Азот — это что за вещество? типы и свойства азота

Происхождение названия

Название «азо́т» (фр. azote, по наиболее распространённой версии, от др.-греч. ἄζωτος — безжизненный), вместо предыдущих названий («флогистированный», «мефитический» и «испорченный» воздух) предложил в 1787 году Антуан Лавуазье, который в то время в составе группы других французских учёных разрабатывал принципы химической номенклатуры, в том же году это предложение опубликовано в труде «Метод химической номенклатуры». Как показано выше, в то время уже было известно, что азот не поддерживает ни горения, ни дыхания. Это свойство и сочли наиболее важным. Хотя впоследствии выяснилось, что азот, наоборот, крайне необходим для всех живых существ, название сохранилось во французском и русском языках. Окончательно в русском языке этот вариант названия закрепился после выхода в свет книги Г. Гесса «Основания чистой химии» в 1831 году.

Существует и иная версия. Слово «азот» придумано не Лавуазье и не его коллегами по номенклатурной комиссии; оно вошло в алхимическую литературу уже в раннем средневековье и употреблялось для обозначения «первичной материи металлов», которую считали «альфой и омегой» всего сущего. Это выражение заимствовано из Апокалипсиса: «Я есмь Альфа и Омега, начало и конец» (Откр. ). Слово составлено из начальных и конечных букв алфавитов трёх языков — латинского, греческого и древнееврейского, — считавшихся «священными», поскольку, согласно Евангелиям, надпись на кресте при распятии Христа была сделана на этих языках (а, альфа, алеф и зет, омега, тав — AAAZOTH). Составители новой химической номенклатуры хорошо знали о существовании этого слова; инициатор её создания Гитон де Морво отмечал в своей «Методической энциклопедии» (1786 год) алхимическое значение термина.

Возможно, слово «азот» произошло от одного из двух арабских слов — либо от слова «аз-зат» («сущность» или «внутреннюю реальность»), либо от слова «зибак» («ртуть»).

Название «азот», помимо французского и русского, принято в итальянском, турецком и ряде славянских языков, а также во многих языках народов бывшего СССР.

На латыни азот называется nitrogenium, то есть «рождающий селитру», отсюда символ N. Это название во французской форме nitrogène предложил французский химик Ж. Шапталь в 1790 году в своей книге «Элементы химии», однако во французском языке оно не прижилось, в отличие от многих других языков (в частности, английского, испанского, венгерского, норвежского), где название производно от этого слова. В немецком языке используется название Stickstoff, что означает «удушающее вещество», аналогично в нидерландском; схожие по значению названия используются в некоторых славянских языках (например, хорватское dušik).

Фосфор

Роль в жизни растений

Фосфор входит в состав важнейших
веществ клеток: ДНК и РНК, фосфолипидов (сложных
эфиров глицерина, жирных кислот и фосфорной
кислоты), сахарофосфатов (фосфорных эфиров
сахаров), участвующих в фотосинтезе; АТФ –
универсального энергетического вещества клетки.

Фосфор составляет 0,1–0,7% от массы
растения. Из почвы, где фосфора содержится 800
мг/кг, растения получают его в виде солей в
процессе корневого питания. Мировой урожай
ежегодно уносит с полей более 3 млн т фосфора.

Фосфор ускоряет созревание плодов и
повышает хладостойкость растений. При его
недостатке замедляется обмен веществ в клетках,
образуются слабые корни, пурпурные листья,
задерживается созревание, снижается
урожайность, происходит накопление пигмента
антоцианина. На фоне зеленой окраски хлорофилла
красная и лиловая окраски придают листьям
голубоватый оттенок, а при сильном преобладании
пигмента они становятся лиловыми. Кроме того, все
части растения, содержащие мало хлорофилла –
стебли, черешки, жилки, нижняя поверхность
листьев, – окрашиваются в красноватые и лиловые
цвета.

Роль в жизни животных и человека

В организме животных фосфор составляет
в среднем 0,95% по массе. В организме человека
содержится около 4,5 кг фосфора, чаще всего в
соединении с кальцием. Из этого количества около
4,4 кг приходится на кости, около 130 г на мышцы и 12 г
– на нервы и мозг, много фосфора содержится в
крови и молоке.

Фосфор входит в состав липидов, ДНК, РНК, АТФ.
Почти все важнейшие физиологические процессы
человека и животных связаны с превращением
фосфорсодержащих веществ: построение клеточных
мембран, образование костей, поглощение и
перенос глюкозы, глицерола и жирных кислот,
энергетический метаболизм, кислотно-щелочное
равновесие.

Для организма человека фосфора
необходимо почти вдвое больше, чем кальция, хотя
кальций и фосфор – «неразлучные» минеральные
вещества, они не могут друг без друга. Фосфор, так
же как и кальций, является составной частью
костной ткани. Зубная эмаль – это соединение
фосфора, близкое по составу и кристаллическому
строению важнейшему минералу фосфора –
гидроксиапатиту Ca5ОН(PO4)3. Если
нарушается баланс фосфора и кальция, организм
для своего «выживания» вынужден брать кальций из
«костного запаса»: зубов, ногтей, крупных
суставов.

В активно работающих органах – печени,
мышцах, мозге – наиболее интенсивно расходуется
АТФ. Фосфорсодержащий фермент фосфорилаза
катализирует реакции, связанные с
использованием запасных углеводов и,
следовательно, обеспечивает клетки энергией. В
процессе окисления углеводов в ткани мозга
важную роль играют дифосфопиридиннуклеотид и
неорганический фосфат. Поэтому академик А.Е.
Ферсман назвал фосфор «элементом жизни и мысли».
Суточная потребность в фосфоре составляет 1,3 г.
Из организма фосфор выводится с мочой и калом.

Основные источники поступления в
организм

Овощи: зеленый горошек, шпинат, бобы,
чечевица, огурцы, цветная капуста, соя, редис,
сельдерей, оливки. Злаки: овес, рожь, ячмень,
пророщенная пшеница, цельные зерна пшеницы.
Фрукты: яблоки, груши. Орехи: арахис, грецкие,
кешью. Продукты животного происхождения: мясо,
яйца, сыр, рыба (сардины, лосось), креветки, печень
трески. Грибы.

Знаете ли вы, что…

  • Открыт фосфор в 1669 г. немецким
    алхимиком из Гамбурга Х.Брандом. При перегонке
    сухого остатка от выпаривания мочи Бранд заметил
    зеленоватое свечение, отсюда название элемента фосфорос
    – светящийся в темноте: от греч. фос – свет и форос
    – несущий.

  • В теле человека 1,4 х 1025 атомов
    фосфора, а в одной человеческой клетке – 1,4 х 1011.

  • В сутки с продуктами питания в организм
    человека поступает 1000–3000 мг фосфора.

  • Различные соединения фосфора входят в
    состав лекарственных препаратов для лечения
    заболеваний сердца, печени, желудка; фосфаты
    цинка используются как пломбировочный материал
    в стоматологии.

  • При изготовлении спичек массу,
    наносимую на спичечную головку, готовят из смеси
    красного фосфора Рn (состоит из
    полимерных молекул), горючих веществ,
    бертолетовой соли KClO3 и катализаторов (МnО2,
    2О3).

  • Белый фосфор окисляется на воздухе,
    давая зеленое свечение в темноте. Он применяется
    в производстве фосфорной кислоты и красного
    фосфора, как реагент в органических синтезах,
    раскислитель сплавов, зажигательное средство.
    Белый фосфор чрезвычайно ядовит, опасная для
    жизни доза – более 50 мг.

Литература

  • Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1, М.: «Химия», 1973;
  • Химия: Справ. изд./В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. 2-е изд., стереотип. — М.: Химия, 2000 ISBN 5-7245-0360-3 (рус.), ISBN 3-343-00208-9 (нем.);
  • Ахметов Н. С., Общая и неорганическая химия. 5-е изд., испр. — М.: Высшая школа, 2003 ISBN 5-06-003363-5;
  • Гусакова Н. В., Химия окружающей среды. Серия «Высшее образование». Ростов-на-Дону: Феникс, 2004 ISBN 5-222-05386-5;
  • Исидоров В. А., Экологическая химия. СПб: Химиздат, 2001 ISBN 5-7245-1068-5;
  • Трифонов Д. Н., Трифонов В. Д., Как были открыты химические элементы — М.: Просвещение, 1980
  • Справочник химика, 2-е изд., т. 1, М.: «Химия», 1966;

История открытия

В 1772 году Генри Кавендиш провёл опыт: он многократно пропускал воздух над раскалённым углём, затем обрабатывал его щёлочью, в результате получался остаток, который Кавендиш назвал удушливым (или мефитическим) воздухом. С позиций современной химии ясно, что в реакции с раскалённым углём кислород воздуха связывался в углекислый газ, который затем поглощался щёлочью. При этом остаток газа представлял собой по большей части азот. Таким образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что это новое простое вещество (химический элемент), и описал его как мефитический воздух (от английского mephitic — ‘вредный’). В том же году Кавендиш сообщил об этом опыте Джозефу Пристли.

Интересен тот факт, что он сумел связать азот с кислородом при помощи разрядов электрического тока, а после поглощения оксидов азота в остатке получил небольшое количество газа, абсолютно инертного, хотя, как и в случае с азотом, не смог понять, что выделил новый химический элемент — инертный газ аргон.

Джозеф Пристли в это время проводил серию экспериментов, в которых также связывал кислород воздуха и удалял полученный углекислый газ, то есть также получал азот, однако, будучи сторонником господствующей в те времена теории флогистона, также неверно истолковал полученные результаты — он решил, что выделил флогистированный воздух (т. е. насыщенный флогистоном).

В сентябре 1772 года шотландский химик Даниэль Резерфорд опубликовал магистерскую диссертацию «О так называемом фиксируемом и мефитическом воздухе», в которой описал азот как вредный, ядовитый воздух и предположил, что это новый химический элемент, а также описал основные свойства азота (не реагирует со щелочами, не поддерживает горения, непригоден для дыхания). Резерфорд также был сторонником флогистонной теории, поэтому также не смог понять, что же он выделил. Таким образом, чётко определить первооткрывателя азота невозможно.

В то же время азот выделил Карл Шееле: летом 1772 года он получил азот по методу Кавендиша и исследовал его в течение пяти лет, затем опубликовал результаты своих исследований. В этой публикации Шееле первым описал воздух как смесь отдельных газов: «огненного воздуха» (кислорода) и «грязного воздуха» (азота). Из-за того, что Шееле задержался с публикацией своих исследований, до сих пор идут споры о первооткрывателе азота.

Роль азота в биологии, круговорот азота

На Земле азот претерпевает ряд трансформаций, в которых участвуют и биотические (связанные с жизнью) и абиотические факторы. Из атмосферы и почвы азот поступает в растения, причем не напрямую, а через микроорганизмы. Азотфиксирующие бактерии удерживают и перерабатывают азот, превращая его в форму, легко усваиваемую растениями. В организме растений азот переходит в состав сложных соединений, в частности – белков.

По пищевой цепи эти вещества попадают в организмы травоядных, а затем – хищников. После гибели всего живого азот вновь попадает в почву, где подвергается разложению (аммонификации и денитрификации). Азот фиксируется в грунте, минералах, воде, попадает в атмосферу, и круг повторяется.

Применение азота:

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон
  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Stickstoff
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Азот
  4. http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=210
  5. https://chemicalstudy.ru/azot-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

азот атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решеткаатом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома электронные формулы сколько атомов в молекуле азотасколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические 

Коэффициент востребованности
4 599

Применение

Газообразный азот

Промышленное применение газообразного азота обусловлено его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению. В нефтедобывающей промышленности газообразный азот применяется для обеспечения безопасного бурения, используется в процессе капитального и текущего ремонта скважин. Кроме того, газообразный азот высокого давления используют в газовых методах повышения нефтеотдачи пласта. В нефтехимии азот применяется для продувки резервуаров и трубопроводов, проверки работы трубопроводов под давлением, увеличения выработки месторождений. В горнодобывающем деле азот может использоваться для создания в шахтах взрывобезопасной среды, для распирания пластов породы, тушения эндогенных пожаров. В производстве электроники азот применяется для продувки областей, не допускающих наличия окисляющего кислорода. Если в процессе, традиционно проходящем с использованием воздуха, окисление или гниение являются негативными факторами — азот может успешно заместить воздух.

Газообразным азотом заполняют камеры шин шасси летательных аппаратов. Кроме того, в последнее время заполнение шин азотом стало популярно и среди автолюбителей, хотя однозначных доказательств эффективности использования азота вместо воздуха для наполнения автомобильных шин нет.

Жидкий азот

Слабокипящий жидкий азот в металлическом стакане

Жидкий азот применяется как хладагент и для криотерапии.

Важной областью применения азота является его использование для дальнейшего синтеза самых разнообразных соединений, содержащих азот, таких, как аммиак, азотные удобрения, взрывчатые вещества, красители и т. п. Более 3/4 промышленного азота идёт на синтез аммиака

Большие количества азота используются в коксовом производстве («сухое тушение кокса») при выгрузке кокса из коксовых батарей, а также для «передавливания» топлива в ракетах из баков в насосы или двигатели.

В пищевой промышленности азот зарегистрирован в качестве пищевой добавки E941, как газовая среда для упаковки и хранения, хладагент, а жидкий азот применяется при разливе масел и негазированных напитков для создания избыточного давления и инертной среды в мягкой таре.

Жидкий азот нередко демонстрируется в кинофильмах в качестве вещества, способного мгновенно заморозить достаточно крупные объекты. Это широко распространённое заблуждение. Даже для замораживания цветка необходимо достаточно продолжительное время. Это связано отчасти с весьма низкой теплоёмкостью азота. По этой же причине весьма затруднительно охлаждать, скажем, замки до −196 °C и раскалывать их одним ударом.

Литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 °C, образует примерно 700 литров газа. По этой причине жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытого типа или криогенных ёмкостях под давлением. На этом же факте основан принцип тушения пожаров жидким азотом. Испаряясь, азот вытесняет кислород, необходимый для горения, и пожар прекращается. Так как азот, в отличие от воды, пены или порошка, просто испаряется и выветривается, азотное пожаротушение — самый эффективный с точки зрения сохранности ценностей механизм тушения пожаров.

Заморозка жидким азотом живых существ с возможностью последующей их разморозки проблематична. Проблема заключается в невозможности заморозить (и разморозить) существо достаточно быстро, чтобы неоднородность заморозки не сказалась на его жизненных функциях. Станислав Лем, фантазируя на эту тему в книге «Фиаско», придумал экстренную систему заморозки азотом, в которой шланг с азотом, выбивая зубы, вонзался в рот астронавта и внутрь его подавался обильный поток азота.

В качестве легирующей добавки к кремнию, образует высокопрочное соединение (керамику) нитрид кремния, обладающее высокой вязкостью и прочностью.

Жидкий азот, свойства, характеристики и температура жидкого азота:

Жидкий азот – бесцветная прозрачная жидкость, без запаха. Является одним из четырёх агрегатных состояний азота.

Жидкий азот имеет температуру кипения 77,35 К (-195,8 оС) при давлении 101,3 кПа и удельный объем 1,239 дм3/кг при той же температуре и давлении, т.е. при температуре 77,35 К и давлении 101,3 кПа.

Жидкий азот обладает удельной плотностью 0,808 г/см³.

1 (один) литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 °C, образует примерно 700 литров газа.

Жидкий азот не взрывоопасен и не ядовит.

В Российской Федерации в соответствии с ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) «Азот газообразный и жидкий. Технические условия» (с Изменениями N 1, 2, 3, с Поправками N 1, 2) установлены 3 марки жидкого азота: особой чистоты, повышенной чистоты и технический азот, каждая из которых подразделяется на 1-й и 2-й сорта.

По физико-химическим показателям жидкий азот (а также газообразный азот) в соответствии с ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) должен соответствовать следующим нормам:

Наименование показателя  Норма для марки жидкого азота, а также газообразного азота
особой чистоты повышенной чистоты технического
1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
1. Объемная доля азота, %, не менее 99,999 99,996 99,99 99,95 99,6 99,0
2. Объемная доля кислорода, %, не более 0,0005 0,001 0,001 0,05 0,4 1,0
3. Объемная доля водяного пара в газообразном азоте, %, не более 0,0007 0,0007 0,0015 0,004 0,009
4. Содержание масла в газообразном азоте Не определяется Выдерживает испытание по п.3.7
5. Содержание масла, механических примесей и влаги в жидком азоте Выдерживает испытание по п.3.8
6. Объемная доля водорода, %, не более 0,0002 0,001 Не нормируется
7. Объемная доля суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СН, %, не более 0,0003 0,001 То же
Примечания:
1. Показатель по подпункту 1 таблицы включает примеси инертных газов (аргон, неон, гелий).

Жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытого типа или криогенных ёмкостях под давлением.

Жидкий азот – низкокипящая жидкость, которая может вызвать обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз. При отборе проб жидкого азота необходимо работать в защитных очках.

Накопление газообразного азота вызывает явление кислородной недостаточности и удушья. Содержание кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть не менее 19% (по объему).

При повышении в жидком азоте содержания кислорода до 30% (по объему) (например, в результате испарения жидкого азота) возможно образование пожаро-, взрывоопасных смесей с органическими веществами. Поэтому в ваннах или других открытых сосудах, предназначенных для проведения работ в среде жидкого азота, присутствие масел, органических растворителей и других пожаро-, взрывоопасных веществ недопустимо.

Перед использованием и проведением работ с применением жидкого азота должна проводиться проверка содержания в нем кислорода.

Слив жидкого азота должен проводиться в специально отведенных местах, не имеющих покрытий из асфальта, дерева или других органических материалов. (см. ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73)).

Впервые жидкий азот получен Раулем Пикте.

Азот в природе[править | править код]

Природный азот состоит из двух стабильных изотопов 14N — 99,635 % и 15N — 0,365 %.

Распространённостьправить | править код

Вне пределов Земли азот обнаружен в газовых туманностях, солнечной атмосфере, на Уране, Нептуне, межзвёздном пространстве и др. Азот — четвёртый по распространённости элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода).

Масса растворённого в гидросфере азота, учитывая, что одновременно происходят процессы растворения азота атмосферы в воде и выделения его в атмосферу, составляет около 2·1013 т, кроме того примерно 7·1011 т азота содержатся в гидросфере в виде соединений.

Круговорот азота в природеправить | править код

В отсутствие деятельности человека процессы связывания азота и нитрификации практически полностью уравновешены противоположными реакциями денитрификации. Часть азота поступает в атмосферу из мантии с извержениями вулканов, часть прочно фиксируется в почвах и глинистых минералах, кроме того, постоянно идёт утечка азота из верхних слоёв атмосферы в межпланетное пространство.

Получение

Разложение нитрита аммония

В лабораториях его можно получать по реакции разложения нитрита аммония:

NH4NO2→N2↑+2H2O{\displaystyle {\mathsf {NH_{4}NO_{2}\rightarrow N_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}

Реакция экзотермическая, идёт с выделением 80 ккал (335 кДж), поэтому требуется охлаждение сосуда при её протекании (хотя для начала реакции требуется нагревание нитрита аммония).

Практически эту реакцию выполняют, добавляя по каплям насыщенный раствор нитрита натрия в нагретый насыщенный раствор сульфата аммония, при этом образующийся в результате обменной реакции нитрит аммония мгновенно разлагается.

Выделяющийся при этом газ загрязнён аммиаком, оксидом азота (I) и кислородом, от которых его очищают, последовательно пропуская через растворы серной кислоты, сульфата железа (II) и над раскалённой медью. Затем азот осушают.

Нагревание дихромата калия с сульфатом аммония

Ещё один лабораторный способ получения азота — нагревание смеси дихромата калия и сульфата аммония (в соотношении 2:1 по массе). Реакция идёт по уравнениям:

K2Cr2O7+(NH4)2SO4→(NH4)2Cr2O7+K2SO4{\displaystyle {\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+(NH_{4})_{2}SO_{4}\rightarrow (NH_{4})_{2}Cr_{2}O_{7}+K_{2}SO_{4}}}}
(NH4)2Cr2O7→N2↑+Cr2O3+4H2O{\displaystyle {\mathsf {(NH_{4})_{2}Cr_{2}O_{7}\rightarrow N_{2}\uparrow +Cr_{2}O_{3}+4H_{2}O}}}

Разложение азидов

Наиболее чистый азот можно получить разложением азидов металлов:

2NaN3 →ot 2Na+3N2↑{\displaystyle {\mathsf {2NaN_{3}\ {\xrightarrow{^{o}t}}\ 2Na+3N_{2}\uparrow }}}

Реакция воздуха с раскалённым коксом

Так называемый «воздушный», или «атмосферный» азот, то есть смесь азота с благородными газами, получают путём реакции воздуха с раскалённым коксом, при этом образуется так называемый «генераторный», или «воздушный», газ — сырьё для химических синтезов и топливо. При необходимости из него можно выделить азот, поглотив монооксид углерода.

Перегонка воздуха

Молекулярный азот в промышленности получают фракционной перегонкой жидкого воздуха. Этим методом можно получить и «атмосферный азот». Также широко применяются азотные установки и станции, в которых используется метод адсорбционного и мембранного газоразделения.

Пропускание аммиака над оксидом меди (II)

Один из лабораторных способов — пропускание аммиака над оксидом меди (II) при температуре ~700 °C:

3CuO+2NH3→N2↑+3Cu+3H2O{\displaystyle {\mathsf {3CuO+2NH_{3}\rightarrow N_{2}\uparrow +3Cu+3H_{2}O}}}

Аммиак берут из его насыщенного раствора при нагревании. Количество CuO в 2 раза больше расчётного. Непосредственно перед применением азот очищают от примеси кислорода и аммиака пропусканием над медью и её оксидом (II) (тоже ~700 °C), затем сушат концентрированной серной кислотой и сухой щёлочью.
Процесс происходит довольно медленно, но он того стоит: газ получается весьма чистый.

Соединения азота

Свободный азот при обычных температурах химически инертен; при высокой температуре вступает в соединение со многими элементами.

С водородом азот образует ряд соединений, основными из которых являются следующие:

1. Аммиак (см.). Азот, входящий в состав аммиака, принято называть аммиачным азотом. В санитарно-гигиенической практике определение аммиачного азота производят при исследовании питьевых вод, при изучении процессов гниения белковых веществ (в частности, мяса и рыбы) и так далее.

2. Гидразин (N2H4) — бесцветная, дымящая на воздухе жидкость. С кислотами образует соли гидразина, например, с соляной кислотой — хлористый гидразоний (N2H4-HCl). Применяется как сильный восстановитель

Органические соединения гидразина имеют важное значение для характеристики Сахаров (см. Углеводы).

3. Азотистоводородная кислота (HN3) — бесцветная, кипящая при t° 37° жидкость с резким запахом. Взрывается с большой силой при нагревании. В водных растворах устойчива и проявляет свойства слабой кислоты. Соли ее — азиды — неустойчивы и взрываются при нагревании или ударе. Азид свинца Pb(N3)2 применяется в качестве детонатора. Вдыхание паров HN3 вызывает сильную головную боль и раздражение слизистых оболочек.

С кислородом азот образует пять окислов.

1. Закись азота, или веселящий газ (N2O), — бесцветный газ, получают при нагревании (выше 190°) азотнокислого аммония:

NH4NO3 = N2O + 2H2O.
В смеси с кислородом закись азота применяют как слабый наркотик, вызывающий состояние опьянения, эйфории, притупление болевой чувствительности. Применяется для ингаляционного наркоза (см.).

2. Окись азота (NO) — бесцветный газ, плохо растворимый в воде; в лабораториях получают действием азотной кислоты средней концентрации на медь:

8HNO3 + 3Cu = 2NO + 3Cu (NO3)2 + 4H2O,
в технике — продуванием воздуха через пламя электрической дуги. На воздухе мгновенно окисляется, образуя красно-бурые пары двуокиси азота; вместе с последней вызывает отравления организма (см. ниже — Профессиональные вредности соединений азота).

3. Двуокись азота (NO2) — красно-бурый газ, имеющий характерный запах и состоящий из собственно двуокиси А. и ее бесцветного полимера — четырехокиси азота (N2O4) — азотноватого ангидрида. Двуокись азота легко сгущается в красно-бурую жидкость, кипящую при t° 22,4° и затвердевающую при t° — 11° в бесцветные кристаллы. Растворяется в воде с образованием азотистой и азотной кислот:

2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3.

Является сильным окислителем и опасным ядом. Двуокись азота образуется при получении азотной кислоты, при реакциях нитрования, травлении металлов и тому подобное и поэтому представляет собой профессиональный яд.

4. Трехокись азота, ангидрид азотистой к-ты (N2O3), — темно-синяя жидкость, затвердевающая при t° — 103° в голубые кристаллы. Устойчива лишь при низких температурах. С водой образует слабую и непрочную азотистую кислоту, со щелочами — соли азотистой кислоты — нитриты.

5. Пятиокись азота, ангидрид азотной к-ты (N2O5), — бесцветные призматические кристаллы, имеющие плотность 1,63, плавящиеся при t° 30° в желтую, слегка разлагающуюся жидкость; разложение усиливается при нагревании и при действии света. Температура кипения около 50°. С водой образует сильную, довольно устойчивую азотную кислоту, со щелочами — соли этой кислоты — нитраты.

При нагревании азот непосредственно соединяется со многими металлами, образуя нитриды металлов, например Li3N, Mg3N2, AlN и др. Многие из них разлагаются водой с образованием аммиака, например

Mg3N2 + 6H2O = 2NH3 + 3Mg(OH)2.

Азот входит в состав большого числа органических соединений, среди которых особое значение имеют алкалоиды, аминокислоты, амины, нитросоединения, цианистые соединения и наиболее сложные природные соединения — белки.

Фиксация атмосферного азота. В течение долгого времени исходными веществами для получения разнообразных соединений азота, необходимых для сельского хозяйства, промышленности и военного дела, служили природная чилийская селитра и аммиак, получаемый при сухой перегонке каменного угля. С истощением залежей чилийской селитры человечеству грозил «азотный голод». Проблема азотного голода была разрешена в конце 19 и начале 20 века путем разработки ряда промышленных методов фиксации атмосферного азота. Наиболее важным из них является синтез аммиака по схеме:

N2 + 3H2 <-> 2NH3

(см. Аммиак).

Маркировка баллонов

Окраска и маркировка баллонов с газами

Баллоны с азотом окрашены в чёрный цвет, должны иметь надпись жёлтого цвета и коричневую полосу (согласно ПБ 03-576-03), при этом ГОСТ 26460-85 не требует полосы, но надпись должна содержать сведения о чистоте азота (особой чистоты, высокой чистоты, повышенной чистоты).

Цитата из Большой Советской Энциклопедии издания 1952 г. (том 1, стр. 452, статья «Азот»):

Азот в сложении с капитализмом — это война, разрушение, смерть. Азот в сложении с социализмом — это высокий урожай, высокая производительность труда, высокий материальный и культурный уровень трудящихся.

Немолочные молочные продукты

Миндальное молоко, соевое молоко, кокосовое молоко… в вашем продуктовом магазине есть все виды «немолочных молок», и нет никаких сомнений в том, что некоторые из них довольно вкусные.

Согласно исследованию, проведенному Университетом Суррея, в молоке без молочных продуктов отсутствует важное питательное вещество: йод. Немолочные молочные продукты содержат менее 2 % йода, и поскольку молочные продукты являются основным диетическим источником этого вещества, переход на немолочное молоко является опасным

Дефицит йода может привести к проблемам с щитовидной железой, а у беременных женщин — к замедленному развитию умственных способностей ребенка.

CNN говорит, что есть и другие опасности, особенно у детей. Исследование, проведенное в больнице Святого Михаила в Торонто, показало, что 3-летние дети, которые пили только немолочные молочные продукты, были в среднем на 1,25 см. ниже своих сверстников, пьющих молоко. Еще слишком рано говорить о том, есть ли проблемы, которые продолжатся во взрослом возрасте, но это вызывает беспокойство.

N2

Три неспаренных р-электрона атома азота, лежащие на его внешнем энергетическом уровне, имеют форму равноплечей восьмерки, располагаясь перпендикулярно друг к другу:

При образовании молекулы азота (N2) p-орбиталь, расположенная по оси X, одного атома, перекрывается с аналогичной px-орбиталью другого атома — в месте пересечения орбиталей образуется повышенная электронная плотность с формирование ковалентной связи (σ-связь).

Две другие орбитали одного атома, расположенные по осям Y и Z, перекрываются боковыми поверхностями со своими «собратьями» другого атома, образуя еще две ковалентные связи (π-связи).

В итоге, в молекуле азота (N2) образуются 3 ковалентные связи (две π-связи + одна σ-связь), т. е., возникает очень прочная тройная связь (см. ).

Молекула азота очень прочная ( 940 кДж/моль), обладает низкой реакционной способностью.

Оксид азота II

Он является ядовитым веществом, и несмотря на это находится в большом количестве во всех живых организмах. Окись азота в человеческом организме вырабатывается с целью поддержки нормальной работы сердца и предотвращает повышение артериального давления.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий