Pozycja azotu w układzie okresowym. Azot - Wielka Encyklopedia Radziecka. Azotki z pośrednim typem wiązania
AZOT, N (łac. Nitrogen * a. azot; n. Stickstoff; f. azot, azot; i. azoto), - pierwiastek chemiczny z grupy V układ okresowy Mendelejew, liczba atomowa 7, masa atomowa 14,0067. Odkryty w 1772 roku przez angielskiego odkrywcę D. Rutherforda.
Właściwości azotu
W normalnych warunkach azot jest gazem bezbarwnym i bezwonnym. Naturalny azot składa się z dwóch stabilnych izotopów: 14 N (99,635%) i 15 N (0,365%). Cząsteczka azotu jest dwuatomowa; atomy są połączone kowalencyjnym potrójnym wiązaniem NN. Zdefiniowana średnica cząsteczki azotu różne sposoby, 3,15-3,53 A. Cząsteczka azotu jest bardzo stabilna - energia dysocjacji wynosi 942,9 kJ/mol.
Azot cząsteczkowy
Stałe cząsteczkowe azotu: f topnienie – 209,86°C, f wrzenie – 195,8°C; Gęstość azotu gazowego wynosi 1,25 kg/m3, azotu ciekłego – 808 kg/m3.
Charakterystyka azotu
W stanie stałym azot występuje w dwóch postaciach: sześciennej formie a o gęstości 1026,5 kg/m3 i sześciokątnej formie b o gęstości 879,2 kg/m3. Ciepło topnienia 25,5 kJ/kg, ciepło parowania 200 kJ/kg. Napięcie powierzchniowe ciekłego azotu w kontakcie z powietrzem 8.5.10 -3 N/m; stała dielektryczna 1,000538. Rozpuszczalność azotu w wodzie (cm 3 na 100 ml H 2 O): 2,33 (0°C), 1,42 (25°C) i 1,32 (60°C). Zewnętrzna powłoka elektronowa atomu azotu składa się z 5 elektronów. Stopień utlenienia azotu waha się od 5 (w N 2 O 5) do -3 (w NH 3).
Związek azotu
W normalnych warunkach azot może reagować ze związkami metali przejściowych (Ti, V, Mo itp.), tworząc kompleksy lub ulegając redukcji do amoniaku i hydrazyny. Azot oddziałuje z aktywnymi metalami, na przykład po podgrzaniu do stosunkowo niskich temperatur. Azot reaguje z większością innych pierwiastków w wysokich temperaturach i w obecności katalizatorów. Związki azotu z: N 2 O, NO, N 2 O 5 zostały dobrze zbadane. Azot łączy się z C tylko w wysokich temperaturach i w obecności katalizatorów; wytwarza to amoniak NH3. Azot nie oddziałuje bezpośrednio z halogenami; dlatego wszystkie halogenki azotu otrzymuje się tylko pośrednio, na przykład fluorek azotu NF 3 - przez oddziaływanie z amoniakiem. Azot również nie łączy się bezpośrednio z siarką. Kiedy gorąca woda reaguje z azotem, powstaje cyjan (CN) 2. Pod wpływem wyładowań elektrycznych, a także podczas wyładowań elektrycznych w powietrzu, może powstać azot aktywny, będący mieszaniną cząsteczek i atomów azotu o zwiększonym zapasie energii. Aktywny azot oddziałuje bardzo energetycznie z tlenem, wodorem, parą i niektórymi metalami.
Azot jest jednym z najpowszechniejszych pierwiastków na Ziemi, a jego większość (około 4,10 15 ton) jest skoncentrowana w stanie wolnym w. Każdego roku aktywność wulkaniczna uwalnia do atmosfery 2,10 6 ton azotu. Niewielka część azotu jest skoncentrowana w (średnia zawartość w litosferze 1,9,10 -3%). Naturalnymi związkami azotu są chlorek amonu i różne azotany (saletra). Azotki azotu mogą powstawać tylko wtedy, gdy wysokie temperatury i ciśnienia, które najwyraźniej miały miejsce w najwcześniejszych stadiach rozwoju Ziemi. Duże nagromadzenia saletry występują tylko w suchym klimacie pustynnym (itp.). Niewielkie ilości związanego azotu występują w (1-2,5%) i (0,02-1,5%), a także w wodach rzek, mórz i oceanów. Azot kumuluje się w glebie (0,1%) i organizmach żywych (0,3%). Azot jest częścią cząsteczek białek i wielu naturalnych związków organicznych.
Cykl azotowy w przyrodzie
W przyrodzie istnieje cykl azotu, który obejmuje cykl molekularnego azotu atmosferycznego w biosferze, cykl azotu związanego chemicznie w atmosferze, cykl zakopanego materia organiczna azot powierzchniowy w litosferze i jego powrót do atmosfery. Azot dla przemysłu wydobywano dotychczas w całości z naturalnych złóż saletry, których ilość na świecie jest bardzo ograniczona. Szczególnie duże złoża azotu w postaci azotanu sodu występują w Chile; produkcja saletry w niektórych latach sięgała ponad 3 mln ton.
Azot jest dobrze znanym pierwiastkiem chemicznym, oznaczonym literą N. Pierwiastek ten jest być może podstawą chemii nieorganicznej, zaczyna się go szczegółowo badać w ósmej klasie. W tym artykule przyjrzymy się temu pierwiastkowi chemicznemu, a także jego właściwościom i rodzajom.
Historia odkrycia pierwiastka chemicznego
Azot to pierwiastek, który jako pierwszy wprowadził słynny francuski chemik Antoine Lavoisier. O tytuł odkrywcy azotu walczy jednak wielu naukowców, m.in. Henry Cavendish, Karl Scheele i Daniel Rutherford.
W wyniku eksperymentu jako pierwszy wyizolował pierwiastek chemiczny, ale nigdy nie zdawał sobie sprawy, że otrzymał prostą substancję. Opowiedział o swoich doświadczeniach, a także przeprowadził szereg badań. Priestleyowi prawdopodobnie również udało się wyizolować ten pierwiastek, jednak naukowiec nie mógł zrozumieć, co dokładnie otrzymał, więc nie zasłużył na miano odkrywcy. Karl Scheele przeprowadził te same badania w tym samym czasie co oni, ale nie doszedł do pożądanych wniosków.
W tym samym roku Danielowi Rutherfordowi udało się nie tylko pozyskać azot, ale także go opisać, opublikować rozprawę doktorską i wskazać główne Właściwości chemiczne element. Ale nawet Rutherford nigdy w pełni nie zrozumiał, co zyskał. Jednak to właśnie on uważany jest za odkrywcę, gdyż był najbliżej rozwiązania.
Pochodzenie nazwy azot
Z greckiego „azot” tłumaczy się jako „martwy”. To Lavoisier pracował nad zasadami nazewnictwa i zdecydował się tak nazwać pierwiastek. W XVIII wieku o tym elemencie wiedziano jedynie tyle, że nie wspomaga on oddychania. Dlatego przyjęto taką nazwę.
Po łacinie azot nazywany jest „nitrogenem”, co oznacza „rodzić saletrę”. Z język łaciński i pojawiło się oznaczenie azotu - litera N. Ale sama nazwa nie zakorzeniła się w wielu krajach.
Przewaga pierwiastka
Azot jest prawdopodobnie jednym z najpowszechniej występujących pierwiastków na naszej planecie, zajmującym czwarte miejsce pod względem liczebności. Pierwiastek występuje także w atmosferze Słońca, na planetach Uran i Neptun. Atmosfery Tytana, Plutona i Trytona zbudowane są z azotu. Ponadto atmosfera ziemska składa się z 78–79 procent tego pierwiastka chemicznego.
Azot pełni ważną rolę biologiczną, gdyż jest niezbędny do istnienia roślin i zwierząt. Nawet ludzkie ciało zawiera od 2 do 3 procent tego pierwiastka chemicznego. Zawiera chlorofil, aminokwasy, białka, kwasy nukleinowe.
Ciekły azot
Ciekły azot jest bezbarwną, przezroczystą cieczą i jest jednym ze stanów skupienia azot chemiczny szeroko stosowane w przemyśle, budownictwie i medycynie. Stosowany jest do zamrażania materiałów organicznych, urządzeń chłodniczych oraz w medycynie do usuwania brodawek (medycyna estetyczna).
Ciekły azot jest nietoksyczny i niewybuchowy.
Azot cząsteczkowy
Azot cząsteczkowy to pierwiastek występujący w atmosferze naszej planety i tworzący jego większość. Wzór azotu cząsteczkowego to N2. Taki azot reaguje z innymi pierwiastkami lub substancjami chemicznymi tylko w bardzo wysokich temperaturach.
Właściwości fizyczne
W normalnych warunkach pierwiastek chemiczny azot jest bezwonny, bezbarwny i praktycznie nierozpuszczalny w wodzie. Ciekły azot ma konsystencję zbliżoną do wody, jest równie przezroczysty i bezbarwny. Azot ma jeszcze jeden stan skupienia; w temperaturach poniżej -210 stopni zmienia się solidny, tworzy wiele dużych śnieżnobiałych kryształów. Pochłania tlen z powietrza.
Właściwości chemiczne
Azot należy do grupy niemetali i przejmuje właściwości od innych pierwiastki chemiczne z tej grupy. Ogólnie rzecz biorąc, niemetale nie są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego. Azot tworzy różne tlenki, takie jak NO (tlenek). NO, czyli tlenek azotu, jest środkiem zwiotczającym mięśnie (substancją, która znacznie rozluźnia mięśnie, nie powodując przy tym żadnych szkód ani innych skutków dla organizmu człowieka). Tlenki zawierające więcej atomów azotu, np. N 2 O, to gaz rozweselający o lekko słodkim smaku, stosowany w medycynie jako środek znieczulający. Z dwoma pierwszymi tlenek NO 2 nie ma jednak nic wspólnego, gdyż jest to dość szkodliwy gaz spalinowy, który zawarty jest w spalinach samochodowych i poważnie zanieczyszcza atmosferę.
Kwas azotowy, który składa się z atomów wodoru, atomów azotu i trzech atomów tlenu, jest mocnym kwasem. Jest szeroko stosowany w produkcji nawozów m.in robienie biżuterii, synteza organiczna, przemysł zbrojeniowy (produkcja materiały wybuchowe i syntezę substancji toksycznych), produkcji barwników, leków itp. Kwas azotowy jest bardzo szkodliwy dla organizmu ludzkiego, powoduje wrzody i oparzenia chemiczne na skórze.
Ludzie błędnie wierzą, że dwutlenek węgla to azot. W rzeczywistości, ze względu na swoje właściwości chemiczne, pierwiastek reaguje w normalnych warunkach tylko z niewielką liczbą pierwiastków. A dwutlenek węgla to tlenek węgla.
Zastosowanie pierwiastka chemicznego
Ciekły azot stosowany jest w medycynie do leczenia zimnem (krioterapia), a także w kuchni jako czynnik chłodniczy.
Pierwiastek ten znalazł szerokie zastosowanie również w przemyśle. Azot jest gazem odpornym na wybuch i ogień. Dodatkowo zapobiega gniciu i utlenianiu. Obecnie w kopalniach stosuje się azot, aby stworzyć środowisko przeciwwybuchowe. Gazowy azot jest stosowany w przemyśle petrochemicznym.
W przemyśle chemicznym bardzo trudno obejść się bez azotu. Służy do syntezy różnych substancji i związków, np. niektórych nawozów, amoniaku, materiałów wybuchowych i barwników. Teraz duża liczba azot służy do syntezy amoniaku.
W przemyśle spożywczym substancja ta jest zarejestrowana jako dodatek do żywności.
Mieszanka czy czysta substancja?
Nawet naukowcy z pierwszej połowy XVIII wieku, którym udało się wyizolować pierwiastek chemiczny, sądzili, że azot jest mieszaniną. Ale istnieje duża różnica między tymi koncepcjami.
Posiada cały szereg trwałych właściwości, takich jak skład, właściwości fizyczne i chemiczne. Mieszanina to związek zawierający dwa lub więcej pierwiastków chemicznych.
Wiemy już, że azot jest substancją czystą, ponieważ jest pierwiastkiem chemicznym.
Studiując chemię, bardzo ważne jest, aby zrozumieć, że azot jest podstawą całej chemii. Tworzy różne związki, które wszyscy spotykamy, w tym gaz rozweselający, gaz brunatny, amoniak i kwas azotowy. Nie bez powodu chemia w szkole zaczyna się od badania takiego pierwiastka chemicznego jak azot.
- azot - (Alchem.) Twórcza zasada w Naturze, większość które jest przechowywane w Świetle Astralnym. Symbolizuje ją figura przedstawiająca krzyż (por. Słownik teozoficzny
- Azot – Az'ot (miejsce ufortyfikowane) (Joz. 13:3; Jozuego 15:47; 1 Król. 5:1, 3.5-7; 1 Król. 6:17; 2 Kronik 26:6; Neh. 4: 7; Neh 13:23; Jer. 25:20; Am. 3: 9; Zach. 8:40) – jedno z pięciu głównych miast filistyńskich. Słownik biblijny Wikhlyantseva
- azot - azot m. Pierwiastek chemiczny, bezbarwny i bezwonny gaz stanowiący większość powietrza i będący jednym z głównych elementów odżywiania roślin. Słownik Efremowa
- AZOT - AZOT (łac. Azot) - N, pierwiastek chemiczny grupy V układu okresowego, liczba atomowa 7, masa atomowa 14,0067. Nazwa pochodzi od greckiego przedrostka a – negatywnego i zoe – życie (nie wspomaga oddychania i spalania). Duży słownik encyklopedyczny
- azot - Azot, pl. nie, m. [z gr. neg. a i zoe – życie]. Bezbarwny i bezwonny gaz występujący w powietrzu. || Pierwiastek chemiczny (chemiczny). Duży słownik obcojęzyczne słowa
- azot - Pożyczone z francuskiego język w XVIII wieku Franciszek. azote to nowa formacja chemika Lavoisiera (z greckiego „nie” i zōos „żyjący”). Azot dosłownie oznacza „nie dawać życia”. Zobacz zoologię z tym samym rdzeniem. Słownik etymologiczny Shansky'ego
- azot - AZOT -a; m. [francuski] azot z języka greckiego. an- - nie-, bez- i zōtikos - dający życie]. Pierwiastek chemiczny (N), bezbarwny i bezwonny gaz, który nie wspomaga oddychania i spalania (stanowi główną część powietrza pod względem objętości i masy... Słownik wyjaśniający Kuzniecowa
- azot - AZ’OT, azot, pl. bez męża (od greckiego minus a i zoe - życie). Bezbarwny i bezwonny gaz występujący w powietrzu. | Pierwiastek chemiczny (chemiczny). Słownik wyjaśniający Uszakowa
- Azot - I (znak chemiczny N, masa atomowa - 14) - jeden z pierwiastków chemicznych; bezbarwny gaz, który nie ma zapachu ani smaku; bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie. Jego ciężar właściwy wynosi 0,972. słownik encyklopedyczny Brockhausa i Efrona
- azot - AZOT, a, m. Pierwiastek chemiczny, gaz bezbarwny i bezwonny, główny część powietrze, które jest również częścią białek i kwasów nukleinowych. | przym. azotowy, aya, och i azotowy, aya, och. Kwasy azotowy, azotawy. Nawozy azotowe. Słownik wyjaśniający Ożegowa
- Azot – Aszdod (Aszdod), po raz pierwszy wspomniany w Jozuego 11:22 jako miasto Anakim. Później zostało wymienione wśród pięciu głównych filistyńskich miast-państw wraz z Gazą, Aszkelonem, Gat i Ekronem (Jozuego 13:3; 1 Sam. 6:17). wg. Jozuego 15:47... Encyklopedia biblijna Brockhausa
- Azot – (miejsce ufortyfikowane; Jozuego 11:22, 13:3, 15:47, Sędziów 1:18, Dzieje Apostolskie 8:40) – jedno z pięciu głównych miast Filistynów, na wschodnim brzegu Morze Śródziemne, pomiędzy Akron i Askalon, w 15 lub 20 językach angielskim. mil do wioski z Gazy. Encyklopedia biblijna Archimandryty. Nikeforos
- azot - AZOT (od greckiego przedrostka a, tutaj oznaczającego nieobecność i życie; łac. Azot, od nitrum - saletra i greckie gennao - rodzę, produkuję) N chemiczny. element V gr. układ okresowy, godz. N. 7, godz. m. 14.0067. Natura Encyklopedia chemiczna
- azot - -a, m. Pierwiastek chemiczny, bezbarwny i bezwonny gaz, który nie podtrzymuje spalania (stanowi główną część objętościową lub masową powietrza i jest jednym z głównych składników odżywiania roślin). [Francuski azot z języka greckiego. ’α- - nie-, bez- i ζωή - życie] Mały słownik akademicki
- azot - francuski - azot. Grecki – azoos (nieożywiony). Słowo „azot” stało się znane i używane w języku rosyjskim od XVIII wieku. jako naukowe określenie pierwiastka chemicznego, bezbarwnego gazu. Słownik etymologiczny Semenowa
- Azoth - Azōtus, Ἄζωτος miasto w Palestynie, blisko morza. Zostało zdobyte przez Psammetichusa z Egiptu (Hdt. 2.157), a także Jonatana Machabeusza, który je zniszczył. W 56 roku p.n.e. zostało ono wraz z innymi miastami ponownie wybudowane przez prokonsula Gabiniusza. A. w Starym Testamencie, n. Wieś Esdud. Słownik starożytności klasycznych
- azot - AZOT (od greckiego a- - przedrostek, oznaczający tutaj nieobecność i Joe - życie; łac. azot), N, chemiczny. pierwiastek, bezbarwny gaz. Podstawowy jego masa jest skoncentrowana w stanie wolnym w atmosferze. Słownik rolniczy
- azot - Azot/. Słownik morfemiczno-pisowniczy
- AZOT – AZOT (symbol N), bezbarwny i bezwonny pierwiastek chemiczny należący do V grupy układu okresowego. Odkryty w 1772 roku, zwykle występuje w postaci gazu. Jest głównym składnikiem atmosfery ziemskiej (78% objętości). Słownik naukowo-techniczny
- azot - orf. azot, -a Słownik pisowni Lopatina
- azot - Słowo to powstało sztucznie w 1787 roku, kiedy na nazwę tego gazu potrzebny był termin naukowy. Ponieważ gaz ten nie wspomaga oddychania i dlatego nazwa została ukuta... Słownik etymologiczny Kryłowa
- Azot - I Azot (azot, N) pierwiastek chemiczny z grupy V układu okresowego D.I. Mendelejew, jeden z najpowszechniejszych pierwiastków chemicznych w przyrodzie. Składa się ze wszystkich żywych organizmów... Encyklopedia medyczna
- Azot - N (łac. Nitrogen * a. azot; n. Stickstoff; f. azot, azot; i. azoto), - chemiczny. pierwiastek z grupy V jest okresowy. System Mendelejewa, at.sci. 7, godz. m. 14.0067. Otwarty w 1772 r badacz D. Rutherford. W normalnych warunkach A. Encyklopedia górska
- azot - Azot, azot, azot, azot, azot, azot, azot, azot, azot, azot, azot, azot Słownik gramatyczny Zaliznyaka
- azot - AZOT chemiczny m.in. podstawa, główny składnik saletry; saletra, saletra, saletra; Jest także głównym ilościowym składnikiem naszego powietrza (azot – 79 obj., tlen – 21). Azot, azot, azot zawierający azot. Słownik wyjaśniający Dahla
- azot - rzeczownik, liczba synonimów: 8 gaz 55 niemetal 17 azot 1 organogen 6 saletra 3 saletra 3 saletra 3 pierwiastek 159 Słownik rosyjskich synonimów
- azot - AZOT -a m.<�араб. 1787. Лексис.1. алхим. Первая материя металлов - металлическая ртуть. Сл. 18. Пустился он <�парацельс>na koniec świata, oferując każdemu swoje Laudanum i swoje Azoth za bardzo rozsądną cenę... Słownik galicyzmu języka rosyjskiego
Właściwości elementów podgrupy V-A
Element |
Azot |
Fosfor |
Arsen |
Antymon |
Bizmut |
Nieruchomość |
|||||
Numer seryjny elementu |
7 |
15 |
33 |
51 |
83 |
Względna masa atomowa |
14,007 |
30,974 |
74,922 |
121,75 |
208,980 |
Temperatura topnienia, C 0 |
-210 |
44,1 |
817 |
631 |
271 |
Temperatura wrzenia, C 0 |
-196 |
280 |
613 |
1380 |
1560 |
Gęstość g/cm 3 |
0,96 |
1,82 |
5,72 |
6,68 |
9,80 |
Stany utlenienia |
+5, +3,-3 |
+5, +3,-3 |
+5, +3,-3 |
+5, +3,-3 |
+5, +3,-3 |
1. Budowa atomów pierwiastków chemicznych
Nazwa chemiczny element |
Schemat budowy atomu |
Struktura elektronowa ostatniego poziomu energetycznego |
Wzór wyższego tlenku R 2 O 5 |
Wzór lotnego związku wodoru PRAWA 3 |
1. Azot |
N+7) 2) 5 |
…2s 2 2p 3 |
N2O5 |
NH 3 |
2. Fosfor |
P+15) 2) 8) 5 |
…3s 2 3p 3 |
P2O5 |
PH 3 |
3. Arsen |
As+33) 2) 8) 18) 5 |
…4s 2 4p 3 |
As2O5 |
AsH 3 |
4. Antymon |
Sb+51) 2) 8) 18) 18) 5 |
…5s 2 5p 3 |
Sb2O5 |
SbH 3 |
5. Bizmut |
Bi+83) 2) 8) 18) 32) 18) 5 |
…6s 2 6p 3 |
Bi2O5 |
BiH 3 |
Obecność trzech niesparowanych elektronów na zewnętrznym poziomie energii wyjaśnia, że w normalnym, niewzbudnym stanie wartościowość pierwiastków podgrupy azotu wynosi trzy.
Atomy pierwiastków podgrupy azotu (z wyjątkiem azotu - zewnętrzny poziom azotu składa się tylko z dwóch podpoziomów - 2s i 2p) posiadają wolne komórki podpoziomu d na zewnętrznych poziomach energii, dzięki czemu mogą odparować jeden elektron z s -sublevel i przenieś go na d-sublevel . Zatem wartościowość fosforu, arsenu, antymonu i bizmutu wynosi 5.
Pierwiastki grupy azotowej tworzą związki o składzie RH 3 z wodorem oraz tlenki typu R 2 O 3 i R 2 O 5 z tlenem. Tlenki odpowiadają kwasom HRO 2 i HRO 3 (oraz ortokwasom H 3 PO 4, z wyjątkiem azotu).
Najwyższy stopień utlenienia tych pierwiastków wynosi +5, a najniższy -3.
Ponieważ ładunek jądra atomowego wzrasta, liczba elektronów na poziomie zewnętrznym jest stała, liczba poziomów energii w atomach wzrasta, a promień atomu rośnie od azotu do bizmutu, przyciąganie elektronów ujemnych do jądra dodatniego słabnie i zwiększa się zdolność do utraty elektronów, a zatem w podgrupie azotu wraz ze wzrostem numeru seryjnego właściwości niemetaliczne maleją, a właściwości metaliczne rosną.
Azot jest niemetalem, bizmut jest metalem. Od azotu do bizmutu siła związków RH3 maleje, a siła związków tlenu wzrasta.
Do najważniejszych spośród pierwiastków podgrupy azotowej zaliczają się azot i fosfor .
Azot, właściwości fizyczne i chemiczne, otrzymywanie i zastosowanie
1. Azot jest pierwiastkiem chemicznym
N +7) 2) 5
1 s 2 2 s 2 2 p 3 niedokończony poziom zewnętrzny, P -element, niemetalowy
Ar(N)=14
2. Możliwe stany utlenienia
Ze względu na obecność trzech niesparowanych elektronów azot jest bardzo aktywny i występuje tylko w postaci związków. Azot wykazuje stopnie utlenienia w związkach od „-3” do „+5”
3. Azot - substancja prosta, budowa molekularna, właściwości fizyczne
Azot (z greckiego ἀ ζωτος - martwy, łac. Azot), zamiast dotychczasowych nazw („flogistykowane”, „mefityczne” i „zepsute” powietrze) zaproponowanych w 1787 Antoine’a Lavoisiera . Jak pokazano powyżej, już wtedy było wiadomo, że azot nie wspomaga ani spalania, ani oddychania. Ta właściwość została uznana za najważniejszą. Chociaż później okazało się, że wręcz przeciwnie, azot jest niezbędny dla wszystkich żywych istot, nazwa została zachowana w języku francuskim i rosyjskim.
N 2 – kowalencyjne wiązanie niepolarne, potrójne (σ, 2π), molekularna sieć krystaliczna
Wniosek:
1. Niska reaktywność w normalnej temperaturze
2. Gaz bezbarwny, bezwonny, lżejszy od powietrza
Pan ( B powietrze)/ Pan ( N 2 ) = 29/28
4. Właściwości chemiczne azotu
N – utleniacz (0 → -3) |
N – środek redukujący (0 → +5) |
1. Z metalami powstają azotki MX Nie - po podgrzaniu Mg i ziemia alkaliczna i alkalia: 3С a + N 2= Ca 3 N 2 (w t) - c Li w k t pokoju Azotki rozkładają się pod wpływem wody Ca 3 N 2 + 6H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3 2. Z wodorem 3 H 2 + N 2 ↔ 2 NH 3 (warunki - T, p, kat) |
N 2 + O 2 ↔ 2 NIE – Q (w t= 2000 C) Azot nie reaguje z siarką, węglem, fosforem, krzemem i niektórymi innymi niemetalami. |
5. Odbiór:
W przemyśle azot pozyskiwany jest z powietrza. W tym celu powietrze jest najpierw schładzane, skraplane, a ciekłe powietrze poddawane destylacji. Azot ma nieco niższą temperaturę wrzenia (–195,8°C) niż drugi składnik powietrza, tlen (–182,9°C), więc gdy ciekłe powietrze jest delikatnie podgrzewane, azot najpierw odparowuje. Azot gazowy dostarczany jest odbiorcom w postaci sprężonej (150 atm. lub 15 MPa) w czarnych butlach z żółtym napisem „azot”. Przechowuj ciekły azot w kolbach Dewara.
W laboratoriumczysty („chemiczny”) azot otrzymuje się przez dodanie nasyconego roztworu chlorku amonu NH 4 Cl do stałego azotynu sodu NaNO 2 po podgrzaniu:
NaNO2 + NH4Cl = NaCl + N2 + 2H2O.
Można również podgrzewać stały azotyn amonu:
NH 4 NO 2 = N 2 + 2H 2 O. EKSPERYMENT
6. Zastosowanie:
W przemyśle azot gazowy wykorzystywany jest głównie do produkcji amoniaku. Jako gaz obojętny chemicznie, azot służy do zapewnienia obojętnego środowiska w różnych procesach chemicznych i metalurgicznych podczas pompowania cieczy łatwopalnych. Ciekły azot jest szeroko stosowany jako czynnik chłodniczy; znajduje zastosowanie w medycynie, zwłaszcza w kosmetologii. Nawozy mineralne azotowe odgrywają ważną rolę w utrzymaniu żyzności gleby.
7. Rola biologiczna
Azot jest pierwiastkiem niezbędnym do istnienia zwierząt i roślin, którego jest częściąbiałka (16-18% wag.), aminokwasy, kwasy nukleinowe, nukleoproteiny, chlorofil, hemoglobina itp. W składzie żywych komórek liczba atomów azotu wynosi około 2%, a udział masowy około 2,5% (czwarte miejsce po wodorze, węglu i tlenie). Pod tym względem znaczna ilość związanego azotu zawarta jest w organizmach żywych, „martwej materii organicznej” i rozproszonej materii mórz i oceanów. Ilość tę szacuje się na około 1,9 · 10 · 11 ton. W wyniku procesów gnicia i rozkładu materii organicznej zawierającej azot, pod wpływem sprzyjających czynników środowiskowych, mogą powstawać naturalne złoża minerałów zawierających azot, np. „chilijskich”. saletra N 2 → Li 3 N → NH 3
Nr 2. Zapisz równania reakcji azotu z tlenem, magnezem i wodorem. Dla każdej reakcji utwórz wagę elektroniczną, wskaż utleniacz i reduktor.
Nr 3. Jedna butla zawiera azot, druga tlen, a trzecia dwutlenek węgla. Jak rozróżnić te gazy?
Nr 4. Niektóre gazy łatwopalne zawierają wolny azot jako zanieczyszczenie. Czy podczas spalania takich gazów w zwykłych kuchenkach gazowych może powstawać tlenek azotu(II)? Dlaczego?
(łac. Azot) pierwiastek chemiczny grupy V układu okresowego Mendelejewa, liczba atomowa 7, masa atomowa - 14,0067. Gaz bezbarwny, pozbawiony smaku i zapachu. Jeden z najczęstszych pierwiastków, główny składnik atmosfery ziemskiej (4*10^15 t). Słowo „azot” zaproponowane przez francuskiego chemika A. Lavoisiera pod koniec XVIII wieku ma korzenie greckie. „Azot” oznacza „bez życia” (przedrostek „a” to negacja, „zoe” to życie). Dokładnie tak myślał Lavoisier. Dokładnie w to wierzyli jego współcześni, m.in. szkocki chemik i lekarz D. Rutherford, który wyizolował azot z powietrza nieco wcześniej niż jego słynni koledzy – Szwed K. Scheele, Anglicy D. Priestley i G. Cavendish. Rutherforda w 1772 r opublikował rozprawę doktorską na temat tzw. „mafii”, czyli tzw. wadliwe powietrze, które nie wspomaga spalania i oddychania.
Nazwa " azot" wydawało się całkiem dokładne jak na nowy gaz. Ale czy tak jest? Azot rzeczywiście, w przeciwieństwie do tlenu, nie wspomaga oddychania i spalania. Jednak człowiek nie może przez cały czas oddychać czystym tlenem. Nawet pacjenci otrzymują czysty tlen tylko przez krótki czas. Na wszystkich stacjach orbitalnych na statkach kosmicznych Sojuz i Wostok kosmonauci oddychali zwykłym powietrzem atmosferycznym, składającym się prawie w 4/5 z azotu. Oczywiście nie jest to tylko neutralny rozcieńczalnik tlenu. Jest to mieszanina azotu i tlenu, która jest najbardziej akceptowalna do oddychania przez większość mieszkańców naszej planety.
Czy można nazwać ten element martwym? Czym żywią się rośliny dodając nawozy mineralne? Przede wszystkim związki azotu, potasu i fosforu. Azot wchodzi w skład niezliczonych związków organicznych, w tym tak ważnych jak białka i aminokwasy.
Względna obojętność tego gazu jest niezwykle użyteczna dla ludzkości. Gdyby była bardziej podatna na reakcje chemiczne, atmosfera ziemska nie mogłaby istnieć w formie, w jakiej istnieje. Silny utleniacz, tlen, reaguje z azotem, tworząc toksyczne tlenki azotu. Gdyby jednak azot był naprawdę gazem obojętnym, takim jak na przykład hel, wówczas ani produkcja chemiczna, ani wszechpotężne mikroorganizmy nie byłyby w stanie związać azotu atmosferycznego i zaspokoić zapotrzebowania wszystkich żywych istot na związany azot. Nie byłoby amoniaku, kwasu azotowego, niezbędnych do produkcji wielu substancji, nie byłoby ważnych nawozów. Na Ziemi nie byłoby życia, ponieważ azot jest częścią wszystkich organizmów. Za akcję azot stanowi znaczną część masy ciała człowieka.
Dość powszechnie stosuje się azot elementarny, niezwiązany. Jest to najtańszy z gazów, w zwykłych warunkach chemicznie obojętny, dlatego w tych procesach metalurgii i wielkiej chemii, gdzie konieczne jest zabezpieczenie związku aktywnego lub stopionego metalu przed oddziaływaniem z tlenem atmosferycznym, powstają atmosfery ochronne czysto azotowe. Substancje łatwo utleniające się przechowywane są w laboratoriach pod osłoną azotu. W metalurgii powierzchnie niektórych metali i stopów nasyca się azotem, aby nadać im większą twardość i odporność na zużycie. Na przykład powszechnie znane jest azotowanie stali i stopów tytanu.
Ciekły azot(temperatury topnienia i wrzenia azotu: -210°C i -196°C) stosowane są w urządzeniach chłodniczych. Mały reaktywność azotu tłumaczy się przede wszystkim strukturą jego cząsteczki. Podobnie jak większość gazów (z wyjątkiem gazów obojętnych), cząsteczka azotu składa się z dwóch atomów. W tworzeniu wiązania między nimi biorą udział trzy elektrony walencyjne z zewnętrznej powłoki każdego atomu. Aby zniszczyć cząsteczkę azotu, należy wydać bardzo dużą energię - 954,6 kJ/mol. Bez zniszczenia cząsteczki azot nie wejdzie w wiązanie chemiczne. W normalnych warunkach tylko lit może z nim reagować, dając azotek Li3N. Azot atomowy jest znacznie bardziej aktywny. W zwykłych temperaturach reaguje z siarką, fosforem, arsenem i niektórymi metalami, takimi jak rtęć. Ale azot w postaci pojedynczych atomów jest trudny do uzyskania. Nawet w temperaturze 3000 C nie następuje zauważalny rozkład cząsteczek azotu na atomy.
Związki azotu mają ogromne znaczenie zarówno dla nauki, jak i dla wielu gałęzi przemysłu. Aby uzyskać związany azot, ludzkość ponosi ogromne koszty energii.
Główną metodą wiązania azotu w warunkach przemysłowych pozostaje synteza amoniaku NH3 (patrz Synteza chemiczna). Amoniak to jeden z najpopularniejszych produktów przemysłu chemicznego, jego światowa produkcja wynosi ponad 70 milionów ton rocznie. Proces odbywa się w temperaturze 400-600°C i pod ciśnieniem milionów paskali (set atm) w obecności katalizatorów, np. żelaza gąbczastego z dodatkiem tlenku potasu i tlenku glinu. Sam amoniak stosowany jest w ograniczonym zakresie i najczęściej w postaci roztworów wodnych (woda amoniakalna jako nawóz płynny, amoniak w medycynie). Ale amoniak, w przeciwieństwie do azotu atmosferycznego, dość łatwo wchodzi w reakcje dodawania i podstawienia. I utlenia się łatwiej niż azot. Dlatego amoniak stał się produktem wyjściowym do produkcji większości substancji zawierających azot.
Bezpośredni utlenianie azotu tlen wymaga bardzo wysokich temperatur (4000°C) lub innych bardzo aktywnych metod wystawiania silnych cząsteczek azotu na wyładowanie elektryczne lub promieniowanie jonizujące. Znanych jest pięć tlenków azotu (II): N3O tlenek azotu (III), N2O3 tlenek azotu (III), N2O3 tlenek azotu (III), NO2 tlenek azotu (IV), N2O5, tlenek azotu (V).
Kwas azotowy HNO3 ma szerokie zastosowanie w przemyśle, jest zarówno mocnym kwasem, jak i aktywnym utleniaczem. Jest w stanie rozpuścić wszystkie metale z wyjątkiem złota i platyny. Chemicy znali kwas azotowy co najmniej od XIII wieku; był on używany przez starożytnych alchemików. Kwas azotowy jest niezwykle szeroko stosowany do wytwarzania związków nitrowych. Jest to główny środek nitrujący, za pomocą którego wprowadza się grupy azotowe NO2 do składu związków organicznych. A kiedy trzy takie grupy pojawią się np. w cząsteczce toluenu C6H5CH3, wówczas zwykły rozpuszczalnik organiczny zamienia się w wybuchowy trinitrotoluen, TNT, czyli tol. Gliceryna po nitrowaniu zamienia się w niebezpieczną wybuchową nitroglicerynę.
Nie mniej ważne w produkcji nawozów mineralnych jest kwas azotowy. Sole kwasu azotowego – azotany, przede wszystkim azotan sodu, potasu i amonu, stosowane są głównie jako nawozy azotowe. Ale, jak ustalił akademik D.N. Pryanishnikov, roślina, jeśli ma możliwość wyboru, woli azot amonowy od azotu azotanowego.
Sole innego kwasu azotowego - słabego azotawego HNO2 - nazywane są azotynami i są również dość szeroko stosowane w przemyśle chemicznym i innych. Na przykład azotyn sodu dodaje się w małych dawkach do kiełbas i szynki, aby zachować charakterystyczny różowo-czerwony kolor mięsa.
Odbierać związki azotu Naukowcy od dawna dążą do minimalizacji kosztów energii w niskich temperaturach i ciśnieniach. Pomysł, że niektóre mikroorganizmy mogą wiązać azot z powietrza, po raz pierwszy wyraził rosyjski fizyk P. Kossowicz pod koniec XIX wieku. A pierwszą bakterię wiążącą azot wyizolował z gleby inny z naszych rodaków, biochemik S. N. Vinogradsky w latach 90. XIX wieku. Jednak dopiero niedawno mechanizm wiązania azotu przez bakterie stał się mniej więcej jasny. Bakterie metabolizują azot, przekształcając go w amoniak, który następnie bardzo szybko przekształca się w aminokwasy i białka. Proces zachodzi przy udziale enzymów.
Laboratoria w kilku krajach uzyskały złożone związki zdolne do wiązania azotu atmosferycznego. Główną rolę w tym przypadku odgrywają kompleksy zawierające molibden, żelazo i magnez. Zasadniczo mechanizm tego procesu został już zbadany i opracowany.