Азот и его соединения

АЗОТ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

ЦЕЛЬ:

ПОВТОРЕНИЕ И УГЛУБЛЕНИЕ ЗНАНИЙ О ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ АЗОТА И ЕГО СОЕДИНЕНИЯХ

Постановка проблемы

«АЗОТ: БЕЗЖИЗНЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ИЛИ ВАЖНАЯ СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ?»

« НЕТ ЖИЗНИ БЕЗ АЗОТА, ИБО ОН ЯВЛЯЕТСЯ ВАЖНЕЙШЕЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЧАСТЬЮ БЕЛКОВОЙ МОЛЕКУЛЫ » Д.Н. ПРЯНИШНИКОВ

• История открытия азота. Нахождение в природе.

• Азот. Свойства. Получение. Применение
• Аммиак. Получение. Свойства. Применение

Значение аммиака в медицине

• Роль азота в живых организмах. Круговорот азота в природе

• Оксиды азота. Свойства.
• Свойства азотной кислоты и ее значение.

• Соли соединений азота.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ АЗОТА

В 177 2 году английский химик

Генри Кавендиш - - «удушливый воздух»

В 1772 году шотландский химик,

ботаник и врач Даниел Резерфорд –

- «ядовитый воздух»

В 1773 году шведский химик-

аптекарь Карл Шееле –

«испорченный воздух»

В 1776 году французский химик

Антуан Лавуазье –

- «безжизненный воздух»

Нахождение в природе

Азот – один из распространенных элементов на Земле:

• в атмосфере - 4•10 15 по массе и 78% газообразного азота по объёму

( в состав воздуха)

- литосфере – 1,9•10 -3 по массе

- в живых организмах - 0,3% по массе

-В белке животных и человека - 16–17% азота -

-3

Шкала степеней окисления азота

0

-3

-2

-1

+1

+2

+3

+4

+5

азот получают перегонкой жидкого воздуха

• азот получают перегонкой жидкого воздуха

Строение

Состав

NH 3

••

H

H

N

Молекула образована

ковалентной полярной связью

H

Свойства физические

Строение

NH 3

Молекулярная

кристаллическая

решетка

Легче воздуха

Газ,

с характерным

запахом

Хорошо растворим в воде

NH 3

H 2 O

Строение

Свойства химические

NH 3

Восстановитель

( т.к. с.о.-3)

Основание

( т.к. имеется неподеленная пара е)

+ О 2 N 2 + Н 2 О

+ H 2 O NH 4 OH

катализатор

гидроксид аммония

+ О 2 N О + Н 2 О

+ HCl NH 4 Cl

+ Cu О N 2 + Cu + Н 2 О

х лорид аммония

NH 3

Получение

Применение

В лаборатории

+t

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O

Ca(OH) 2

NH4Cl

NH 3

Получение

Применение

В промышленности

теплообменник

холодильник

катализатор

турбокомпрессор

сепаратор NH 3

Смесь

азота и

водорода

Fe, t, p

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3

NH 3

Свойства

Применение

Аммиак - газ.

Аммиак имеет

резкий запах.

Аммиак

содержит

ценный для

растений элемент

- азот

При

испарении

жидкого

аммиака

поглощается

большое

количество теплоты

Аммиак-

хороший

восстановитель

Взаимодействует с

Кислородом.

АММИАК В МЕДИЦИНЕ

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

БЕЛОК

ГОРМОНЫ

ГЕМОГЛОБИН

Без азота → нет белка → без белка → нет жизни .

замедляется рост растения

образование хлорофилла

бледно-зеленая окраска листьев

стебли становятся тонкими и слабо ветвятся

цветки, не раскрываясь, засыхают и опадают

1

Солеобразующие: N2O3 NO2 N2O5

Несолеобразующие: N2O NO

+1

N 2 O

несолеобразующий

Молекула линейна

Бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом, хорошо растворим в воде, но не взаимодействует с ней. В смеси с кислородом используется в медицине для слабого наркоза. («веселящий» газ)

При 700 С разлагается: 2 N2O= 2N2 + O2

+2

NO

несолеобразующий

Бесцветный газ, не имеет запаха. В воде малорастворим. Образуется из азота и кислорода при сильных электрических разрядах (например, во время грозы в воздухе) или при высокой температуре:

N2 + O2  2NO

В лаборатории: С u + HNO3 == Cu(NO3)2 + NO + H2O

+3

N 2 O 3

Кислотный оксид:

N2O3 + H2O = 2HNO2

N2O3 + 2 KOH = 2 KNO2 = H2O

жидкость, темно – синего цвета, неустойчива при низких температурах и разлагается: N2O3 = NO + NO2

токсичен

+ 4

NO 2

Кислотный оксид:

2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3

« Лисий хвост» Ядовитый газ бурого цвета, имеет характерный запах. Хорошо растворяется в воде.

+ 5

N 2 O 5

Кислотный оксид:

N2O5 + H2O == 2HNO3

   Легко разлагается (при нагревании – со взрывом):

2N 2 O 5 == 4NO 2 + O 2

Бесцветные прозрачные кристаллы, хорошо растворяющиеся в воде с образованием азотной кислоты : N2O5 + H2O == 2HNO3

Нестойкие кристаллы: 2 N2O5 ==4NO2 + O2

«Азотная кислота»

По основности:

одноосновная

По содержанию «О»:

кислородсодержащая

По растворимости в воде:

растворимая

По стабильности:

нестабильная

По летучести:

летучая

По степени диссоциации:

сильная

Ж., з., ρ = 1,51 г/см 3 , t пл = - 42 0 С, t кип = 86 0 С

Н NO 3 ( конц., дымящая)

ω = 1, желтая

Н NO 3 ( разб., недымящая)

ω = 0, бесцветная

« Дымит», так как пары ее образуют с влагой воздуха мелкие капельки тумана

Правила обращения с концентрированной азотной кислотой

• Работать в резиновых перчатках!
• Берегись ожога!
• При попадании кислоты на кожу место поражения быстро промыть большим количеством воды!

Химические свойства

«Азотная кислота по характеру среди своих подруг - самая сильная и уверенная в себе . Внешне это не проявляется »

H + + NO 3 -

Н NO 3 

Красный

Н NO 3 + лакмус фиолетовый =

С основными оксидами

CuO + 2HNO 3  = Cu(NO 3 ) 2  + H 2 O

С основаниями (нерастворимыми):

Cu(OH) 2  + 2HNO 3  = Cu(NO3) 2  + 2H 2 O

С растворимыми основаниями

NaOH + HNO 3  = NaNO 3 + H 2 O

C солями ( более слабых кислот):

Na 2 CO3 + 2HNO3 = 2NaNO 3  + CO 2 + H 2 O

HNO 3

концентрированная

разбавленная

щелочные и

щелочно-земельные

Fe, Su

тяжелые

металлы

щелочные и

щелочно-земельные

тяжелые

металлы

NO

NO 2

NH 4 NO 3

N 2 O

Fe

Cr

Au

Al

Pt

пассивирует

NH3

не взаимодей-

ствует

Азотная кислота взаимодействует со многими неметаллами ,

окисляя их до соответствующих кислот:

3P + 5HNO 3 + H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO

C + 4HNO 3 = CO 2 + H 2 O + 4NO 2

Минеральные

удобрения

HNO 3

Взрывчатые

вещества

Ракетное

топливо

Лекарства

Пластмассы

СОЛИ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА

Нитраты – соли азотной кислоты, получают при действии кислоты на металлы, их оксиды и гидроксиды.

Селитры – соли азотной кислоты и щелочных металлов.

NaNO 3 – натриевая селитра

К NO 3 – калиевая селитра

При нагревании нитраты разлагаются

с выделением кислорода ( O 2 )

MeNO 3 MeNO 2 + O 2

до Mg

MeNO 3 MeO + NO 2 + O 2

от Mg до Pb

MeNO 3 Me + NO 2 + O 2

после Cu

соли аммония - взаимодействии аммиака или его водных растворов с кислотами

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3

NH 4 NO 3

(аммиачная) селитра

(NH 4 ) 2 SO 4

аммония сульфат, сернокислый аммоний

N 2 O

NO

N 2 O 3

NO 2

N 2 O 5

1 .БЕСЦВЕТНЫЙ ГАЗ

2.ТЕМНО -СИНЯЯ ЖИДКОСТЬ

3.БУРЫЙ ГАЗ

4.ВЕСЕЛЯЩИЙ ГАЗ

5.БЕЛОЕ ТВЕРДОЕ ВЕЩЕСТВО

6.СЛАБЫЙ НАРКОТИК

7.АНГИДРИДАЗОТИСТОЙ И АЗОТНОЙ КИСЛОТ

8.НЕСОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ ОКСИД

9. ЛЕГКО ОКИСЛЯЕТСЯ ВОЗДУХОМ

10.СОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ ОКСИД

N 2 O

NO

1,4,6,8

N 2 O 3

1,8,9

NO 2

2,10

N 2 O 5

3,7,10

5,10

Осуществите цепочку превращений а) N 2  NH 3  NO  NO 2  HNO 3  Cu(NO 3 ) 2 б) NH4CI X 1 NH 4 NO 3 N 2 NO 2

ЗАДАЧА Сколько литров нитрата аммония потребуется для получения оксида азота ( I) объемом 2 л ( н.у)

В атмосфере бурого газа А сгорает простое вещество В, при этом образуются два газообразных вещества – сложное C и простое D . Оба этих вещества (C и D) входят в состав воздуха. Простое вещество вступает в реакцию соединения с магнием. Что собой представляют вещества А, В, С , D ? Напишите уравнения реакций.

A – NO 2 ,

B – C,

C – CO 2 ,

D – N 2

2NO 2 + 2C = 2CO 2 + N 2 ,

3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 .

Выберите один правильный вариант ответа

1.Электронная формула атома азота:

а)2 S 2 2 P 6

б)2 S 2 2 P 3

в)3 S 2 3 P 3

Г) 2 S 2 2 P 5

2.Степень окисления -3 азот проявляет в соединении: а) NH 3 б) NO в) Н NO 3 г) NaNO 2

3.Коэффициент перед формулой окислителя в уравнении реакции горения аммиака равен: а) 2 б) 3 в) 5 г) 4

4. аммиак в промышленности получают… а) N 2 + 3 H 2 = 2 NH 3 б) 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3 в) N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3 г) NaNO 3 (K) + H 2 SO 4 (K) = NaHSO 4 + HNO 3

5.Бурый газ, дающий при растворении в воде кислую среду, - это а) NO б) NH 3 в) NO 2 г) N 2 О 5

6.Азотная кислота может взаимодействовать с каждым веществом из группы: а) CaO , CO 2 , NaOH , Zn б ) MgO , Fe ( OH ) 3 , Cu , Na 2 CO 3 в) Н 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , NaOH , Fe г) N а NO 3 , CaCO 3 , Ca , CaO

7. Концентрированная азотная кислоты реагирует с медью с образованием: а) воды и нитрата меди ( II ) б) нитрата меди ( II ) и водорода в) нитрата меди ( II ), воды, оксида азота ( I) г) нитрата меди ( II ), воды и оксида азота ( IV)

8. Коэффициент перед формулой соли в уравнении реакции Mg +HNO 3 = NO + … + H 2 O равен … а)3 б)4 в)6 г)8