Азот, азотна кислота

Реферат на тему:

1.Азотна кислота. Чиста азотна кислота HNO-безколірна рідина з густиною
1,51 г/см. що при – 42 °С загусає в прозору кристалічну масу. На
повітрі вона, як і концентрована соляна кислота, «димить», так як пари
її утворюють з вологой дрібні крапельки туману.

Азотна кислота не є стійкою. Уже під впливом світла вона поступово
розкладається.

Чим вище температура і чим концентрованіше кислота, тим швидше вона
розкладається. При цьому виділяється диоксид азоту , який розчиняється у
кислоті і надає їй буроо забарвлення.

Азотна кислота належить до ряду найбільш сильних кислот; в розведених
розчинах вона повністю дисоціює на іони Н и- NO.

2. Окислювальні властивості азотної кислоти. Характерною властивістю
азотної кислоти є її яскраво виражена окислювальна здатність. Азотна
кислота – один з найбільш енергійних окисників. Більшість неметалів
легко окислюются нею, перетворюючись у відповідні кислоти. Так, сірка
при кип’ятінні з азотною кислотою поступово окислюється в сірчану
кислоту, фосфор – в фосфорну. Жаринка, поміщена в концентровану HNO,
яскраво розгоряється.

Азотная кислота діє майже на всі метали (за винятком золота, платини,
танталу, родію, іридію), перетворюючи їх у нітрати, а деякі металии – в
оксиди.

Концентрована HNO пасивує деякі метали. Ще Ломоносов відкрив, що залізо,
яке легко розчиняється у розбавленій азотній кислоті, не розчиняється в
холодній концентрованій HNO. Пізніше было встановлено, що азотна кислота
аналогічно діє на хром і алюміній. Ці метали переходять під дією
концентрованої азотної кислоти у пасивний стан.

Ступінь окислення азоту в азотній кислоті дорівнює 4-5. Виступаючи як
окисника, НNО може відновлюватись до різних продуктів.

Яка з цих речовин утвориться, тобто як глибоко відновиться азотна
кислота в тому чи іншому випадку, залежить від природи відновлення і від
умов реакції , і перш за все від концентрації кислоти. Чим вище
концентрація HNO, тим менш глибоко вона відновлюється. При взаємодії
разбавленної азотної кислоти з малоактивними металами, наприклад, з
міддю, виділяється NO. Сильно разбавлена азотна кислота взаємодіє з
активними металами- цинком, магнієм, алюмінієм – з утворенням іона
амонія , який дає з кислотою нітрат амонія. Звичайно одночасно
утворюються декілька продуктів.

Для іллюсторації наведемо схеми реакцій окиснення деяких металів
азотною кислотою;

При дії азотної кислоти на метали, водень, як правило, не виділяється.

Більш розбавлена кислота ,як правило, відновлюється до NO.

В загальному, окислювально-відновлювальні реакції, які проходять за
участі HNO3 , протікают важко.

Суміш, що складається з 1 об’єма азотної і 3-4 об’ємів концентрованої
соляної кислоти, називається царською водкою. Царська водка розчиняє
деякі метали, що не взаємодіють з азотною кислотою, в тому числі і «царя
металів»-золото. Дія її пояснюється тим, що азотна кислота окислює
соляну з виділенням вільного хлору і утворенням хлороксида азоту(III),
або хлорида нітрозилу.

Хлорид нітрозилу є проміжним продуктом реакції і розкладається.

Хлор в момент виділення складається з атомів, що і зумовлює високу
окислювальну здатність царської водки. Реакції окислення золота і
платини протікают в основному згідно певниим рівнянням.

З надлишком соляної кислоти хлорид золота(III) і хлорид платини (IV)
утворюють комплексні сполуки .

На ряд органічних речовин азотна кислота діє так, що один чи декілька
атомів водню в молекулі органічної сполуки заміщуються нітрогрупами .
Цей процес називається нітруванням і має велике значення в органічній
хімії.

