Главная >> Химия 9 класс. Кузнецова

Глава 5. Подгруппа азота и ее типичные представители

Оксиды азота

Вы уже знакомы с этой реакцией, идущей при электрическом разряде или очень высокой температуре (около 3000 °С) (рис. 35).

NO образуется также при грозовом разряде в атмосфере. Статистика утверждает, что в атмосфере нашей планеты ежегодно вспыхивают три с лишним миллиарда молний. Мощность отдельных разрядов достигает 200 млн киловатт, а воздух разогревается при этом (локально) до 20 000 К, хотя разряд молнии длится десятитысячную долю секунды. При такой чудовищной температуре молекулы азота и кислорода разрываются на атомы, которые активно и легко соединяются друг с другом, образуя молекулы оксида азота (II). Молекулы NO быстро окисляются на воздухе до более стабильных молекул оксида азота (IV). Этот атмосферный процесс во многом помогает решать проблему связывания свободного азота (рис. 36).

В промышленности оксид азота (II) получают каталитическим окислением аммиака (вы уже знакомы с этой реакцией):

а также пропуская воздух (содержащий по объему 78% азота) через электрическую дугу.

Оксид азота (IV)

Оксид азота (IV), или диоксид азота, при обычных условиях — газ бурого цвета с характерным запахом. При температуре 21,3 °С он сжижается, а при температуре 9,3 °С превращается в бесцветную кристаллическую массу. Пары диоксида азота ядовиты! Вдыхание их приводит к отравлению, вредно действуя на сердце и легкие.

Диоксид азота способен к димеризации в N„04, т. е. к соединению двух молекул в одну.

Проблема. Чем объяснить склонность диоксида азота к димеризации, учитывая, что водородные связи в этом случае возникнуть не могут?

Оксид азота (IV) хорошо растворим в воде.

При растворении оксида азота (IV) в воде образуется смесь двух кислот: азотистой и азотной:

Демонстрационный опыт. Растворение оксида азота (IV) в воде. В цилиндр, заполненный NO, опущенный в чашку с водой, подведем газоотводную трубку от газометра с кислородом. Кислород порциями пропускается в цилиндр. Над водой образуется облачко бурого цвета (белый экран), которое быстро исчезает при одновременном поднятии уровня воды в цилиндре. Почему это происходит? Что образуется в процессе взаимодействия диоксида с водой? Вынем трубку газометра и закроем под водой цилиндр стеклом, вынем его из воды и перевернем. Отольем часть жидкости в стаканчик и добавим туда лакмус. Окраска его меняется на красную — образовалась кислота.

Диоксид азота является смешанным ангидридом азотистой и азотной кислот. Но азотистая кислота очень непрочная и при нагревании разлагается, а потому в теплой воде продуктами реакции будут азотная кислота и оксид азота (II):

Основные понятия

Оксид азота (II) • Оксид азота (IV)

Вопросы и задания

1. Какие оксиды характерны для азота и какие степени окисления он в них проявляет?

2. Охарактеризуйте свойства оксидов азота (II) и (IV). Чем они объясняются?

3. Определите массовые доли азота в оксидах азота(II) и (IV).

4. Запишите уравнение и составьте схему электронного баланса реакции диоксида азота с водой.

5. Дождевая вода в грозу содержит немного азотной кислоты. В результате каких процессов она образовалась? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

6. Напишите уравнения реакций следующих превращений и укажите условия их протекания:

NH₃ → NH₄Cl → NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃

7. Чем объяснить, что внесенная в атмосферу диоксида азота тлеющая лучинка вспыхивает, как в чистом кислороде, и что диоксид серы может окисляться этим веществом? Дайте аргументированное объяснение этих явлений.

8. Выберите правильный ответ. Оксид азота (IV) может взаимодействовать:

1) с хлоридом натрия; 2) кислородом;

3) соляной кислотой; 4) гидроксидом кальция.

<<< К началу параграфа