6. Азотная кислота и ее соли.

H NО₃ - азотная (нитратная) кислота. Бесцветная жидкость, t_пл.= -42^оС, плотность 1,5г/см³, с водой смешивается неограниченно. Летучая жидкость, на воздухе «дымит». При хранении на свету она разлагается: HNО₃ → H₂O + NO₂ + O_2, поэтому концентрированный раствор (при н.у. 63%) имеет резкий запах и окрашен в бурый цвет.

Это одна из самых сильных кислот, она практически полностью диссоциирует в растворах: HNО₃↔ H⁺ + NО₃^-. Как и все кислоты, она взаимодействует с основными оксидами и основаниями:

CaO + HNО₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O

NaOH + HNО₃ →NaNО₃+ H₂O;

а также вытесняет более слабые и летучие кислоты из их солей:

CaCO₃ + HNО₃ →Ca(NО₃)₂ + H₂O +CO₂↑

Азотная кислота взаимодействует со всеми металлами кроме Au и Pt, но при этом никогда не выделяется водород. Окислителем в этих реакциях является N⁺⁵, поэтому в зависимости от активности металла и концентрации кислоты могут образовываться различные соединения азота.

HNO₃ + Me → Me(NO₃)_n + H₂O + NO₂ (NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃)

Н апример: HNO_3(конц.) + Cu → Cu(NO₃)₂ + H₂O + NO₂

HNO_3(разб.) + Cu → Cu(NO₃)₂ + H₂O + NO

Т.е. окисление протекает более активно в разбавленной кислоте, и степень окисления в продуктах восстановления азотной кислоты ниже. В реальности образуется смесь различных соединений азота.

HNO_3(конц.) + Zn → Zn(NO₃)₂ + H₂O + N₂O

Т.е. чем активнее металл, тем окисление протекает активнее. Реакции способствует нагревание. На холоду концентрированная азотная кислота пассивирует некоторые металлы (например, алюминий), при этом образуется на поверхности металла очень тонкая и прочная пленка, препятствующая дальнейшему окислению.

Получение азотной кислоты. Производство HNO₃ обычно включает следующие стадии:

1) азот получают из воздуха, затем он взаимодействует с водородом (температура 450-500 ^оС, небольшое повышенное давление около 30 МПа, катализатор - губчатое железо с алюмокалиевыми квасцами):

N₂ + H₂→ NH₃

2) аммиак окисляют в присутствии катализатора Pt

NH₃ + O₂→ NO + H₂O

3) а затем при н.у. NO+О₂→NO₂

4) NO₂ + H₂O + O₂ → HNО₃

Применение.

- производство удобрений (селитры);

- производство красителей, лаков, полимеров и пластмасс, искусственных волокон;

- производство ВВ и лекарств;

-окислитель в ракетном топливе.

Соли азотной кислоты (нитраты) – твердые кристаллические вещества, хорошо растворимы, токсичны. В растворах окислительные свойства не проявляют. При нагревании разлагаются. Ход реакции зависит от положения металла в электрохимическом ряду. Например:

Если Ме стоит до Mg : KNO₃ → KNO₂ + O₂

Если Ме стоит между Mg и Cu: Pb(NO₃)₂→PbO + NO₂+ O₂

Если Ме стоит после Cu: AgNO₃→ Ag + NO₂ + O₂

Применение. Большая часть – в виде минеральных удобрений (селитры), некоторые соли используют в пиротехнике, AgNO₃ (ляпис) в медицине.

7. Роль азота в организме и использование соединений азота. Содержание азота в организме 3,1%, входит в состав всех белков и нуклеотидов, а значит и всех БАВ. В составе ферментов, гормонов участвует во всех обменах веществ. В медицине используется: жидкий азот – эффективное средство для лечения кожных заболеваний; N₂O – для анестезии, при предынфарктных состояниях, для профилактики травматического шока; нашатырный спирт (10% водный раствор NH₃) раздражает рецепторы дыхательных путей, возбуждает ЦНС, поэтому он используется при обмороках и алкогольных отравлениях; аммиак обладает противомикробным действием и используется как моющее и дезинфицирующее средство; NaNO₂ –спазмолитическое средство, используется при лечении стенокардии и как антидот; NH₄Cl – используют как мочегонное и отхаркивающее средство.

Круговорот азота в природе. Азот, как и другие химические элементы, в природе находится в постоянном «движении». Это «движение» надо понимать, как превращение одних соединений азота в другие. Атомы азота как бы переходят из одних молекул в другие, этот переход иногда называют биогенной миграцией, т.к. в ней принимают участие живые организмы.