Презентация на тему Кислородные соединения

(селитра)
P – 13 место; Ca3(PO4)3 (фосфорит), Ca3(PO4)2.Ca(OH,F)2 (апатит)
As –

51 место, FeAsS
(арсенопирит)
Sb – 59 место, Sb2S3
(антимонит)
Bi – 60 место, Bi2S3
(висмутит)

+ Пристли, швед Шееле, француз Лавуазье; от греч. «отрицающий

жизнь»
P – 1669 г., немец Бранд, от греч. «несущий огонь»
As - известен давно, от греч. «принадлежность к муж. роду»
Sb – известен давно, от греч. «противник уединения»
Bi – известен давно, от древнегерманского слова «Wismuth» (белый металл)

+ NaNO2 = N2 + NaCl + 2H2O (T,

в р-ре)
NH4NO2 = 2 H2O + N2 + 334 кДж
Тройная связь Е = 940 кДж/моль, оч. короткая, низкая поляризуемость
N2 = 2N K298 = 10-120 (!!!) (K4000ºC = 1.3·10-12)

комнатной Т, нитриды
N2 + 3Mg = Mg3N2 при нагревании
N2

+ 3Ca = Ca3N2 при нагревании
N2 + O2 = 2NO большие затраты энергии

Превращение атмосферного азота в аммиак осуществляется микроорганизмами почвы, содержащими фермент нитрогеназу. При этом ежегодно на поверхности земли связывается около 150 млн. т азота в аммиак.

гидразин
-1: NH2OH – гидроксиламин
-1/3: HN3 – азотоводородная к-та

= 2NH3 процесс Габера; ΔrH< 0, P, T, катализатор

(Fe)
на гетерогенных железных катализаторах и достигает ~ 130 млн.т в год. Эта реакция является основным источником связанного азота для производства удобрений.

января 1934 г. Нобелевская премия по химии, 1918 г.

зарезервирована, но в следующем году эта премия была вручена

Габеру «за синтез аммиака из составляющих его элементов». «Открытия Габера, сказал в своей речи при презентации А.Г. Экстранд, член Шведской королевской академии наук, – представляются чрезвычайно важными для сельского хозяйства и процветания человечества». Вручение награды вызвало резкую критику со стороны ученых стран Антанты, которые рассматривали Габера как военного преступника, участвовавшего в создании химического оружия.

NaCl + H2O

Для получения безводного NH3 перегоняют над щелочью

2NH3

+ NaClO = N2H4 + NaCl + H2O
(в щелочном растворе желатина)

+ OH- Kb = 1,8·10-5
N2H4 + H2O

= N2H5+ + OH- Kb = 10-6
N2H5+ + H2O = N2H62+ +OH- Kb = 10-15
NH4Cl – хлорид аммония
N2H5Cl – хлорид гидразиния
N2H6Cl2 – дихлорид гидразиния

10-33
2N2H4 ж = N2H5+ + N2H3- K = 10-25
Naтв

+ NH3 ж = NaNH2 + ½H2 (катализатор Fe)
Соли NaNH2 (амид), NaN2H3 (гидразинид) в воде полностью гидролизуются. Аналогично для Li2NH (имид), Li3N (нитрид).

3H2O = 3LiOH + NH3

Ковалентные Si3N4, Ge3N4, в том

числе со структурой алмаза AlN, GaN
Инертные (нет гидролиза), термически стабильные

Металлоподобные TiNx, CrN, Cr2N, Fe4N
Инертные, тугоплавкие, твердые
Катализаторы, полупроводники, конструкц. материалы

6NH4Br + N2
3CuOтв + 2NH3 г = 3Cu

+ N2 + 3H2O (при T)
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O (без катализатора)
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (с катализатором)

инертен; хороший восстановитель:
pH=0: N2 + 5H+ + 4e- =

N2H5+ ΔE = -0,23 B
pH=14: N2 + 4H2O +2e- = N2H4 +4OH- ΔE = -1,16 B

N2H4 + 2J2 = N2 + 4HJ
N2H5+ + 4Fe3+ = N2 + 4Fe2+ + 5H+

N2H4 + O2 = N2 + 2H2O
(алкилгидразины - ракетное топливо)

Cl, Br, I), H2CO3, H3PO4
(NH4)2CO3 = 2NH3 + CO2

+2H2O
NH4H2PO4 = NH3 + H3PO4
Соли кислот окислителей
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O
NH4NO3 = N2O+ 2H2O
(NH4)2SO4 = NH3 + NH4HSO4
3NH4HSO4 = N2 + NH3 + 3SO2 + 6H2O

чем к N
Fe3+ + 3NH3 + 3H2O = Fe(OH)3

+ 3NH4+

Cu2+,Ni2+, Co2+, Pd2+, Pt2+, Pt4+ большее сродство к N, чем к O
Cu2+ + 2NH3 + 2H2O = Cu(OH)2 + 2NH4+
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-

способен, н/р в воде

NH4NO3 расплав = N2O + 2H2O

(иногда взрыв!)

N2O + 2H+ +2e- = N2 + H2O E0 = +1,77B, pH = 0
N2O + H2O + 2e- = N2 + 2OH- E0 = +0,94B, pH = 14
Должен быть сильным окислителем (поддерживает горение), но инертен (кинетика)

в воде, парамагнитный
3Cu + 8HNO3 разб. = 3Cu(NO3)2 +

2NO + 4H2O

А) Медиатор и регулятор функций организма - снижение давления, передача нервных импульсов, имунная

Б) ЭКОЛОГИЯ
2NO = N2 + O2 (Cu+ на цеолите)

газов 1:1)
N2O3 – образует синию жидкость (Тпл.= -100оС), в

газе диссоциирует на NO и NO2




NO + NO2 + H2O = 2HNO2 (смесь газов 1:1)
NO + NO2 +2NaOH = 2NaNO2 + H2O

+ H+ + e- = NO + H2O E0

= +1,00 B
NO2- + 2J- + 2H+ = 2NO + J2 + H2O

HNO2 – восстановитель
HNO3 + 3H+ + 2e- = HNO2 + H2O E0 = +0,94 B
Окисляется MnO4-, Cr2O72- до NO3-
NO2- + 2MnO4- + 6H+ = 2Mn2+ + 5NO3- + 3H2O

Кислородные соединения N+3

:ONO-
изомеры
[(NH3)5Co(NO2)]Cl2 [(NH3)5Co(ONO)]Cl2
желтый коричневый

Н3О+ Н3О+

Устойчив [(NH3)5Co(H2O)]3+

Кислородные соединения N+3

ядовит
N2O4 – бесцветный, диамагнитный, Тпл=-11оС

2NO2 = N2O4 (K =

0,115 при 25оС)
Cu + 4HNO3 конц. = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

HNO2 (на холоду)
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

(при Т)

2NO2 + 2OH- = NO3- + NO2- + H2O (pH>7)
3HNO2 = NO3- + 2NO (pH<7)

в газе O2N-O-NO2, сильный окислитель

2HNO3 конц. + P2O5 =

2HPO3 + N2O5

HNO3 – сильный окислитель
Нитраты – сильные окислители только в расплавах

+ 2H2О + 3e- = NO + 4ОН- E0

= -0,14 B
NO3- + H2О + e- = NO2 + 2ОН- E0 = -0,86 B

Нитраты – сильные окислители в расплавах!
3KNO3 + 2FeCl3 + 10KOH =
2K2FeO4 + 3KNO2 + 5H2O + 6KCl

Кислородные соединения N+5

при нагревании
Конц. HNO3 окисляет S, P, C, J2 c

образованием NO2 и H2SO4, H3PO4, CO2, HJO3

Продукты восстановления HNO3 разб. зависят от C, T и от восстановителя (почти всегда смесь!!!)
3Cu + 8HNO3 разб. = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
4Mg + 10HNO3 разб. = 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

= NaNO2 + 1/2O2
Щелочные и Щелочноземельные

металлы и др. (в ряду напряжений левее Mg)

Pb(NO3)2 = PbO + 2NO2 + 1/2O2 (от Mg до Cu)

AgNO3 = Ag + NO2 + 1/2O2 (правее Cu)

жидкость
NBr3 – очень неустойчив
NJ3.NH3 – ЧРЕЗВЫЧАЙНО ВЗРЫВООПАСЕН