Азотна кислота – це одно з найважливіших сполук азоту. У великих
кількостях вона використовується у виробництві азотних добрив ,
вибухових речовин і органічних фарбників , служить окисником у багатьох
хімічних процесах, використовується у виробництві сірчаної кислоти по
нітрозному способу, застосовується для виготовлення целюлозних лаків,
кіноплівки.

3. Добування азотної кислоти у промисловості . Сучасні промислові
способи отримання азотної кислоти грунтуються на каталітиному окисленні
аміака киснем повітря. Властивістю аміака є те, що він горить у кисні ,
причому продуктами реакції є вода і вільний азот. Але в присутності
каталізаторів окислення аміака киснем може протікати інакше. Якщо
пропускати суміш аміака з повітрям над каталізатором, то при 750 °С і
певному складі суміші проходить майже повне перетворення.

Те ,що утворилося легко переходить в азот, який з водою в присутності
кисню з повітря дає азотну кислоту.

В якості каталізаторів при окисленні аміака використовують сплави на
основі платини.

Азотна кислота , що її отримують методом окислення аміака має
концентрацію,що не превищує 60%. При необхідності її концентрують.

Промисловістю выпускається розбавлена азотна кислота з концентрацією 55,
47 і 45%, а концентрована-98 і 97%, Концентровану кислоту перевозять в
алюмінієвих цистернах, разбавлену – в цистернах з кислостійкої сталі.

4. Кругообіг азота в природі. В процесі гниття органічних речовин значна
частина азота, що є в них , перетворюються в аміак, який під впливом
нітрофіціюючих бактерій ,що живуть у грунті, окислюється в азотну
кислоту. Остання, вступаючи в реакцію з карбонатами,що знаходятся в
грунті, наприклад з карбонатом кальція, утворює нітрати.

Деяка ж частина азоту завжди виділяється в процесі гниття в вільному
виді в атмосферу. Вільний азот виділяється також при горінні органічних
речовин, при спалюванні дров, кам’яного вугілля, торфу. Крім того,
існують бактерії , котрі при недостатньому доступі повітря можуть
відділяти кисень від нітратів , розкладаючи їх з виділенням вільного
азоту. Діяльність цих денітрофуючих бактерій призводить до того , що
частина азоту з доступної для зелених рослин форми (нітрати) переходить
в недоступну (вільний азот). Таким чином , далеко не весь азот, який
входив до складу загинувших рослин повертається назад до грунту: частина
його поступово виділяється в вільному вигляді у атмосферу .

Постійне зменшення мінеральних азотних сполук давно мусила б призвести
до повного знищення життя на Землі , якби в природі не існували процеси
, які поповнюють запаси азоту. До таких процесів належать перш за все
електричні розряди , які відбуваються в атмосфері, і під час яких завжди
утворюється деяка кількість оксидів азоту ; останні з водою дають азотну
кислоту , що перетворюється у грунті в нітрати. Іншим джерелом
поповнення запасів азотних сполук у грунті є життєдіяльність так званих
азотобактерій , здатних засвоювати атмосферний азот. Деякі з цих
бактерій поселяються на коренях рослин із сімейства бобових , викликаючи
утворення характерних потовщень – «клубеньків».Тому вони і отримали
назву клубенькових бактерій. Засвоюючи атмосферний азот, клубенькові
бактерії перетворюють його в азотні сполуки , а рослини , в свою чергу ,
перетворюють їх в білки та інші складні речовини.

Таким чином , в природі відбувається безперервний кругообіг азоту.
Проте, щорічно з урожаєм з полів збирають найбільш багаті білками
частини рослин , наприклад зерно. Тому в грунт необхідно вносити
добрива , відшкодовують в ній важливіші елементи живлення рослин .

Вивчення питань живлення рослин і підвищення їх врожайності шляхом
внесення добрив є предметом вивчення спеціальної галузі хімії ,
отримавшої назву агрохімії.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter