Азот кислород оксид азота уравнение

Оксид азота IV: получение и химические свойства

Оксид азота (IV) — бурый газ. Очень ядовит! Для NO₂ характерна высокая химическая активность.

Способы получения

1. Оксид азота (IV) образуется при окислении оксида азота (II) кислородом или озоном:

2. Оксид азота (IV) образуется при действии концентрированной азотной кислоты на неактивные металлы.

Например , при действии концентрированной азотной кислоты на медь:

3. Оксид азота (IV) образуется также при разложении нитратов металлов, которые в ряду электрохимической активности расположены правее магния (включая магний) и при разложении нитрата лития.

Например , при разложении нитрата серебра:

Химические свойства

1. Оксид азота (IV) реагирует с водой с образованием двух кислот — азотной и азотистой:

Если растворение NO₂ в воде проводить в избытке кислорода , то образуется только азотная кислота:

Поскольку азотистая кислота неустойчива, то при растворении NO₂ в теплой воде образуются HNO₃ и NO:

При нагревании выделяется кислород:

2. При растворении оксида азота (IV) в щелочах образуются нитраты и нитриты:

В присутствии кислорода образуются только нитраты:

3. Оксид азота (IV) – сильный окислитель. В атмосфере оксида азота (IV) горят фосфор , уголь , сера , оксид серы (IV) окисляется до оксида серы (VI):

4. Оксид азота (IV) димеризуется :

Реакция взаимодействия азота и кислорода

Реакция взаимодействия азота и кислорода

Уравнение реакции взаимодействия азота и кислорода:

Реакция взаимодействия азота и кислорода.

В результате реакции образуется оксид азота (II).

В ходе реакции используется катализатор: платина или оксид марганца (IV).

Реакция протекает при условии: при температуре около 1200-1300 °C, при избыточном давлении и наличии катализатора, либо при температуре более 2000 °C и в электрическом разряде.

В природе реакция протекает в атмосфере при грозовых разрядах.

Термохимическое уравнение реакции взаимодействия азота и кислорода:

O₂ + N₂ = 2NO – 180,9 кДж; ΔH 0 ₂₉₈ = 90,45 кДж/моль.

Формула для поиска по сайту: O2 + N2 → 2NO.

Оксиды азота

Азот образует несколько оксидов:

• солеобразующие оксиды:
  • N₂O₃ — оксид азота (III)
  • NO₂ — оксид азота (IV)
  • N₂O₄ — димер оксида азота (IV)
  • N₂O₅ — оксид азота (V)
• несолеобразующие оксиды:
  • N₂O — оксид азота (I)
  • NO — оксид азота (II)

Все оксиды азота, за исключением N₂O, являются ядовитыми веществами.

Оксид азота N₂O (I)

Строение молекулы линейное:

N₂O (I) — бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом.

• растворяется в воде, но не реагирует с ней;
• разлагается при слабом нагревании:
  2N₂O → 2N₂+O₂
• реагирует с водородом со взрывом:
  N₂O+H₂ → N₂+H₂O
• получают разложением нитрата аммония:
  NH₄NO₃ → N₂O+2H₂O
• применяют в смеси с кислородом в качестве «веселящего газа», как средство общего наркоза в медицине, а также для получения азидов:
  N₂O+NaNH₂ → NaN₃+H₂O

Оксид азота NO(II)

Молекула имеет вид:

Оксид азота NO(II) димеризуется (образуется новое вещество путём соединения двух структурных элементов) только при низких температурах.

• Бесцветный газ, без запаха.
• Малорастворим в воде.
• Легко окисляется на воздухе с образованием диоксида азота:
  2NO+O₂=2NO₂.
• Взаимодействует с другими окислителями (CrO₃,Cl₂, KMnO₄).
• Реагирует с активными металлами, водородом:
  K+NO=KNO
  2NO+2H₂=N₂+2H₂O

NO(II) содержится в выхлопных газах автомобилей с двигателями внутреннего сгорания — проходя через каталитический конвертор, состоящий из нагретых до высокой температуры керамических ячеек, оксиды азота восстанавливаются, а СО окисляется:
2NO+2CO → N₂+2CO₂

В природе NO(II) образуется во время грозы в результате взаимодействия азота с кислородом при высокой температуре:
N₂+O₂=2NO.

