Тема 20. Нітроген і Фосфор та їх сполуки.

Нітроген та його сполуки.

Нітроген і Фосфор та їх сполуки використовуються в основному людиною як мінеральні добрива (азотні і фосфорні).

Нітроген знаходиться у V-А групі, на зовнішньому шарі в нього 5 електронів, найвища С.О. - +5, а найнижча - -3.

Атом Нітрогену у формулах речовин має такі С.О.: -3, 0, +1, +2, +3,+4,+5.

Атом Нітрогену подібно як галогени утворюють тільки одну просту речовину – азот – N₂.

Азот

За фізичними властивостями азот – це газ, без запаху, без смаку, трохи розчинний у воді (1:0,02), не отруйний, але не підтримує ні дихання, ні горіння (78% азоту в повітрі.)

Хімічні властивості азоту

N⁰₂ – малоактивний, бо містить аж три спільні пари електронів між двома атомами N.

1. реакція з металами(тільки активними і при високих температурах):

N₂⁰ + 3Mg = Mg₃N₂^-3 магній нітрид

N⁰₂ – окисник

2. реакція з неметалами (при високих температурах):

2000⁰С (або електричний розряд чи блискавка)

N₂⁰ + O₂⁰ = 2N⁺²O

N₂⁰ - відновник

звичайні умови

2NO + O₂ = 2NO₂

Fe

N₂⁰ + 3Н₂ ↔ 2N^-3Н₃ ; N₂⁰ - окисник

(амоніак, аміак)

Добування азоту

1. У промисловості азот одержують із повітря.

2. У лабораторії азот одержують при розкладі амоній нітриту:

NH₄NO₂ = N₂↑ + 2H₂O

Застосування азоту

1. синтез аміаку;

2. рідкий азот використовується в охолоджувальних системах;

3. як інертне середовище.

Гідрогенові сполуки Нітрогену

Атом Нітрогену утворює тільки одну таку сполуку: N^-3Н₃⁺¹ - амоніак, аміак.

Амоніак

За фізичними властивостями амоніак – це газ з різким запахом, найкраще із всіх газів розчинний у воді(1 : 700)(«нашатирний спирт» і «аміачна вода»), розчин , легший за повітря.

Хімічні властивості амоніаку

: :

NH₃ ·N· + 3H· → Н:N:Н → :NH₃

· Н

В молекулі :NH₃ на атомі Нітрогену міститься неподільна пара електронів, яка братиме участь хімічних реакціях.

1. реакція горіння:

А) повне окиснення (каталітичне окиснення):

Pt

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

Б) неповне окиснення:

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O

2. реакція з водою (бере участь неподільна пара електронів):

:NH₃ + H₂O ↔ [Н:NH₃]⁺ OH^- ↔ NH₄⁺ OH^-

↕ амоній гідроксид

Н⁺ + OH^-

:NH₃ + H₂O ↔ NH₄ OH ; NH₄⁺ - йон-амонію

NH₄⁺ OH^- ↔ NH₄⁺ + OH^-(лужне середовище)

NH₄⁺ OH^- - слабкий електроліт

3. реакція з кислотами(бере участь неподільна пара електронів):

(багатоосновні кислоти з амоніаком утворюють середні і кислі солі амонію)

:NH₃ + HCl → →[Н:NH₃]⁺ Cl → NH₄⁺ Cl^-

↕ амоній хлорид

Н⁺ + Cl^-

H₂SO₄ + NH₃ = NH₄HSO₄ амоній гідрогенсульфат

H₂SO₄ + 2NH₃ = (NH₄)₂SO₄ амоній сульфат

Добування амоніаку

1. У промисловості амоніак одержують:

Fe

N₂⁰ + 3Н₂ ↔ 2N^-3Н₃

2. У лабораторії амоніак одержують із солей амонію і лугів при нагріванні:

NH₄Cl + NaOH = NaCl + NH₄OH

↕

NH₃↑ + H₂O