Előállítása salétromsav
Tárgy: Alapvető fémek és nem fémek
1. Az elektronikus szerkezet a nitrogénatom
Kémiai nitrogén elem található, a második időszakban, csoport 5, a fő alcsoportok. Az elektronikus konfiguráció a nitrogén - 1s 2 2s 2 2p 3. vegyértékétől energia szintjét a nitrogénatom nem üres pályák. Következésképpen, az elektron pár 2s-szintalatti lehet párolt. Lásd. Ábra. 1. Ezért, a nitrogén nem lehet 5-valens. A maximális vegyérték nitrogén vegyületek egyenlő 4. Ebben a tekintetben, 3 vannak kialakítva a csere mechanizmus, és az egyik - a donor-akceptor. Nitrogén mutat oxidációja -3 és +5.
Példák az anyagok különböző oxidációs fokú, lásd. Ábra. 2.
2. Nitrogén - egyszerű anyag
A nitrogén szokatlan allotrópia. Ez képezi egy egyszerű anyag, N2. Ez a molekuláris anyag egy nem-poláros kovalens kötés. Bond van kialakítva a segítségével három közös elektron pár, a hármas kötés - egy szigma és 2 pi-kötés. Hármas kötés nagyon erős. Ez okozza az alacsony reaktivitása molekuláris nitrogén.
Nitrogén - gáz, színtelen, szagtalan, vízben kevéssé oldódó, valamivel könnyebb, mint a levegő. A nitrogén reagál bizonyos anyagok, de a reakciókörülmények igen szigorúak (magas hőmérséklet és nyomás, katalizátor használatával). Normális körülmények között, nitrogén-kölcsönhatásba lép csak lítium alkotnak lítium-nitrid.
6Li + N2 = 2Li3 N, amelyek úgy állíthatók elő, hidrolízissel ammónia.
Egy elektromos kisülés képes oxidálni nitrogén
N2 + H2 # 8644; 2NH3 (t = 0 és 500 ° C, P = 1000 bar, Fe-katalizátor).
Az iparban a nitrogén desztillációjával kapott cseppfolyós levegő. Mivel a folyékony nitrogén forráspontja. = -196 0 C, akkor használják a hűtőközeg különböző célokra.
A nitrogén nyert laboratóriumi ammónium-nitrit.
Nitrogént használunk, hogy semleges néhány reakció.
3. készítése és tulajdonságai A ammónia
Az ammónia molekula egy nitrogénatom sp 3 hibridizációs. Használata hibrid pályák kialakított kötés hidrogénatomokkal. Lásd. Ábra. 3.Chetvertaya hibrid pályák által elfoglalt magányos pár. Mivel a koncepció a térbeli konfiguráció a molekulák figyelembe veszi a eloszlását atomok térbeli és nem veszi figyelembe az eloszlása nem megosztott elektron pár, a térbeli konfigurációját a molekula nitrogén - trigonális piramis vegyértékű szöge 107 0. Ez eltér a tetraéderes szög 109 0. Ez annak köszönhető, hogy taszító elektron kötési elektronpár egy magányos elektronpárt a nitrogénatom.
Ammónia - színtelen gáz, szúrós szagú. Ez könnyebb, mint a levegő, és nagyon jól oldódik vízben. Az egy térfogatrész vizet képes oldani ammónia 700 térfogatrész. Híg vizes ammónium-hidroxid-oldatot, amelynek koncentrációja 3% -ról 10% az úgynevezett ammónia. Nem tévesztendő össze a repülősó. Ammónia - ammónium-klorid NH4CI. Tömény ammónium-hidroxid-oldat koncentrációja körülbelül 18% és 20% említett vizes ammóniaoldattal. Ammónia lehet használni, mint egy hűtőközeg a hűtési rendszerekbe.
Iparilag előállított ammóniát nitrogén és hidrogén. (Synthesis Haber - Bosch)
N2 + H2 # 8644; 2NH3 + Q (t = 0 és 500 ° C, P = 1000 bar, Fe-katalizátor).
Nitrogén nyersanyag desztillációjával nyert cseppfolyós levegő és hidrogén, amelyet úgy kapunk, a bomlás a földgáz.
A laboratóriumban ammónia előállított ammóniumsók.
NH4 NO3 + NaOH NH3 ↑ + H2 O + NaNO3. Ez a reakció kvalitatív ammóniumion. Jele - a megjelenése ammónia szaga.
Kémiai tulajdonságok ammónia
Ammónia csak redukáló tulajdonságai, azaz. K. A nitrogén a legalacsonyabb oxidációs állapotban -3.
1. Égési ammónia
2. Az ammónia katalitikus oxidációjából
3. Recovery származó fémek Oxidjaik
4. Mutatja az alapvető tulajdonságait. Vizes ammóniát oldatok lúgos reakciót. Reagál savakkal.
Mivel az ammónia-molekula van egy osztatlan elektronpárt, hogy kötést képezhet egy donor-akceptor mechanizmus. Ezzel ammónia reagál a savakkal és egy ammóniumsó.
NH3 + HCl = NH4Cl (ammónium-klorid)
Feature ammóniumsók, amelyek könnyen ra melegítve elbomlik.
4. előállítás és kémiai tulajdonságok salétromsav
A salétromsav oxidációs foka nitrogén N +5 -. HN +5 O3
Normális körülmények között, a salétromsav - egy színtelen folyadék, és félszer nehezebb, mint a víz. Ez egy erős egybázisú sav, amely tulajdonságokat mutat, tipikus savak.
Salétromsav oxidáló tulajdonságai
Salétromsav egy nagyon erős oxidálószer miatt nitrogén N +5.
1. A reakcióban a salétromsav fémekkel képződött fém-nitrát, nitrogén a termék kinyerését és a víz. Mivel a redukciós termékeket lehet a nitrogén-oxidok (N2 O, NO, NO2), N2 nitrogén. Az ammónium-nitrát NH4 NO3. Mélység csökkentést a nitrogén ilyen reakciók függ a sav koncentrációja, az aktivitást a fém, a hőmérséklet. A hőmérséklet csökkentése elősegíti a mélyebb a nitrogén kinyerését. A hidrogén nem szabadul fel a reakció a sav és fémek, mert salétromsavval fejti ki oxidatív tulajdonságai nem miatt H +. de mivel az N + 5.
Mivel bármely salétromsav koncentrációja nem reagál nemesfémek, de tömény (nem reagál az alumínium, króm és a vas miatt passziválás.
Reakcióvázlat kölcsönhatása salétromsavat fémekkel. Lásd. Ábra. 4.
2. Salétromsav reagál nemfémek. képes mutatni redukáló tulajdonsága.
A hosszabb tárolás, a könnyű vagy hevítve salétromsav elbomolhat.
Előállítása salétromsav
A laboratóriumban, salétromsavat úgy állítjuk elő, hogy kristályos kálium-nitrát vagy nátrium-tömény kénsavval.
Az ipari termelés a salétromsav.
Az alapanyag előállítására salétromsavat nitrogén.
I. lépés: N2 + H2 # 8644; 2NH3 + Q (t = 0 és 500 ° C, P = 1000 bar, Fe-katalizátor).
Salétromsav az egyik legfontosabb szervetlen sav, annak használatát a műtrágyák előállítása, a szerves vegyületek nitrálására. A termékek a nitrálást nitro. Termék hasznosítás nitro-anilin, ahonnan a színezékek. Amikor a nitrálási kapott szerves vegyületek trinitro, trinitro vagy gliceril-trinitrát. Ez robbanóanyagot.
Nitrátok - a salétromsav sója. Rendelkeznek ionos típusú kristályrács. Ez egy szilárd, kristályos anyag, jól oldható vízben, az olvadási hőmérséklet viszonylag alacsony nitrátok. Ezeket lehet festve, de csak a rovására a megfelelő fém kationok. Fontos jellemzője a nitrátok kémiai tulajdonságai, hogy képesek bomlanak hevítve.