В промышленных целях NO(II) получают каталитическим окислением аммиака (в роли катализатора используется платина):
4N -3 H₃+5O₂ 0 → 4N +2 O -2 +6H₂O

В лабораторных условиях NO(II)получают действием разбавленной азотной кислотой на медь:
3Cu 0 +8HN +5 O₃ = 3Cu +2 (NO₃)₂+2N -2 O↑+4H₂O

Монооксид азота используют для получения азотной кислоты.

Оксид азота N₂O₃(III)

Связь N + -O — образована по донорно-акцепторному механизму.

Оксид азота N₂O₃(III) при н.у. является темно-синей жидкостью. При низких температурах (ниже -100°C) кристаллизуется.

Оксид азота N₂O₃(III) является кислотным оксидом, в значительной степени диссоциирует и реагирует со щелочами:
N₂O₃ ↔ NO₂+NO
N₂O₃+2NaOH = 2NaNO₂+H₂O

Оксид азота N₂O₃(III) взаимодействует с водой с образованием азотистой кислоты:
N₂O₃+H₂O = 2HNO₂

Азотистая кислота является слабой кислотой, и существует только в водном растворе.

Соли азотистой кислоты — нитриты NaNO₂, KNO₂ являются устойчивыми соединениями, проявляя, как кислотные, так и восстановительные свойства, поскольку атом азота в них имеет «среднее» значение степени окисления (+3).

Оксид азота NO₂(IV)

Связи N-O располагаются под углом друг к другу, при этом они носят промежуточный «полуторный» характер, при этом имеется еще и один неспаренный электрон, как и у NO (см. выше).

При н.у. оксид азота NO₂(IV) является ядовитым газом (хорошо растворимым в воде) бурого цвета, с характерным запахом.

Оксид азота NO₂(IV) — смешанный оксид, ему соответствуют две кислоты: азотистая и азотная, поэтому, реакция взаимодействия с водой имеет следующий вид:
2N +4 O₂+H₂O = HN +3 O₂+HN +5 O₃

При нагревании до 50°C неустойчивая азотистая кислота не образуется:
3NO₂+H₂O = 2HNO₃+NO

На воздухе NO₂ взаимодействует с водой с образованием только азотной кислоты:
4N +4 O₂+O₂ 0 +2H₂O ↔ 4HN +5 O₃ -2

Оксид азота NO₂(IV) взаимодействует с растворами щелочей с образованием воды и двух солей — нитрата и нитрита:
2N +4 O₂+2NaOH = NaN +3 O₂+NaN +5 O₃+H₂O

В избытке кислорода образуется только нитрат натрия:
4N +4 O₂+4NaOH+O₂ 0 = 4NaN +5 O₃ -2 +2H₂O

При температуре ниже 22°C молекулы оксида азота NO₂(IV) легко соединяются попарно (димеризуются), в результате чего образуется бесцветная жидкость, превращающаяся в кристаллы при дальнейшем охлаждении до температуры ниже -10,2°C.

В промышленных условиях оксид азота NO₂(IV) получают путем окисления NO кислородом:
2NO+O₂=2NO₂

В лабораторных условиях оксид азота NO₂(IV) получают окислением меди азотной кислотой (концентрированной), либо разложением нитрата свинца (меди):
Cu+4HNO₃(конц) = Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O
2Pb(NO₃)₂ = 2PbO+4NO₂↑+O₂↑

Оксид азота NO₂(IV) применяют в производстве азотной кислоты.

Оксид азота N₂O₅(V)

Связи N + -O — образуются по донорно-акцепторному механизму: атом азота отдает электрон, играя роль донора и приобретая положительный заряд, атом кислорода присоединяет электрон, выступая в роли акцептора и приобретая отрицательный заряд. Атомы азота проявляют степень окисления +5 (валентность 4).

Оксид азота N₂O₅(V) (азотный ангидрид, пентаоксид диазота) является кристаллическим веществом белого цвета, легко разлагающееся при нормальных условиях:
2N₂O₅ = 4NO₂+O₂

Оксид азота N₂O₅(V) является кислотным оксидом, который при растворении в воде образует азотную кислоту:
N₂O₅+H₂O = 2HNO₃

Оксиды азота N₂O₃ и N₂O₅ практического применения не имеют.

Другие соединения азота:

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе