Контрольні запитання:

1. Наведіть структурну і молекулярну формулу аміаку.

2. Поясніть будову аміаку?

3. Які фізичні та хімічні властивості характерні для аміаку?

4. Наведіть оптимальні умови для промислового синтезу аміаку.

5. Де використовуються аміак і солі амонію?

6. Який об’єм аміаку витрачається для добування аміачної селітри масою 84 г, якщо вихід продукту реакції складає 85%.

7. Визначте який об’єм аміака необхідно розчинити за н.у. у воді масою 200 г, щоб отримати розчин нашатирного спирту з масовою часткою NH₃10%.

Література:

1. Данильченко В.Є., Фрадіна Н.В. Хімія. 10 – 11 класи: Навч. посібник. – Х.: Країна мрій™, 2003. - с. 23-24.

2. Хомченко Г.П. Химия. – М.: Высшая школа, 1981. – Ч. ІІ, Гл. 10, § 80, с. 94-96.

3. Стахеєв О.Ю. Хімія. Узагальнюючі схеми і таблиці. – Тернопіль.: «Богдан», 1998. – с. 28.

Тема 2.13. Сполуки Нітрогену

План

1. Оксиди Нітрогену.**

2. Нітратна кислота.**

3. Нітрати.*

1. Нітроген з Оксигеном утворює п’ять оксидів, в яких він виявляє різні ступені окиснення від +1 до +5. Різний кількісний склад оксидів і різна їх будова зумовлюють їх різні властивості. Усі оксиди Нітрогену дуже отруйні, за винятком нітроген (І) оксиду.

Оксид	Ступінь окиснення Нітрогену	Характер оксиду	Агрегатний стан	Добування
N2O	+1	Несолетворний	Безбарвний газ
NO	+2	Несолетворний	Безбарвний газ
N2O3	+3	Кислотний	Синя рідина	NO + NO2 = N2O3
NO2 N2O4	+4	Кислотний	Бурий газ Безбарвна тверда речовина	2NO + O2 = 2 NO2 2NO2↔ N2O4
N2O5	+5	Кислотний	Біла тверда речовина	2HNO3 + P2O5= N2O5 + 2HPO3

Хімічні властивості:

1) Нітроген (ІІ) оксид на повітрі легко окиснюється і переходить у бурий газ:

2NO + O₂ = 2NO₂

2) Нітроген (ІІІ) оксид взаємодіє з водою з утворенням нітритної кислоти:

N₂O₃ + H₂O = 2HNO₂

3) Нітроген (IV)оксид (бурий газ) взаємодіє з водою з утворенням двох кислот – нітратної і нітритної:

2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

За наявності надлишку кисню у воді утворюється тільки нітратна кислота:

Бурий газ, що міститься у відхідних газах („лисячий хвіст”), шкідливих для всього живого, тепер розкладають за допомогою каталізатора:

4) Нітроген (V) оксид взаємодіє з водою з утворенням нітратної кислоти:

2. Молекулярна формула нітратної кислоти HNO₃.

Структурна формула:

Валентність Нітрогену в нітратній кислоті дорівнює IV, а ступінь окиснення +5.

Фізичні властивості: Безводна нітратна кислота – безбарвна летка рідина з різким запахом, на повітрі „димить”, дуже добре розчиняється у воді, змішуючись з нею у будь-яких співвідношеннях.

Хімічні властивості: Нітратна кислота належить до сильних одноосновних кислот.

1) У водному розчині вона повністю дисоціює на йони:

2) взаємодіє з основними оксидами та основами:

3) взаємодіє з обмеженою кількістю солей, оскільки нітратна кислота хоч і сильна, але летка:

4) Розкладається під час нагрівання і під впливом світла:

5) Взаємодіє з металами. Як сильний окисник нітратна кислота окиснює майже всі метали (за винятком золота, платини та ін.). При цьому водень не виділяється, бо відновлюється Нітроген, а не Гідроген. Продукти відновлення можуть бути різні: NO₂ , NO, N₂O, N₂ або NH₃ , який з нітратною кислотою утворює сіль амоній нітрат.

Концентрована нітратна кислота не діє на залізо, хром, алюміній, платину, золото, тантал. З іншими важкими металами вона взаємодіє з утворенням NO₂:

З лужними та лужноземельними металами нітратна кислота відновлюється до нітроген (І) оксиду.

Розбавлена нітратна кислота не взаємодіє з платиною, золотом. З іншими важкими металами взаємодіє, утворюючи NO. Внаслідок взаємодії з лужними, лужноземельними металами, а також оловом і залізом утворюється амоній нітрат:

6) Взаємодіє з неметалами. Сірку вона окиснює до сульфатної кислоти, фосфор – до фосфатної, а сама відновлюється до NO (розбавлена) і до NO₂ (концентрована):

Добування: У лабораторії нітратну кислоту одержують дією концентрованої сульфатної кислоти на сухі нітрати:

У промисловості нітратну кислоту добувають аміачним способом, який складається з таких стадій:

І) окиснення амоніаку до NO:

ІІ) окиснення NO киснем повітря до NO₂:

ІІІ) поглинання NO₂ водою за наявності надлишку кисню:

Застосування: для виробництва добрив, барвників, пороху та інших вибухових речовин, пластмас, штучного волокна, лікарських препаратів, піно- та фотоплівки; як сильний окисник у самозаймистих ракетних паливах.

3. Нітрати – тверді кристалічні речовини з йонним типом зв’язку, добре розчиняються у воді, усі отруйні. Нітрати Калію, Натрію, Кальцію та амонію називають селітрами.

Характерною хімічною властивістю нітратів є їхня здатність розкладатися під час нагрівання (термоліз) з виділенням кисню (за винятком амоній нітрату, внаслідок термолізу якого кисень не утворюється). Продукти термолізу залежать від природи металу, який входить до складу солі, від його місця в ряду активності металів:

Якісна реакція на нітрати полягає у виділенні бурого газу NO₂ під час нагрівання з концентрованою сульфатною кислотою і міддю:

Нітрати можна добути дією нітратної кислоти на метали, оксиди металів, основи, амоніак, деякі солі тощо:

Застосування: Нітрати використовують у сільському господарстві як добрива, у піротехніці для виготовлення чорного пороху та вибухових речовин. Окрім того, натрій нітрат та калій нітрат також використовують у варінні скла і в харчовій промисловості для консервування продуктів.