите. Най-обещаващите зони на азотното окисление са изгарянето на въздух в специални пещи, използването на плазмени факли, използването на ускорени електрони за тези цели.
Какво да се страхуваме?
Днес няма причина да се страхуваме, че човечеството някога ще има липса на азотни съединения. Промишленото фиксиране на елемент № 7 напредва невероятно темпо. Ако в края на 60-те години световното производство на асоциирания азот е 30 милиона тона., До началото на бъдещия век, по всяка вероятност ще достигне до един милиард тон!
Такива успехи не само моля, но и причиняват опасения. Факт е, че изкуственото фиксиране на N 2 и влизане в почвата на огромно количество азотни вещества е най-готината и значителна намеса на лице в естествен цикъл на веществата. Днес азотните торове са не само плодородителни вещества, но и замърсители на околната среда. Те се измиват от почвата в реките и езерата, причиняват вредни цветове на водните тела, се разпространяват с въздушни потоци на дълги разстояния ...
Подземната вода отнема до 13% от азот, съдържащ се в минерални торове. Азотните съединения, особено нитратите, са вредни за хората и могат да бъдат причина за отравяне. Тук имате азотен подавач!
Световната здравна организация (СЗО) прие максимално допустимата концентрация на нитратите в питейната вода: 22 mg / l за умерени ширини и 10 mg / l за тропиците. В СССР санитарните стандарти регулират съдържанието на нитрати във водата на водните обекти върху "тропическите" стандарти - не повече от 10 mg / l. Оказва се, че нитратите означават "двойно острие" ...
На 4 октомври 1957 г. човечеството отново се намеси в циркулацията на елемент № 7, протичащ в пространството "топка", пълна с азот - първият изкуствен сателит ...
Менделеев за азот
- Макар и най-активният, т.е. Най-лесно и често химически действащата част от въздуха около нас е кислород, но най-голямото му тегло, съдейки по обем и тегло, образува азот; А именно, азотният газ е повече от 3/4, макар и по-малко от 4/5 въздушни обеми. И тъй като азотът е малко по-лесен от кислород, теглото съдържанието на азот във въздуха е около 3/4 от цялата му маса. Въвеждането на такава значителна сума във въздуха, азот, очевидно, не играе особено видима роля в атмосферата, чийто химически ефект се определя главно в кислорода в него. Но правилната идея за азот се получава само когато научаваме, че в чист кислород животните не могат да живеят дълги, дори да умрат, и този въздушен азот, макар и само бавно и малко, образува различни съединения, част от които играят от решаващо значение роля в природата, особено в живота на организмите. "
Където се използва азот
Азотът е най-евтиният от всички газове, химически инертен при нормални условия. Той е широко използван в химическата технология за създаване на неокислителни среди. В лабораториите в азотната атмосфера има лесно окислителни връзки. Изключителните произведения на живопис понякога (в складове или по време на транспортиране) се поставят в херметични случаи, пълни с азот - за да се предпазят боите от влага и химически активни въздушни компоненти.
Значителна е ролята на азот в металургията и металообработването. Различни метали в стопеното състояние реагират на присъствието на азот по различни начини. Мед, например, е абсолютно инертен по отношение на азота, така че медните продукти често са заварени в струята на този газ. Магнезий, напротив, при изгаряне на въздух дава съединения не само с кислород, но и с азот. Така че да работят с магнезиеви продукти при високи температури, азотната среда не е приложима. Наситеността на титановата повърхност с азот дава метална сила и износоустойчивост - произвежда много издръжлив и химически инертен титанов нитрид. Тази реакция е само при високи температури.
С обикновена температура азотът активно реагира с един метал - литий.
Най-голямото количество азот отива при производството на амоняк.
Атрикционна анестезия
Широкото разпространение на физиологичната инертност на азота не е напълно правилно. Азотът е физиологично инертен при нормални условия.
При повишено налягане, например, когато се гмурните водолази, концентрация на разтворен азот нараства в протеини и особено на тъканите на тялото. Това води до така наречената нитратна анестезия. Diver изглежда е пиян: координацията на движенията е нарушена, страда от съзнанието. Всъщност, че причината за това - азот, учените най-накрая са убедени след експерименти, в които, вместо обикновен въздух, на скатера на водолаза се доставя хелий-кислородната смес. В същото време симптомите на анестезия изчезнаха.
Космически амоняк
Големите планети на Solar Saturn и Jupiter System се състоят, тъй като се смятат астрономите, отчасти от твърд амоняк. Амонякът замръзва при -78 ° С и на повърхността на Юпитер, например, средната температура е 138 ° С.
Амоняк и амоняк
В голямо семейство азот има странна връзка - амониев NH 4. В свободна форма, тя не се среща никъде, а в солите играят ролята на алкален метал. Името "амониев" предложено през 1808 г. известният английски химик Хъмфри Дейви. Латинската дума на амониева веднъж означава: сол от амоняк. Амониев район в Либия. Имаше храм на египетския бог на Амон, с чието име и нарече цялата област. Амониевите соли бяха направени в амониевите (преди всичко амоняк), изгарящи камилски тор. С разпадането на солите се получава газ, който сега се нарича амоняк.
От 1787 г. (през цялата година, когато терминът "азот" е приет), Комисията за химическата номенклатура даде на това име на газ амоняк (амоняк). Руски химик Ya.D. Захаров Това име изглеждаше твърде дълго, а през 1801 г. той изключваше две писма от него. Така се оказа амоняк.
Смехотворен газ
От петте азотни оксида, два са оксид (NO) и диоксид (№ 2) - откриват широки промишлени приложения. Два други - азотен анхидрид (N203) и азотен анхидрид (N2O5) - няма да се срещате често в лаборатории. Петият азотен оксид (N20). Той има много особен физиологичен ефект, за който често се нарича забавен газ.
Изключителният английски химик Хъмфри Дейви с този газ подредени специални сесии. Ето как описвам действието на скишките на азота. Един от съвременниците на Дейви: "Някои господа скочиха на масите и столовете, а други отприщиха езици, а третата открива аварийна склонност към струпеята."
Суифт се засмя напразно
Един изключителен сатир-сатир Джонатан бързо се подиграва с безплодието към съвременната наука. В "пътуванията на Gullyer", в описанието на Академията на Лагада, има такова място: "На негово разположение имаше две големи стаи, затрупани с най-невероятните цветове; Петдесет асистенти работят под негово ръководство. Някои сгъстиха въздуха в сухата тежка субстанция, изваждайки серията от нея ... "
Сега нитратът от въздуха е абсолютно реален. Ammonia NH 4 No 3 Selitra наистина прави въздух и вода.
Бактериите свързват азот
Идеята, че някои микроорганизми могат да свържат въздушния азот, първо се изпълнява руският физик П. Косович. Руски биохимик с.н. Първият се отделя от почвата един тип бактерии свързващ азот.
Растения
Дмитрий Николаевич Санидичников откри, че заводът, ако е получил възможността за избор, предпочита амоняк азотен нитрат. (Нитрати - соли на азотна киселина).
Важен окислител
Никтовата киселина HNO 3 е едно от най-важните окислители, използвани в химическата промишленост. Първият го приготви, действайки в сярна киселина върху Selitra, един от най-големите химици на XVII век. Йохан Рудолф Глаубер.
Сред съединенията, получени сега с азотна киселина, много абсолютно необходими вещества: торове, багрила, полимерни материали, експлозиви.
Двойна роля
Някои азотни съединения, използвани в агрохимия, изпълняват две функции. Например, Calcium цианамид е използван като обезлюден - вещество, което причинява падащите листа преди прибиране на реколтата. Но това свързване едновременно служи и тор.
Азот в Ядохимикати
Не всички вещества, които азотът влиза, допринасят за развитието на всички растения. Амининови соли на феноксиоцетни и трихлорофеноксиоцетни киселини - хербициди. Първият потиска растежа на плевелите по областите на зърнените култури, вторият се използва за пречистване на земите под пушня - унищожава малките дървета и храсти.
