Параграф 18 Химия 9 класс Габриелян | Конспект

🧪 Соединения азота: оксиды и кислоты

☁️ Оксиды азота

Азот образует пять основных оксидов, каждый из которых обладает уникальными физическими и химическими свойствами.

• Оксид азота(I) (N2O) — бесцветный газ со сладковатым запахом, известный как «веселящий газ».

• Он образуется при разложении нитрата аммония: NH4NO3 -> N2O + 2H2O.

• Оксид азота(II) (NO) — бесцветный газ, который быстро окисляется на воздухе с образованием бурого газа.

• Уравнение окисления: 2NO + O2 -> 2NO2.

• Оксид азота(III) (N2O3) — жидкость синего цвета, существует только при низких температурах.

• Оксид азота(IV) (NO2) — бурый газ с характерным запахом, токсичен и ядовит.

• При низких температурах NO2 легко превращается в димер N2O4.

• Оксид азота(V) (N2O5) — бесцветное твердое вещество, нестабильное, разлагающееся на кислород и оксид азота(IV).

• Реакция разложения: 2N2O5 -> 4NO2 + O2.

• Данные оксиды обладают кислотными свойствами и образуют кислоты при взаимодействии с водой.

• Пример: NO2 + H2O -> HNO3 + HNO2.

💧 Азотистая кислота (HNO2)

Азотистая кислота является слабым электролитом и существует только в разбавленных растворах.

• Она легко разлагается на оксид азота(II) и азотную кислоту.

• Уравнение разложения: 3HNO2 -> HNO3 + 2NO + H2O.

• Азотистая кислота обладает двойственными свойствами.

• Восстановительные свойства проявляются в реакции с йодной кислотой: 2HNO2 + 2HI -> 2NO + I2 + 2H2O.

• Окислительные свойства проявляются в реакции с сероводородом: HNO2 + H2S -> NO + S + H2O.

• Соли азотистой кислоты называются нитритами (NO2-).

• Они хорошо растворимы в воде и проявляют окислительно-восстановительные свойства.

• Пример разложения нитрита аммония: NH4NO2 -> N2 + 2H2O.

⚡ Азотная кислота (HNO3)

Азотная кислота — сильный электролит, который в воде полностью диссоциирует на ионы.

• Уравнение диссоциации: HNO3 -> H+ + NO3-.

• Она обладает ярко выраженными окислительными свойствами.

• Реакция с медью (конц.): Cu + 4HNO3(конц.) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

• Реакция с серой (конц.): S + 6HNO3(конц.) -> H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.

• В разбавленном виде азотная кислота также окисляет металлы.

• Реакция с медью (разб.): 3Cu + 8HNO3(разб.) -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

🧂 Соли азотной кислоты (нитраты)

Нитраты (NO3-) — белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

• При нагревании нитраты разлагаются в зависимости от активности металла.

• Для щелочных металлов: 2KNO3 -> 2KNO2 + O2.

• Для менее активных металлов (например, медь): 2Cu(NO3)2 -> 2CuO + 4NO2 + O2.

• Эти реакции используются в лабораторной практике для получения кислорода и изучения термической устойчивости солей.

🏗️ Применение азотной кислоты и нитратов

Азотная кислота используется в производстве удобрений, таких как аммиачная селитра (NH4NO3).

• Она необходима для изготовления взрывчатых веществ, таких как тротил.

• Используется для получения красителей и лекарственных препаратов.

• В металлургии применяется для травления металлов.

• Нитраты применяются как компоненты порохов и в сельском хозяйстве для обогащения почвы азотом.

💎 База параграфа

• 🧪 Формулы и реакции:

  • NH4NO3 = N2O + 2H2O — получение оксида азота (I).

  • 2NO + O2 = 2NO2 — превращение бесцветного NO в бурый газ.

  • NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 — растворение диоксида азота в воде.

  • Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O — окисление меди концентрированной кислотой.

  • 3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O — окисление меди разбавленной кислотой.

  • 2KNO3 = 2KNO2 + O2 — термическое разложение селитры.

  • NH4NO2 = N2 + 2H2O — получение чистого азота разложением соли.

• 📊 Состав и доли:

  • +1, +2, +3, +4, +5 — степени окисления азота в его оксидах.

  • NO2- — состав аниона нитритов.

  • NO3- — состав аниона нитратов.

• 📖 Определения:

  • Веселящий газ — оксид азота(I) N2O, обладающий психоактивным действием.

  • Нитраты — соли азотной кислоты, универсальные удобрения.

  • Травление металлов — процесс удаления поверхностного слоя металла азотной кислотой.

📝 Подведем итоги

• Азот формирует широкую гамму оксидов (от N2O до N2O5), большинство из которых токсичны и при контакте с водой образуют кислоты.

• Азотная кислота (HNO3) является мощнейшим окислителем, способным растворять даже малоактивные металлы (медь) с выделением различных газов (NO2 или NO) в зависимости от концентрации.

• Нитраты отличаются термической нестабильностью, разлагаясь при нагревании с выделением кислорода, что делает их основой для создания порохов и взрывчатки.

• В глобальном масштабе эти соединения незаменимы для промышленного синтеза красителей, лекарств и минеральных удобрений, критически важных для урожайности.