Способы получения

Азот присутствует в воздухе в свободном состоянии, поэтому промышленный способ получения заключается в разделении воздушной смеси (ректификация жидкого воздуха).

В лабораторных условиях небольшие количества азота можно получить:

NH₄NO₂ = N₂↑ + 2H₂O

Химические свойства

Молекулярный азот – химически инертное вещество вследствие исключительно высокой устойчивости молекул N₂. Только реакции соединения с металлами протекают более или менее легко. Во всех остальных случаях для инициирования и ускорения реакций необходимо применять высокие температуры, искровые электрические разряды, ионизирующее излучение, катализаторы (Fe, Cr, V, Ti и их соединения).

1. Реакции с восстановителями (азот – окислитель)

1. Взаимодействие с металлами:

N₂ + 6Li = 2Li₃N

N₂ + 3Mg Mg₃N₂

2. Взаимодействие с водородом (реакция имеет большое практическое значение):

N₂ + 3H₂ 2NH₃ аммиак

3. Взаимодействие с кремнием и углеродом

2N₂ + 3Si Si₃N₄ нитрид кремния (IV)

N₂ + 2C (CN)₂ дициан

2. Реакции с окислителями (азот – восстановитель)

Эти реакции в обычных условиях не протекают. С фтором и другими галогенами азот непосредственно не взаимодействует, а с кислородом реакция происходит при температуре электрических искровых разрядов:

_{эл.разряды}

N₂ + O₂ ↔ 2NO – Q

Соединения азота - III

При высоких температурах азот окисляет многие металлы и неметаллы, образуя нитриды:

3 Mg + N₂ = Mg₃N₂

2 B + N₂ = 2 BN

3 H₂ + N₂ = 2 NH₃

Свойства нитридов более или менее закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы. Например, в малых периодах наблюдается переход от основных нитридов к кислотным:

Na₃N, Mg₃N₂ AlN Si₃N₄, P₃N₅, S₄N₄, Cl₃N

основные амфотерные кислотные

Нитриды щелочных и щелочноземельных металлов образованы с помощью ионных связей. Азот в них проявляет степень окисления -3 и существует в виде ионов N^3-. С элементами третьей группы азот образует нитриды BN, AlN при помощи ковалентных связей, а с металлами Ti, Hf, U и другими образует нитриды, имеющие структуру сплавов внедрения.

Все нитриды – твердые кристаллические вещества с высокой температурой плавления; многие из них представляют собой высокомолекулярные вещества. Они проводят электрический ток и устойчивы к нагреванию. Нитриды металлов получили значительное распространение в машиностроительной и химической промышленности. В машиностроении прибегают к получению нитридов металлов непосредственно на готовых изделиях из стали, легированной хромом, алюминием, ванадием, молибденом и другими металлами. Нитриды получаются при нагревании деталей до 490 - 560⁰С в атмосфере аммиака, который диссоциирует:

2 NH₃ = N₂ + 3 H₂

Выделившийся атомарный азот образует нитриды алюминия, хрома, железа и других элементов. Образовавшаяся пленка твердого раствора азота в стали, содержащая нитриды металлов, повышает поверхностную твердость металлов, сопротивление истиранию и антикоррозионную устойчивость. Процесс получения нитридов непосредственно на поверхности металлов называется азотированием.

В химической промышленности нитрид железа применяется в качестве катализатора при ожижении твердого топлива.