Полимери: от биологично до неорганично
Азотните атоми са част от много естествени и синтетични полимери - от протеин до капрон. В допълнение, азотът е съществен елемент от въглеродни черно, неорганични полимери. Неорганични гумени молекули - полифосфонитрил хлорид са затворени цикли, съставени от редуващи се азотни и фосфорни атоми, заобиколени от хлорни йони. Неорганичните полимери включват нитриди на някои метали, включително най-трудното от всички вещества - бор.
Азот
Н. (Азогений),
Химически елемент (при. Номер 7) подгрупи на периодичната система от елементи. Атмосферата на Земята съдържа 78% (около.) Азот. За да покажете колко големи азотни резерви, отбелязваме, че в атмосферата над всеки квадратен километър на земната повърхност има толкова много азот, че е възможно да се получат до 50 милиона тона натриев нитрат или 10 милиона тона амоняк (азотно съединение с амоняк (азот) Водород) и всичко това е малък дял от азота, съдържащ се в земната кора. Наличието на свободен азот показва неговата инерция и трудност на взаимодействието с други елементи при нормална температура. Свързаният азот е част от органични и неорганични вещества. Растителният и животинският свят съдържа азот, свързан с въглерод и кислород в протеините. В допълнение, нетрати, съдържащи неорганични съединения, такива като нитрати (NO3-), нитрити (NO2-), цианиди (CN-), нитриди (N3-) и азиди (N3-) и азиди (N3-), могат да бъдат получени в големи количества.
Историческа справка. Експериментите A. Lavoisier, посветени на изучаването на ролята на атмосферата за поддържане на процесите на живот и изгаряне, потвърди съществуването на относително инертна субстанция в атмосферата. Без да се инсталира елементарният характер на оставащия газ след изгарянето, Lavoisere го нарече AZOTE, който в древногръцка означава "безжизнен". През 1772 г. Д. Ренфорд от Единбург установи, че този газ е елемент и го нарича "вреден въздух". Името на латинския азот идва от гръцките думи Nitron и Gen, което означава "сортиране".
Цикъл на заключване на азот и азот. Терминът "азотна фиксиране" означава процес на свързване на атмосферен азот N2. В природата това може да се случи по два начина: или растенията бобови растения, като грах, детелина и соя, натрупват върху корените на възли, в които бактериите фиксиращи азот го превръщат в нитрати, или окисляването на атмосферния азотен кислород се появява в светкавичния диапазон . S.Arrenius установи, че по този начин е фиксиран до 400 милиона тона азот годишно. В атмосферата на азотни оксиди са свързани с дъждовна вода, образувайки азотна и азогенна киселина. Освен това беше установено, че с дъжд и сняг за всеки хектар земя пада. 6700 g азот; Достигайки почвата, те се превръщат в нитрити и нитрати. Растенията използват нитрати, за да образуват растителни протеинови вещества. Животните, които се хранят от тези растения, абсорбират протеинови вещества от растенията и ги превръщат в животински протеини. След смъртта на животните и растенията се появява тяхното разлагане, азотните съединения се превръщат в амоняк. Амонякът се използва по два начина: бактерии, които не образуват нитрати, го унищожават към елементи, подчертаващ азот и водород, а други бактерии образуват нитрити от него, които се окисляват от други бактерии към нитрати. По този начин, азотният цикъл се среща в природата или анимален цикъл.
Структурата на ядрото и електронните черупки. В природата има два стабилни азотни изотопа: с маса 14 (n съдържа 7 протони и 7 неутрона) и с маса номер 15 (съдържа 7 протони и 8 неутрона). Тяхното съотношение е 99,635: 0.365, така че азотната атомна маса е 14.008. Извършени са нестабилни азотни изотопи 12N, 13N, 16N, 17N са получени. Схематично електронната структура на азотния атом е такова: 1S22S22PX12PY12PZ1. Следователно, на външната (втора) електронна обвивка има 5 електрона, които могат да участват в образуването на химични връзки; Азотният орбитал може да получи и електрони, т.е. Възможно е да се образуват съединения с окислителна степен от (-III) до (v) и те са известни.
Вижте също изграждането на атома.
Молекулен азот. От определянето на плътността на плътността на газа, установено е, че азотната молекула е Dukhatomna, т.е. Молекулярната азотна формула има формата на NєN (или N2). В два азотни атома, три външни 2p електрона на всеки атом образуват тройна връзка: n ::: N:, формиране на електронни двойки. Измереното междумутежно разстояние N-N е 1.095. Както и в случая на водород (виж водород), има азотни молекули с различно ядрото, симетрично и антисиметрично. При нормална температура съотношението на симетрични и антисиметрични форми е 2: 1. Две модификации на азота са известни в твърдото състояние: A - кубичен и В - шестоъгълна с температура на преход А (R) В -23,39 ° С. Модификация В се топи при -209,96 ° С и се кипи при -195 , 78 ° C 1 atm (виж Таблица 1). Дисоциационната енергия на моленето (28.016 g или 6.023 х 10 23 молекули) на молекулен азот към атомите (N22N) е равна на приблизително -225 kcal. Следователно атомният азот може да бъде оформен с тих електрически разряд и е химически активен от молекулен азот.
Получаване и използване. Методът за получаване на азот на елемента зависи от необходимата му чистота. При огромни количества азот се получава синтез на амоняк, докато са разрешени малки примеси от благородни газове.
Азот от атмосферата. Икономично, освобождаването на азот от атмосферата се дължи на най-евтиния метод за втечняване на пречистен въздух (водни двойки, CO2, прах, други примеси се отстраняват). Последователни цикли на компресия, охлаждане и разширяване на такъв въздух водят до неговото втечняване. Течният въздух се подлага на фракционна дестилация по време на бавно повишаване на температурата. Първият е благородният газове, след това азот и остава течен кислород. Почистването се постига чрез множество процеси на фракциониране. Този метод произвежда много милиони тонове азот всяка година, главно за амонячен синтез, който е първоначалната суровина в производствената технология на различни азотни съединения за промишлеността и селското стопанство. В допълнение, пречистената азотна атмосфера често се използва, когато наличието на кислород е неприемливо.
Лабораторни методи. Азот в малки количества може да бъде получен в лабораторията по различни начини, окисляване на амоняк или амониев йон, например:
Много удобно за окисляването на амониев йон нитритен йон:
Известни са и други методи - разграждането на азидите при нагряване, разграждането на амоняк от мед (II), взаимодействието на нитрити със сулфаминова киселина или урея:
С каталитично разлагане на амоняк при високи температури можете също да получите азот:
Физически свойства. Някои физически свойства на азота са дадени в таблица. един.
Таблица 1. Някои физически свойства на азота
Плътност, g / cm3 0,808 (течност) точка на топене, ° С -209,96 точка на кипене, ° С -195,8 Критична температура, ° С -147,1 Критично налягане, ATMA 33.5 Критична плътност, г / см3 A 0.311 Специфични топлина, J / (молч) 14.56 (15 ° С) електричество от Paulonga 3 ковалентен радиус, 0.74 кристален радиус, 1.4 (m3-) йонизационен потенциал, wb
първите 14.54 секунди 29.60
но Температурата и налягането, при което азотната плътност на течността и газообразното състояние е една и съща.
б. Количеството енергия, необходима за отстраняване на първите външни и следните електрони, последвани от 1 mol атомен азот.
Химични свойства. Както вече беше отбелязано, преобладаващото свойство на азот при нормални условия на температура и налягане е неговото инерция или ниска химическа активност. Електронната структура на азота включва електронна двойка на ниво 2S и три наполовина напълнени 2P орбитал, така че един азотен атом може да се свърже с не повече от четири други атома, т.е. Неговият координационен номер е четири. Малкият размер на атома също ограничава броя на атомите или групите атоми, които могат да бъдат свързани с него. Ето защо, много съединения на други членове на подгрупата VA или изобщо са аналози сред азотните съединения, или подобни азотни съединения са нестабилни. Така че, PCL5 е стабилна връзка и NCL5 не съществува. Азотният атом може да се свърже с друг азотен атом, образувайки няколко достатъчно стабилни съединения, като N2H4 хидразин и MN3 метален азид. Този тип комуникация е необичаен за химични елементи (с изключение на въглерод и силиций). При повишени температури азотът реагира с много метали, образувайки частично нитриди MXNY. В тези съединения, азотът се зарежда отрицателно. В раздела. 2 показва степента на окисление и примери на съответните съединения.
Таблица 2. Степента на азотното окисление и съответните съединения
Степен на окислителни примери на съединения
-III амоняк NH3, амониев йон NH4 +, m3N2 -i нитриди хидразин N2H4 -i хидроксиламин NH2OH и натриев хипонитрит Na2N2O2, азотен оксид (I) N2O II азотен оксид (II) N0I азотен оксид (III) N2O3, натриев нитрит Nano2 IV \\ t Азот на оксид (IV) No2, димер N2O4 V азотен оксид (V) N205, азотна киселина HNO3 и неговите соли (нитрати) нитрид. Азотните съединения с повече електрически елементи, метали и неметали са нитриди, подобни на карбиди и хидриди. Те могат да бъдат разделени в зависимост от естеството на М-N връзката с йонната, ковалентна и с междинен вид комуникация. Като правило, това са кристални вещества.
Нитриди. Комуникацията в тези съединения включва прехода на електрони от метал до азот с образуването на N3-йон. Такива нитриди включват LI3N, Mg3N2, ZN3N2 и CU3N2. В допълнение към литий, други алкални метали IA подгрупа нитриди не се образуват. Йонни нитриди имат високи температури на топене, реагират с вода, образуват NH3 и метални хидроксиди.
Ковалентни нитриди. Когато азотните електрони участват в образуването на комуникация заедно с електрони на друг елемент, без да ги преминават от азот към друг атом, нитридите се образуват с ковалентна връзка. Водородните нитриди (например амоняк и хидразин) са напълно ковалентни, както и азотни халиди (NF3 и NCL3). Ковалентните нитриди включват, например, Si3N4, P3N5 и BN са много стабилни бели вещества, а BN има две алотропни модификации: шестоъгълна и диамантена. Последното се формира при високо налягане и температури и има твърдост близо до диамантената твърдост.
Нитриди с междинен тип комуникация. Преходните елементи в реакцията с NH3 при високи температури образуват необичаен клас съединения, при които азотните атоми се разпределят между редовно разположени метални атоми. В тези съединения няма ясно изместване на електрони. Примери за тези нитриди - FE4N, W2N, MO2N, MN3N2. Тези съединения обикновено са напълно инертни и имат добра електрическа проводимост.
Азотни водородни съединения. Азот и водород взаимодействат, образувайки съединения дистанционно приличащи на въглеводороди (виж също органична химия). Стабилността на азотните богове се намалява с увеличаване на броя на азотните атоми във веригата, за разлика от въглеводороди, които са стабилни и дълги схеми. Най-важните нитриди на водород - амоняк NH3 и хидразин N2H4. Те включват също атрогенна солна киселина HNNN (HN3).
Ammonia NH3. Амонякът е един от най-важните промишлени продукти на съвременната икономика. В края на 20-ти век Съединените щати произвеждат добре. 13 милиона тона амоняк годишно (по отношение на безводния амоняк).
Структурата на молекулата. NH3 молекулата има почти пирамида. H-N-H клетъчен ъгъл е 107 °, което е близо до величината на тетраедралния ъгъл от 109 °. Електронната електронна двойка е еквивалентна на приложената група, в резултат на това, броят на координацията на азота е 4 и азотът се намира в центъра на тетраедрон.
Липсва амоняк. Някои физически свойства на амоняк в сравнение с вода са показани в таблица. 3.
Таблица 3. Някои физически свойства на амоняк и вода
Температурите на кипене и топене в амоняк са много по-ниски от тази на водата, въпреки близостта на молекулярните маси и сходството на структурата на молекулите. Това се обяснява с относително по-голямата сила на междумолекулните връзки във водата, отколкото в амоняк (такава интермолекулна връзка се нарича водород).
Амоняк като разтворител. Високата диелектрична пропускливост и диполен момент на течен амоняк правят възможно използването му като разтворител за полярни или йонни неорганични вещества. Амонякът заема междинно положение между вода и органични разтворители като етилов алкохол. Металите на алкални и алкални зрения се разтварят в амоняк, образувайки разтвори за плътност. Може да се предположи, че превръщането и йонизацията на валентни електрона съгласно схемата се срещат в разтвор
Синият цвят е свързан със солвацията и електронното движение или с мобилност на "дупки" в течността. При висока концентрация на натрий в течен амоняк, разтворът взема бронзов цвят и се характеризира с висока електрическа проводимост. Неконсолизният алкален метал може да бъде изолиран от такъв разтвор чрез изпаряване на амоняк или добавяне на натриев хлорид. Решенията на металите в амоняк са добри редуциращи агенти. В течен амоняк се случва автоионизация
Подобно на процеса, който тече във вода
Някои химични свойства на двете системи се сравняват в таблица. 4. Течният амоняк като разтворител има предимство в някои случаи, когато е невъзможно да се извършват реакции във вода поради бързото взаимодействие на водните компоненти (например, окисление и възстановяване). Например, в течен амоняк калций реагира с КС1 с образуването на CaCl2 и K, тъй като CaCl2 е неразтворим в течен амоняк и до разтворим и реакцията протича напълно. Във вода, такава реакция е невъзможно поради бързото взаимодействие на CA с вода. Получаване на амоняк. Gaseous NH3 се освобождава от амониеви соли под действието на силна основа, например NaOH:
Методът е приложим в лабораторни условия. Малко производство на амоняк също се основава на нитридна хидролиза, като Mg3N2, вода. CACN2 калциев цианамид, когато взаимодейства с вода, също образува амоняк. Основният индустриален метод за получаване на амоняк е каталитичния синтез на него от атмосферен азот и водород при висока температура и налягане:
Водородът за този синтез се получава чрез термично напукване на въглеводороди, действието на водните пари за въглища или желязо, разлагане на алкохоли с вода или електролиза на вода. Синтезът на амоняк получи много патенти, характеризиращи се с условията на процеса (температура, налягане, катализатор). Има метод за промишлено производство с термична дестилация на въглища. Имената на Ф. Габер и К. Боша са свързани с технологичното развитие на синтеза на амоняк.
Химични свойства на амоняка. В допълнение към реакциите, споменати в таблица. 4, амоняк реагира с вода, образувайки NH3CHH2O съединение, което често погрешно се счита за амониев хидроксид NH4OH; В действителност, съществуването на NH4OH в разтвор не е доказано. Воден разтвор на амоняк ("амоняк алкохол") се състои главно от NH3, Н20 и малки концентрации на NH4 + и OH-йони, образувани по време на дисоциация
Главният герой на амоняк се обяснява с наличието на средна азотна двойка: NH3. Следователно NH3 е в основата на Lewis, която има най-високата нуклеофилна активност, проявяваща се под формата на асоциация с протон, или водороден атомно ядро:
Всяка йон или молекула, способна да приемат електронна двойка (електрофил съединение), ще взаимодействат с NH3, за да образуват фокусно съединение. Например:
Символът MN + представлява йонния йон на преходния метал (B-подгрупи на периодичната таблица, например, CU2 +, MN2 + и т.н.). Всеки протон (т.е. n-съдържащ) киселина реагира с амоняк във воден разтвор за образуване на амониеви соли, като амониев нитрат NH4N03, амониев хлорид NH4CI, амониев сулфат (NH4) 2SO4, амониев фосфат (NH4) 3PO4. Тези соли се използват широко в селското стопанство като торове за въвеждане на азот в почвата. Освен това амониевият нитрат се използва като евтин експлозив; За първи път се прилага с петролни горива (дизелово масло). Воден разтвор на амоняк се използва директно за въвеждане в почвата или напояване на водата. UREA NH2CONH2, получен чрез синтеза на амоняк и въглероден диоксид, също е тор. Газообразен амоняк реагира с метали от тип Na и K, за да образуват амиди:
Амонякът реагира с хидриди и нитриди и с образуването на амиди:
Амидите на алкални метали (например NANH2) реагират с N2O при нагряване, образувайки азид:
Газът NH3 намалява тежки метални оксиди на метали при високи температури, очевидно поради водород, произтичаща от амонячна разлагане на N2 и H2:
Водородните атоми в NH3 молекулата могат да бъдат заменени с халоген. Йодът реагира с концентриран NH3 разтвор, образувайки смес от вещества, съдържащи Ni3. Това вещество е много нестабилно и експлодира с най-малък механичен ефект. С реакцията на NH3SC12 се образуват хлорини NCL3, NHC12 и NH2C1. Когато са изложени на амоняк натриев хипохлорит NaOCL (оформен от NaOH и Cl2) крайният продукт е хидразин:
Хидразин. Горните реакции са метод за получаване на хидразинен монохидрат на състава на N2H4CH2O. Безводен хидразин се образува със специална дестилация на монохидрат с бао или други водни вещества. По свойства хидразин леко прилича на водороден пероксид H2O2. Чист безводен хидразин е безцветна хигроскопична течност, кипяща при 113.5 ° С; добре разтворим във вода, образувайки слаба основа
В кисела среда (Н +), хидразин форми разтворими хидразониум хидразония типове [] + x-. Лекотата, с която хидразин и някои от нейните производни (например метилхидразин) реагират с кислород, ви позволява да го използвате като компонент на течно ракетно гориво. Хидразин и всичките му производни са силно отровни. Азотни оксиди. В съединения с кислород, азотът проявява всички степени на окисление, образуващи оксиди: N2O, NO, N203, NO2 (N204), N2O5. Има оскъдна информация за образуването на азотни пероксиди (NO3, NO4). Азотният оксид (I) N20 (диазот моноксид) се получава с термично дисоциация на амониев нитрат:
Молекулата има линейна структура
N2O е доста инертна при стайна температура, но при високи температури могат да поддържат изгарянето на лесно окислителни материали. N2O, известен като "забавен газ", се използва за умерена анестезия в медицината. Азотният оксид (II) не е безцветен газ, е един от продуктите на каталитичното термично дисоциация на амоняк в присъствието на кислород:
Не се образува също с термично разлагане на азотна киселина или с медна реакция с разредена азотна киселина:
Не може да се получи чрез синтез на прости вещества (N2 и O2) при много високи температури, например в електрически разряд. В структурата на без молекулата има един несвратен електрон. Съединения с такава структура взаимодействат с електрически и магнитни полета. В течно или твърдо състояние, оксидът има син цвят, тъй като несвързаният електрон причинява частична асоциация в течно състояние и слаба димеризация в твърдо състояние: 2NO N2O2. Азотен оксид (III) N203 (азотен триоксид) - нитрат анхидрид: N203 + Н202Н02. Чист N2O3 може да бъде получен под формата на синя течност при ниски температури (-20 ° С) от еквимолекулна смес от NO и NO2. N2O3 е стабилен само в твърдо състояние при ниски температури (MSP. -102.3 ° C), в течно и газообразно състояние, тя се разлага отново на NO и NO2. Азотният оксид (IV) No2 (азотен диоксид) също има несвратен електрон в молекулата (виж над азотния оксид (II)). В структурата на молекулата се приема три електронна връзка, а молекулата показва свойствата на свободен радикал (един ред съответства на два сдвоени електрона):
No2 се получава чрез каталитично окисление на амоняк в излишък от кислород или окисление не на въздух:
както и реакции:
При стайна температура №2 газът е тъмен, има магнитни свойства поради наличието на несвратен електрон. При температури под 0 ° С, молекулата NO2 се димеризира до диазот тетраоксид, а при -9.3 ° С, диметризацията е напълно: 2N02N2O4. В течно състояние се извършва само 1% No2 и при 100 ° С остава под формата на димер от 10% N2O4. No2 (или N204) реагира в топла вода, за да образува азотна киселина: 3NO2 + H2O \u003d 2HNO3 + No. Следователно технологията NO2 е много значима като междинен етап на получаване на промишлен продукт - азотна киселина. Азотен оксид (V) N205 (сетра. Анхидрид на азотна киселина) - бяло кристално вещество, се получава чрез дехидратация на азотна киселина в присъствието на фосфорния оксид P4O10:
N2O5 лесно се разтваря във въздушна влага, повторно оформяне на HNO3. Свойствата на N2O5 се определят чрез равновесие.
N2O5 е добър окислител, лесно реагира, понякога бурно, с метали и органични съединения и в чистото си състояние, когато се нагрява експлодира. Вероятната структура на N2O5 може да бъде представена като
Азотни оккокюлети. Три оксокослоти са известни с азот: хипоазитичен H2N2O2, азотен HNO2 и азотен HNO3. Хипоазиотичната киселина H2N2O2 е много нестабилно съединение, образува се в неводна среда от тежка метална сол - хипонитрит под действието на различна киселина: M2N2O2 + 2HX2MX + H2N2O2. При изпаряване на разтвора се образува бял експлозив с предвидената структура H-O - N \u003d N-O-H.
Нитрогенната киселина HNO2 не съществува в неговата чиста форма, но водните разтвори на неговата ниска концентрация се образуват чрез добавяне на сярна киселина до бариев нитрит:
Азогенната киселина също се образува при разтваряне на еквимоларната смес NO и NO2 (или N203) във вода. Азобаготна киселина е малко по-силна от оцетната киселина. Степента на окисление на азот в нея е +3 (неговата структура H - O - N \u003d O), т.е. Може да бъде окислител и редуциращ агент. При действието на редуциращите агенти обикновено се свежда до не, и когато окислителите взаимодействат с окислители, той се окислява до азотна киселина. Скоростта на разтваряне на някои вещества, като метали или йодид йон, в азотна киселина зависи от концентрацията на азогенна киселина, присъстваща под формата на примеси. Азотните киселини - нитрити - добре разтварят във вода, с изключение на сребърен нитрит. Nano2 се използва при производството на багрила. HNO3 азотната киселина е един от най-важните неорганични продукти на основната химическа промишленост. Използва се в технологиите на много други неорганични и органични вещества, като експлозиви, торове, полимери и влакна, багрила, фармацевтични препарати и др.
Вижте също Химични елементи.
Литература
Azotchik Directory. М., 1969 Некрасов Б.в. Основи на общата химия. М., 1973 г. Фиксиращи проблеми. Неорганична и физическа химия. М., 1982.
Енциклопедията на Колли. - Отворено общество. 2000 .
Синоними:Гледайте какво е "азот" в други речници:
- (n) химически елемент, газ, без цвят, вкус и мирис; е 4/5 (79%) въздух; UD. Тегло 0,972; Атомно тегло 14; Завиват в течност при 140 ° С. и налягане 200 атмосфери; Композитна част от много растителни и животински вещества. Речник ... ... Речник на чужди думи на руския език
Азот - азот, химически. Елемент, sim. N (franz. Az), последователност номер 7, на. в. 14.008; Точка на кипене 195.7 °; 1 L A. При натискане 0 ° и 760 mm. Тежи 1,2508 g [лат. Азогений ("генериране на selitra"), то. StickStoff ("залепване ... ... ... Голяма медицинска енциклопедия
- (LAT. NITROGENIUM) N, химичен елемент V на периодичната група група, атомно номер 7, атомно тегло 14.0067. Името от гръцката негативна конзола и живота на Zoe (не поддържа дишането и изгарянето). Безплатният азот се състои от 2 атома ... ... Голям енциклопедичен речник
азот - m. Azote m. Араб. 1787. Lexis.1. Алхим. Метален метален метал Първо. SL. 18. Той постави парацел до края на света, предлагайки на всички за много разумната цена на своя лауданум и азот, за обратното на всичко възможно ... ... Исторически речник на руски език
- (атрогения), N, химичен елемент V на група периодична система, атомно номер 7, атомно тегло 14.0067; Газ, TKIP 195.80 sc. Азот Основният компонент на въздуха (78.09% по обем) е част от всички живи организми (в човешкото тяло ... ... ... Модерна енциклопедия
Азот - (атрогения), N, химичен елемент V на група периодична система, атомно номер 7, атомно тегло 14.0067; Газ, TKIP 195.80 ° C. Азот Основният компонент на въздуха (78.09% по обем) е част от всички живи организми (в човешкото тяло ... ... ... Илюстриран енциклопедичен речник
- (Chem. Знак n, атомно тегло 14) един от химичните елементи; безцветен газ, който няма миризма, без вкус; Много малко разтворим вход. Делът на това е 0.972. Pictite в Женева и Calute в Париж, управляван до азот, излагайки го на високо налягане ... Енциклопедия Брокхаус и Ефрон
В градината комплект за първа помощ от опитни градинари, кристалният железен енергичен е непременно присъствуващ, или железен сулфат. Подобно на много други химически лекарства, тя има свойства, които защитават културите на градината от множество вредители и вредители от насекоми. В тази статия нека поговорим за характеристиките на използването на настроение на желязо за преработка на градински растения от болести и вредители и други опции за неговото използване на парцела.
Имаше моменти, когато понятията за "дърво-градина", "родословно дърво", "колекционерско дърво", "много дърво" просто не съществуват. И възможно е да се види такова чудо само в домакинството "Мичуринцев" - хора, които са били разделени от съседите, гледайки градините си. Там на едно ябълково дърво, круша или слива не е била не само разнообразие от различни термини, но и разнообразие от цветове и размери. Отчаяно за такива експерименти не много, но само тези, които не се страхуват от многобройни изпитания и грешки.
Климатичните условия на нашата страна, за съжаление, не са подходящи за отглеждане на много култури без разсад. Здравите и силните разсад са гаранция за висококачествена реколта, на свой ред качеството на разсад зависи от няколко фактора: дори здравите семена могат да бъдат заразени с патогени, които се съхраняват дълго време на повърхността на семената и след сеитба , влизане в благоприятни условия, активирайте и засягат младите и бързите растения
В нашето семейство домати обичат много, така че повечето легла в къщата се дават точно под тази култура. Всяка година се опитваме да опитаме нови интересни сортове, а някои от тях идват и стават близки. В същото време, в продължение на много години на мрачни, ние вече сме създали набор от любими сортове, които се изискват да се приземят във всеки сезон. Ние, ние се шегуваме на такива домати, наричаме "специални" сортове - за пресни салати, сок, осоляване и съхранение.
Сняг все още не е успял да се стопи напълно, а неспокойните собственици на селски сайтове вече бързат да оценят предната част на работата в градината. И наистина го направи, има нещо. И може би най-важното е, че е необходимо да се мисли в началото на пролетта - как да се защити вашата градина от болести и вредители. Опитните градинари знаят, че тези процеси не могат да бъдат разрешени да оставят тези процеси, а закъснението и полагането на времето на обработка може значително да намалят културата и качеството на плодовете.
Ако сами приготвяте почвени смеси за отглеждане на закрити растения, тогава трябва да погледнете сравнително ново, интересно и по мое мнение, желаният компонент е кокосов субстрат. Всичко, вероятно, видя най-малко веднъж в живота на кокоса и неговата "шагоба", покрита с дълги влакна. От кокосови ядки (всъщност това е Kostyanka) правят много вкусни продукти, но черупката и влакната са били просто загуба на производство.
Пай с консерви от риба и сирене - идеята за прост обяд или вечеря за ежедневното или неделното меню. Тортата е предназначена за малко семейство от 4-5 души с умерен апетит. В това поставяне има всичко - както риба, картофи, и сирене, и хрупкава кора на тестото, като цяло, почти толкова затворена пица, само по-вкусна и по-лесна. Консервираната риба може да бъде всяка - скумрия, плаване, розова сьомга или сардини, да избере по ваш вкус. Такава торта се приготвя и с варена риба.
Фиг. Фиг, смокина - това са всички имена на едно и също растение, което ние упорито се свързваме със средиземноморския живот. Кой поне веднъж е опитал плода на смокините, знае какъв е вкусен. Но, освен нежен сладък вкус, те също са много полезни за здравето. И това е, което интересен детайл: Оказва се, че смокините - напълно непретенциозно растение. В допълнение, тя може успешно да се отглежда на парцела в средната лента или в къщата - в контейнера.
Вкусна сметана от морски дарове се подготвя малко по-малко от час, той се оказва нежен и сметана. Морските дарии избират на вашия вкус и портфейл, той може да бъде морски коктейл и кралски скариди и калмари. Приготвих супа с големи скариди и миди в мивката. Първо, тя е много вкусна, второ, красива. Ако готвите за празнична вечеря или вечеря, след това мидите в мивки и големи сурови скариди изглеждат в чиния с апетитни и красиви.
Много често отглеждането на разсад на домати се среща дори от опитни замърсявания. Някой, всички разсад са удължени и слаби, някой - внезапно започва да пада и умира. Това е, че е трудно да се поддържат идеални условия за отглеждане на разсад. Разсад на всички растения трябва да осигурят много лека, достатъчна влажност и оптимална температура. Какво друго трябва да знаете и спазвате отглеждането на домати разсад в апартамента?
Сортовете на домати от серията Altai са много популярни сред Gobblers поради сладкия им вкус, по-напомнящ вкуса на плода, а не на зеленчуци. Това са големи домати, теглото на всеки плод се равнява на средно 300 грама. Но това не е границата, има домати по-големи. Центърът на тези домати се характеризира със сок и кетурация с леко приятно маслодание. Можете да отглеждате отлични домати от серията Altai от семената "Агроуз".
В продължение на много години Алое остава най-подценяното вътрешно растение. И това не е изненадващо, защото широко разпространението на обикновеното алое през миналия век доведе до факта, че всичко забрави за други видове от това невероятно. Алое - растение, преди всичко декоративно. И с правилния избор на видове и разнообразие може да затъмнят всеки конкурент. В модерни флураруми и в конвенционалните саксии на алое, строго, красиво и изненадващо трайно растение.
Вкусен винегрет с ябълка и кисело зеле - вегетарианска салата от варени и охладени, сурови, Sauer, солени, кисели зеленчуци и плодове. Името се случи от френския сос от оцет, зехтин и горчица (винегрет). Винегрет се появи в руската кухня, не толкова отдавна, в началото на 19-ти век, рецепта е била заета в австрийска или германска кухня, тъй като съставките за австрийската салата за запечатване са много сходни.
Когато сънарядохме в ръцете на ярки саше със семена, после понякога подсъзнателно уверени, че имаме прототип на бъдещите растения. Психично разпределя своето място в цветното легло и предвиждаше заветния ден на появата на първия пъпка. Въпреки това, закупуването на семена не винаги гарантира, че в крайна сметка ще получите желаното цвете. Бих искал да обърна внимание на причините, в резултат на което семената не могат да се качат или да умрат в самото начало на покълването.
Дефиниция
Азот - седмия елемент от периодичната таблица. Обозначение - N от латински "атрогения". Разположен във втория период, VA Group. Се отнася до неметалам. Таксата на ядрото е 7.
Повечето от азота са в свободно състояние. Безплатният азот е основният компонент на въздуха, който съдържа 78.2% (около.) Азот. Неорганичните съединения на азота не са намерени в природата в големи количества, с изключение на натриев Nano 3 Selitra, образувайки мощни слоеве на тихоокеанското крайбрежие в Чили. Почвата съдържа незначителни количества азот, главно под формата на соли на азотна киселина. Но под формата на сложни органични съединения - протеини - азотът е част от всички живи организми.
Под формата на проста субстанция, азотът е безцветен газ, който не мирише и много малко разтворим във вода. Това е малко по-лесен въздух: масата от 1 литър азот е равна на 1.25 g.
Атомно и молекулно тегло на азот
Относителното атомно тегло на елемента се нарича съотношение на масата на атома на този елемент до 1/12 маса на въглеродния атом. Относителното атомно тегло е безразмерно и обозначава R (индексът "R" - първоначалната буква на английската дума роднина, което означава "относително" преведено). Относителната атомна маса на атомния азот е равна на 14.0064 AE.M.
Масите на молекулите, както и масата на атомите се експресират в атомни единици на масата. Молекулното тегло на веществото е масата на молекула, изразена в атомни единици на масата. Относителното молекулно тегло на веществото се нарича съотношение на масата на молекулата на това вещество до 1/12 маса на въглеродния атом, масата на която е 12 AE.M. Известно е, че азотната молекула е дуктоман - n 2. Относителното молекулно тегло на азотната молекула ще бъде равно на:
M r (n 2) \u003d 14.0064 × 2 ≈ 28.
Азотни изотопи
В природата азотът съществува под формата на две стабилни изотопи 14 N (99.635%) и 15 N (0.365%). Техните масови номера са равни на 14 и 15, съответно. Ядрото на азотен изотопен атом 14 N съдържа седем протони и седем неутрона и изотопа 15 n е същият брой протони и шест неутрона.
Има четиринадесет изкуствени азотни изотопи с масови номера от 10 до 13 и от 16 до 25, от които най-стабилният изотоп 13 NC полуживот, равен на 10 минути.
Азотни йони
На външното енергийно ниво на азотния атом има пет електрона, които са валентни:
1S 2 2S 2 2g3 3.
Схемата на структурата на азотния атом е представена по-долу: \\ t
В резултат на химичното взаимодействие на азот, той може да загуби своите валентни електрони, т.е. Да бъдеш донор и да се превърне в положително заредени йони или да приемат електрони на друг атом, т.е. Да бъде техният акцептор и да се превърне в негативно заредени йони:
N 0 -5e → n 2+;
N 0 -4e → n 4+;
N0 -3E → N3+;
N 0 -2e → n2 +;
N 0 -1e → n 1+;
N 0 + 1e → n 1-;
N 0 + 2e → n 2-;
N 0 + 3E → n 3-.
Молекула и азотен атом
Азотната молекула се състои от два атома - N2. Представяме някои свойства, характеризиращи атом и азотна молекула:
Примери за решаване на проблеми
Пример 1.
| Задачата | За образуването на амониев хлорид, 11.2 литра (N.O.) на газообразен амоняк и 11.4 литра (N.O.) хлорид. Каква е масата на използвания реакционен продукт? |
| Решение | Пишаме уравнението за реакцията на получаване на амониев хлорид от амоняк и хлорид: NH3 + НС1 \u003d NH4C1. Намерете броя на молците на изходните вещества: n (NH3) \u003d V (NH3) / V m; n (NH3) \u003d 11.2 / 22.4 \u003d 0.5 mol. n (НС1) \u003d V (NH3) / V m; n (НС1) \u003d 11.4 / 22.4 \u003d 0.51 mol. n (NH3) n (NH4C1) \u003d N (NH3) \u003d 0.5 mol. След това масата на амониевия хлорид ще бъде равна на: M (NH4C1) \u003d 14 + 4 × 1 + 35.5 \u003d 53.5g / mol. m (NH4C1) \u003d N (NH4C1) х (NH4C1); m (NH4Cl) \u003d 0.5 × 53,5 \u003d 26.75 |
| Отговор | 26.75 G. |
Пример 2.
| Задачата | 10.7 g амониев хлорид се смесват с 6 g калциев хидроксид и сместа се нагрява. Какъв газ и колко от него е разделен (п.)? |
| Решение | Напишете уравнение на реакцията на амониев хлорид с калциев хидроксид: 2NH4CL + Ca (OH) 2 \u003d CaCl 2 + 2NH3 - + 2H2O. Ние определяме кои от двата реагента са в излишък. За да направите това, ние ще изчислим броя им: M (NH4Cl) \u003d R (n) + 4 х а R (h) + a r (cl); M (NH4C1) \u003d 14 + 4 × 1 + 35.5 \u003d 53.5 g / mol. n (NH4C1) \u003d m (NH4C1) / m (NH4C1); n (NH4C1) \u003d 10.7 / 53.5 \u003d 0.1 mol. M (ca (ОН) 2) \u003d R (СА) + 2 х а R (Н) + 2 х а R (0); M (ca (oh) 2) \u003d 40 + 2 × 1 + 2 × 16 \u003d 42 + 32 \u003d 74 g / mol. n (ca (ОН) 2) \u003d m (СА (ОН) 2) / m (СА (ОН) 2); n (Ca (OH) 2) \u003d 6/74 \u003d 0.08 mol. n (ca (oh) 2) n (NH3) \u003d 2 × N (СА (ОН) 2) \u003d 2 × 0.08 \u003d 0.16 mol. След това масата на амоняка ще бъде равна: M (NH3) \u003d R (n) + 3 х а R (h) \u003d 14 + 3 х 1 \u003d 17 g / mol. m (NH3) \u003d N (NH3) х (NH3) \u003d 0.16 × 17 \u003d 2.72 Обемът на амоняка е: V (NH3) \u003d N (NH3) × V m; V (NH3) \u003d 0.16 × 22,4 \u003d 3.584 л. |
| Отговор | В резултат на реакцията, амонякът се образува с обем от 3584 литра и с тегло 2.72 g. |
(половин)
| Н. | 7 |
| 14,00674 | |
| 2S 2 2P 3 | |
| Азот | |
Азот, под формата на дуктомични молекули N2, е по-голямата част от атмосферата, където съдържанието му е 75.6% (тегловно) или 78.084% (по обем), т.е. около 3.87 · 10 15 тона.
Маса, разтворена в азот в хидросферата, като се има предвид, че се наблюдават едновременно процесите на разтваряне на азота на атмосферата във вода и освобождаването му в атмосферата, той е около 2 · 10 13 тона, в допълнение, приблизително 7 · 10 11 Тона азот се съдържат в хидросферата под формата на връзки.
Биологична роля
Азотът е елемент, необходим за съществуването на животни и растения, той е част от протеини (16-18 тегл.%), Аминокиселини, нуклеинови киселини, нуклеопротеини, хлорофил, хемоглобин и др. Като част от живите клетки според номера азотни атоми около 2%, по масова фракция - около 2,5% (четвърто място след водород, въглерод и кислород). В това отношение в живите организми се съдържа съществено количество асоцииран азот, "мъртвата органична" и диспергираното вещество на моретата и океаните. Това количество се оценява на около 1.9 · 10 11 т. В резултат на процесите на гниене и разлагане на азотсъдържащи органични, при спазване на благоприятни фактори на околната среда, натурални минерални депозити, съдържащи азот, като "чилийскиян" (натриев нитрат " примеси други връзки), норвежки, индийски selitras.
Цикъл на азот в природата
Цикъл на азот в природата
Фиксирането на атмосферния азот в природата се осъществява в две основни направления - абиогенични и биогенни. Първият път включва предимно азотни реакции с кислород. Тъй като азотът е химически много инертни, се изискват големи количества енергия за окисление (високи температури). Тези условия се постигат чрез мълния зауствания, когато температурата достигне 25 000 ° C и др. В същото време се появява образуването на различни азотни оксиди. Съществува също вероятност абиотичната фиксация да се появи в резултат на фотокаталитични реакции на повърхността на полупроводници или широколентови диелектрици (пустинен пясък).
Основната част от молекулярния азот (около 1.4 × 10 8 т / година) се определя по биотичен начин. Дълго време се смяташе, че само малък брой видове микроорганизми могат да свържат молекулен азот (макар и широко разпространен на повърхността на земята): бактерии Azotobacter. и Clostridium., бобови растения на нодула Ризобий, цианобактерии Анабаена., Nostoc. et al. Сега е известно, че много други организми във вода и почва имат тази способност, например, актиномицет в Olhi клубени и други дървета (само 160 вида). Всички те превръщат молекулен азот в амониевите съединения (NH4 +). Този процес изисква значителни разходи за енергия (за фиксиране на 1 g атмосферни азотни бактерии в нодулите на бобовите богове прекарват около 167.5 kJ, т.е. окисляват около 10 g глюкоза). По този начин се вижда взаимната полза от симбиоза на растенията и азот-фиксиращите бактерии - първо се осигурява от второто "място за живот" и доставя "горивото" - глюкоза, получена в резултат на фотосинтеза, вторият осигурява необходимия азот растения в храносмилащата им форма.
Azot под формата на амоняк и амониеви съединения, получени в биогенните азотни процеси, се окислява бързо до нитрати и нитрити (този процес се нарича нитрификация). Последните не са обвързани от растителни тъкани (и по-нататък върху хранителната верига на тревопасните и хищници), дълго остават в почвата. Повечето нитрати и нитрити са добре разтворими, така че те се измиват с вода и в крайна сметка попадат в световния океан (този поток се оценява при 2.5-8 · 10 7 т / година).
Азотът, включен в тъканите на растенията и животните, след тяхната смърт, амонификациите се подлагат на амонификации (разлагане на сложни съединения съединения с амоняк и амониеви йони) и денитрификация, т.е. освобождаването на атомния азот, както и неговите оксиди. Тези процеси се получават изцяло поради дейността на микроорганизмите в аеробни и анаеробни условия.
При отсъствието на човешка дейност процесите на свързване на азот и нитрификация са почти напълно балансирани чрез противоположни реакции на денитрификация. Отделен азот влиза в атмосферата от мантията с вулканични изригвания, частта е здраво фиксирана в почви и глинени минерали, в допълнение, изтичането на азот постоянно се извършва от горните слоеве на атмосферата в междупланетинното пространство.
Токсикология на азота и нейните съединения
Самият атмосферен азот е доста инертен, за да осигури пряко въздействие върху човешкото тяло и бозайници. Въпреки това, при повишено налягане, той причинява анестезия, интоксикация или задушаване (с липса на кислород); При бързото намаляване на налягането на азот причинява болест на Caisnon.
Много азотни съединения са много активни и често токсични.
Получаване
В лабораториите тя може да бъде получена чрез взаимодействие на разграждането на амониев нитрит:
NH 4 No 2 → N2 + 2H2O
Екзотермичната реакция идва с освобождаване от 80 kcal (335 kJ), затова се изисква охлаждане на съда, когато тече (въпреки че амониевият нитрит се нагрява в началото на реакцията).
Почти тази реакция се извършва чрез прибавяне на наситен разтвор на натриев нитрит в нагряващ наситен разтвор на амониев сулфат, в същото време амониевият нитрит незабавно се разлага в резултат на обменната реакция.
Освободеният газ е замърсен с амоняк, азотен оксид (I) и кислород, от който се пречиства, преминава през разтвори на сярна киселина, железен сулфат (II) и над студена медна меда. След това изсушен азот.
Друг лабораторен метод за производство на азот е нагряването на смес от калиев дихромат и амониев сулфат (в теглото 2: 1 съотношение). Реакцията върви по уравнения:
K2 CR2O 7 + (NH4) 2S04 \u003d (NH4) 2 CR2O7 + K2S04
(NH4) 2 CR2O7 → (t) CR2O3 + N2 + 4H2O
Най-чистят азот може да бъде получен чрез разлагане на метални азид:
2NAN 3 → (t) 2na + 3N 2
Така нареченият "въздух" или "атмосферен" азот, т.е. азотна смес с благородни газове, се получава чрез реакция на въздух с разделен кокс:
O 2 + 4N 2 + 2C → 2CO + 4N 2
Оказва се така наречения "генератор" или "въздух", газ - суровини за химически синтези и гориво. Ако е необходимо, азотът може да се разграничи от него, абсорбиращ въглероден оксид.
Молекулен азот в индустрията се получава чрез фракционна дестилация на течен въздух. Този метод може също да получи "атмосферен азот". Настройките на азот също се използват широко, които използват метода за разделяне на акредитирането и мембраната.
Един от лабораторните методи е да предава амоняк над меден оксид (II) при температура от ~ 700 ° C:
2NH 3 + 3CUO → N 2 + 3H2O + 3CU
Амонякът се взема от наситеното си решение при нагряване. Количеството на CUO е 2 пъти по-изчислено. Непосредствено преди употреба, азотът се пречиства от кислород и амонячни примеси върху мед и неговия оксид (II) (също ~ 700 ° С), след това се суши с концентрирана сярна киселина и суха буза. Процесът се случва доста бавно, но си струва: газът е много чист.
Имоти
Физически свойства
Оптична линейна емайл азотен спектър
При нормални азотни условия, това е безцветен газ, няма миризма, малко разтворим във вода (2.3 ml / 100 g при 0 ° С, 0.8 mL / 100 g при 80 ° С).
В течно състояние (темп. Кипяща -195,8 ° C) - безцветна, подвижна, като вода, течност. При контактуване с въздух абсорбира кислород от него.
При -209.86 ° С азотът преминава в твърдо състояние като снежна маса или големи снежни кристали. При контактуване с въздух абсорбира кислород от него, докато се топи, образувайки разтвор на кислород в азот.
Известни са три кристални модификации на твърд азот. В диапазона от 36.6,61 - 63.29 К има фаза β-N2 с шестоъгълна гъста опаковка, пространствена група P6 3 / mmc, Параметри на мрежата A \u003d 3.93 Å и C \u003d 6.50 Å. При температури под 36.61 до стабилна а-N2 фаза с кубична решетка, имаща пространствена група Pa3 или P2 1 3 и период А \u003d 5.660 Å. Под налягане над 3 500 атмосфери и температури под 83 k се образува шестоъгълната фаза на у-N2.
Химични свойства, молекулна структура
Азотът в свободното състояние съществува под формата на дикатомични молекули N2, чиято електронна конфигурация е описана с формулата ² ²Σ s * 2 π x, y 4 σ z², която съответства на тройната връзка между азотните молекули n≡ n (дължина на комуникацията d n≡n \u003d 0.1095 nm). В резултат на това азотната молекула е изключително издръжлива, за реакцията на дисоциация N 2 ↔ 2n Специфичната енталпия на образуването ΔH ° 298 \u003d 945 kJ, скоростта на реакцията константа до 298 \u003d 10-120, т.е. дисоциация на азотни молекули при нормални условия, практически не се среща (равновесие е почти напълно изместено вляво). Азотната молекула е неодратна и слабо поляриза, взаимодействащите сили между молекулите са много слаби, следователно при нормални условия, азотни газове.
Дори при 3000 ° С, степента на топлинна дисоциация N2 е само 0,1%, а само при температура от около 5000 ° С достига няколко процента (при нормално налягане). При високи слоеве на атмосферата има фотохимично дисоциация на молекули N2. В лабораторията можете да получите атомен азот, преминаване на газ N2 със силен разряд през полето на високочестотното електрическо разреждане. Атомният азот е много по-активен от молекулярното: по-специално при нормална температура, реагира със сив, фосфор, арсен и с редица метали, например, СО.
Благодарение на високата якост на азотната молекула, много от неговите съединения ендотермич, енталпият от тяхното образуване е отрицателно, а азотните съединения са термично слабо устойчиви и доста лесно се разлагат при нагряване. Ето защо азотът на земята е до голяма степен в свободно състояние.
Поради своята значителна инертност на азота, при нормални условия, само с литий реагира при нормални условия:
6li + n 2 → 2li 3 n,
когато се нагрява, той реагира с някои други метали и неметали, също образуване на нитриди:
3 mg + n 2 → mg 3 n2,
Нитрид на водород (амоняк) е най-голямото практическо значение:
Индустриално свързване на атмосферен азот
Азотните съединения са изключително широко използвани в химията, невъзможно е дори да се изброят всички зони, където се използва използването на вещества, съдържащи азот: това е промишлеността на тора, експлозиви, багрила, лекарства и т.н. Въпреки че колосалните количества азот са налични в буквалния смисъл на думата "извън въздуха", поради якостта на азотната молекула N 2, дълго време остава неразрешен проблем за получаване на съединения, съдържащи азот от въздуха; Повечето от азотните съединения бяха добити от нейните минерали, като чилийскиян. Въпреки това, намаляването на резервите на тези минерали, както и увеличаването на необходимостта от азотни съединения принудителна работа върху промишленото свързване на атмосферен азот.
Най-често е метод на амоняк за свързване на атмосферен азот. Реверсивна реакция на синтеза на амоняк:
3h2 + N2 ↔ 2NH3
екзотермичният (термичен ефект 92 kJ) и следователно се намалява с намаляване на обема, за да се измести равновесието вдясно в съответствие с принципа на Le Chatella - кафяв, е необходимо да се охлади сместа и високо налягане. Въпреки това, от кинетична гледна точка, температурното намаление е нерентабилно, тъй като скоростта на реакцията е силно намалена - вече при 700 ° С, скоростта на реакцията е твърде малка за практическото му използване.
В такива случаи се използва катализа, тъй като подходящият катализатор ви позволява да увеличите скоростта на реакция без промяна на баланса. В процеса на търсене на подходящ катализатор около двадесет хиляди различни връзки бяха претрупани. По свойства (каталитична активност, резистентност към отравяне, евтина), най-голямото приложение се получава с катализатор на основата на метално желязо с алуминиеви и калиев оксид примеси. Процесът води до 400-600 ° C и налягания от 10-1000 атмосфери.
Трябва да се отбележи, че при натиска над 2000 г. атмосферите на синтеза на амоняк от смес от водород и азот са с висока скорост и без катализатор. Например, при 850 ° C и 4500 атмосфери, продуктовата продукция е 97%.
Има още един, по-малък метод за индустриално свързване на атмосферен азот - метод на цианамид на базата на реакцията на калциевата карбид с азот при 1000 ° С. Реакцията се осъществява чрез уравнение:
CAC 2 + N2 → CACN 2 + C.
Реакцията е екзотермична, нейният термичен ефект 293 kJ.
Всяка година, от атмосферата на земята, се избира приблизително 1,10 тона азот. Подробности Процесът на производство на азот е изложен тук Graçis
Азотни съединения
Степента на окисление на азот в съединения -3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5.Азотните съединения към степента на окисление -3 са представени от нитриди, от които амонякът е почти най-важен;
Азотните съединения към степента на окисление -2 са по-малко характерни, представлявани от възникналите, от които най-важният перитрид на водород N2H4 или хидразин (има и изключително нестабилен перититрид на водород N2H2, DIIMIST);
Азотните съединения към окислителната степен -1 NH20HH (хидроксиламин) е нестабилна основа, наред с хидроксиламониевите соли, в органичен синтез;
Азотни съединения в степен на окисление от +1 азотен оксид (I) N2O (азот, който бърза, забавен газ);
Азотни съединения към окислителна степен от +2 азотен оксид (II) № (азотен оксид);
Азотни съединения към окислителната степен на +3 азотен оксид (III) N203, азогенна киселина, анионни производни No2-, азотен азот NF3;
Азотни съединения към окислителна степен от +4 азотен оксид (IV) No2 (азотен диоксид, кафяв газ);
Азотни съединения към степен на окисление от +5 - азотен оксид (V) N205, азотна киселина и неговите сол - нитрати и др.
Използване и приложение
Слаб течен азот в метална чаша.
Течният азот се използва като хладилен агент и за криотерапия.
Промишлените приложения на газообразен азот се дължат на инертните му свойства. Газообразен азотен огън и устойчивост на експлозия, предотвратява окисляването, гниенето. В нефтохимия азотът се използва за прочистване на резервоари и тръбопроводи, проверяващи тръбопроводи под налягане, увеличаване на производството на депозити. При минното дело азотът може да се използва за създаване на взривна среда в мините, за да се намали образуването на скали. При производството на електроника азотът се използва за прочистване на зони, които не позволяват наличието на окислителен кислород. Ако в процеса традиционно преминаването с използване на въздух, окисление или гниене са отрицателни фактори - азотът може успешно да замени въздуха.
Важна област на азотното приложение е използването му за по-нататъшен синтез на голямо разнообразие от съединения, съдържащи азот, като амоняк, азотни торове, експлозиви, багрила и др. Големи количества азот се използват в производството на кокс ("сух кокс. сушене ") по време на разтоварване на кокс на коксови батерии, както и за" предаване "гориво в ракети от резервоари в помпи или двигатели.
В хранително-вкусовата промишленост азотът е регистриран като хранителна добавка E941.Като газ сряда за опаковане и съхранение, хладилен агент и течен азот се използва за бутилиращи масла и негазирани напитки за създаване на свръхналягане и инертна среда в мек контейнер.
Течният азот често се демонстрира във филми като вещество, което може незабавно да замрази достатъчно големи предмети. Това е широко разпространена грешка. Дори за замразяване цветето е необходимо достатъчно време. Това се дължи отчасти с много нисък топлинен капацитет на азот. По същата причина е много трудно да се охлади, да речем, заключвате до -196 ° C и ги разделете с един удар.
Течен азотен литър, изпаряване и нагряване до 20 ° С, образува приблизително 700 литра газ. Поради тази причина течният азот се съхранява в специални съдове за десарова с вакуумна изолация на отворен тип или криогенни резервоари под налягане. По същия начин се основава принципът на пожарогасителен азот. След изпаряване, азотът измества кислород, необходим за изгаряне и огънят спира. Тъй като азотът, за разлика от вода, пяна или прах, просто изпарява и недостатъците, азотния пожарогасителен поток - най-ефективният механизъм за пожарогасене от гледна точка.
Замразяване с течен азот на живи същества с възможността за последващо размразяване на тяхното размразяване е проблематично. Проблемът се крие в невъзможността да се замрази (и размразяването) на създанието достатъчно бързо, така че недобростта на замразяването не засяга нейните жизнени функции. Станислав Lem, фантазирането на тази тема в фиаско книгата, излезе с аварийна система за замразяване с азот, в който маркучът с азот, чукайки зъбите си, влезе в устата на астронавта и изобилният поток от азот се сервира вътре в него.
Маркиране на цилиндри
Цилиндрите с азот са боядисани в черно, трябва да имат надпис на жълти и кафяви ивици (норми
Нови статии
- Упражнение за начинаещи футболисти
- Дълъг език при животни
- Алкохол: История
- Какво трябва да носи лейтенанти в армията и държавните органи на Русия
- Танци за загуба на тегло - видео уроци за начинаещи
- Танци и упражнения за загуба на тегло у дома
- 7 История на откриването на живо електричество
- Защо Циган никога не се нарича "цигани"
- Къде отиде циганката
- Урок за уроци по танци на корема
Популярни статии
- Стойността на броя PI. История на PI. ERA цифрови компютри
- Ремонт "три червени светлини" у дома Xbox 360 изгаря 3 червен огън
- Проект "RESET EPCESS" с водещата програма "Здраве" Малисшева отслабнете у дома в групата
- Ами ако кърмата има малко мляко: признаци на липса и начини за увеличаване на лактацията какво да правите, ако мама
- За какви знаци можете да разберете, че човек не обича и не иска жена?
- Какво да правя, ако човек не харесва, но се радва
- Масаж на краката на детската крака масаж на крака на детето 1 година
- Какви мечти за предателство на съпруга си в една мечта е стойността и интерпретацията на съня
- Какви мечти за бременност са неговите собствени жени
- Вomdilding у дома