Оксид азота 1 и вода ионное уравнение

Оксид азота I: строение и химические свойства

Оксид азота (I) N₂O, оксид диазота, закись азота, веселящий газ – это несолеобразующий оксид . Малые концентрации закиси азота вызывают лёгкое опьянение (отсюда название — «веселящий газ»). При вдыхании чистого газа быстро развиваются состояние опьянения и сонливость. Закись азота обладает слабой наркотической активностью, в связи с чем в медицине её применяют в больших концентрациях. В смеси с кислородом при правильном дозировании (до 80 % закиси азота) вызывает хирургический наркоз.

Строение молекулы оксида азота (I) нельзя описать методом валентных связей. Так как оксид азота (I) состоит из двух, так называемых резонансных структур, которые переходят одна в другую:

Общую формулу в таком случае можно задать, обозначая изменяющиеся связи в резонансных структурах пунктиром:

Получить оксид азота (I) в лаборатории можно разложением нитрата аммония:

Химические свойства оксида азота (I)

1. При нормальных условиях оксид азота (I) инертен. При нагревании проявляет свойства окислителя . Оксид азота (I) при нагревании окисляет водород, аммиак, металлы, сернистый газ и др. При этом азот восстанавливается в простое вещество.

N₂O + Mg → N₂ + MgO

Еще пример : оксид азота (I) окисляет углерод и фосфор при нагревании:

2. При взаимодействии с сильными окислителями N₂O может проявлять свойства восстановителя.

Например , N₂O окисляется раствором перманганата в серной кислоте:

3. Как несолеобразующий оксид, при обычных условиях с основаниями, основными оксидами, амфотерными оксидами, кислотными оксидами, кислотами и амфотерными гидроксидами оксид азота (I) не реагирует:

Оксид азота (I, II, III, IV, V): свойства, получение, применение

Введение

Если внимательно взглянуть на азот в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, то можно заметить, что он имеет переменную валентность. Это значит, что азот образует сразу несколько бинарных соединений с кислородом. Некоторые из них были открыты недавно, а некоторые — изучены вдоль и поперек. Существуют малостабильные и устойчивые оксиды азота. Химические свойства каждого из этих веществ совершенно разные, поэтому при их изучении нужно рассматривать как минимум пять оксидов азота. Вот о них и пойдет речь в сегодняшней статье.

Оксид азота (I)

В обычных условиях представлен бесцветным газом, имеющим сладковатый запах. Его могут растворять вода, этанол, эфир и серная кислота. Если газобразный оксид одновалентного азота нагреть до комнатной температуры под давлением 40 атмосфер, то он сгущается до бесцветной жидкости. Это несолеобразующий оксид, разлагающийся во время нагревания и показывающий себя в реакциях как восстановитель.

Этот оксид образуется, когда нагревают сухой нитрат аммония. Другой способ его получения — термическое разложение смеси «сульфаминовая + азотная кислота».

Используется в качестве средства для ингаляционного наркоза, пищевая промышленность знает этот оксид как добавку E942. С его помощью также улучшают технические характеристики двигателей внутреннего сгорания.

Оксид азота (II)

При нормальных условиях имеет вид бесцветного газа, который плохо растворяется в воде. Его трудно сжижить, однако в твердом и жидком состояниях это вещество имеет голубой цвет. Данный оксид может окисляться кислородом воздуха

Его довольно просто получить, для этого нужно нагреть до 1200-1300 о С смесь азота и кислорода. В лабораторных условиях он образуется сразу при нескольким опытах:

• Реакция меди и 30%-ного раствора азотной кислоты.
• Взаимодействие хлорида железа, нитрита натрия и соляной кислоты.
• Реакция азотистой и иодоводородной кислот.

Это одно из веществ, из которых получают азотную кислоту.

Оксид азота (III)

В нормальных условиях является жидкостью, которая имеет синий цвет, а в стандартных — бесцветным газом. Чистый оксид существует только в твердом агрегатном состоянии.

Образуется при взаимодействии 50%-ной азотной кислоты и твердого оксида трехвалентного мышьяка (его также можно заменить крахмалом).

С помощью этого вещества в лабораториях получают азотистую кислоту и ее соли.

Оксид азота (IV)

Последнее название соответствует одному из его свойств. Ведь этот оксид имеет вид или красно-бурого газа или желтоватой жидкости. Ему присуща высокая химическая активность.

Данный оксид получают при взаимодействии азотной кислоты и меди, а также во время термического разложения нитрата свинца.

С помощью него производят серную и азотную кислоты, окисляют жидкое ракетное топливо и смесевые взрывчатые вещества.

Оксид азота (V)

Имеет вид бецветных и очень летучих кристаллов. Они могут плавиться при температуре 32,3 о С.

Этот оксид образуется при нескольких реакциях:

• Дегидрация азотной кислоты оксидом пятивалентного фосфора.
• Пропускание сухого хлора над нитратом серебра.
• Взаимодействие озона с оксидом четырехвалентного азота.

Из-за своей крайней неустойчивости в чистом виде нигде не используется.

Заключение

В химии существует девять оксидов азота, приведенные выше являются только классическими соединениями этого элемента. Остальные четыре — это, как уже было сказано, нестабильные вещества. Однако их все объединяет одно свойство — высокая токсичность. Выбросы оксидов азота в атмосферу приводят к ухудшению состояния здоровья живущих поблизости от промышленных химических предприятий людей. Симптомы отравления каким-либо из этих веществ — токсический отек легких, нарушение работы центральной нервной системы и поражение крови, причина которого — связывание гемоглобина. Поэтому с оксидами азота необходимо осторожно обращаться и в большинстве случаев использовать средства защиты.

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