Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Соединения фосфора с кислородом




Соединения со с.о. +1

 

HPH2O2 фосфорноватистая кислота (соли - гипофоcфиты) - сильные восстановители, очень токсичны.

 

Получение: NH4NO3 N2O + H2O.

N2O - газ, без цвета и запаха, сладковатого вкуса, растворим в воде, но с ней химически не реагирует, относится к безразличным (несолеобразующим) оксидам.

Структурная формула:

 

2) NO - оксид азота (II).

Получение:

а) в лаборатории 3Cu + 8HNO3(разб.) ® 3Cu(NO3)2 + 2NO­ + 4H2O

 

б) в промышленности N2 + O2 2NO­

4NH3 + 5O2 ® 4NO­ + 6H2O

 

Газ без цвета, запаха, безразличный (несолеобразующий) оксид, легко окисляется кислородом: 2NO + O2 ® 2NO2­.

3) N2O3 - оксид азота (III), азотистый ангидрид.

Получение: NO + NO2 «N2O3

2NaNO2 + 2HNO3 ® 2NaNO3 + N2O3 + H2O

Жидкость, темно-синего цвета. Это солеобразующий оксид, реагирует с водой, образуя слабую азотистую кислоту (Ka=6´10-4) существующую только в водных растворах, она не устойчива, легко разлагается:

2HNO2 ® NO­ + NO2­ + H2O. Образует две таутомерные формы:

 

 

Соли азотистой кислоты - нитриты подвержены гидро­лизу по аниону:

 

NaNO2 + H2O «HNO2 + NaOH

 

Применяются в фармации, в производстве азокрасителей (метилоранж и др.).

Для соединений азота (III) характерна окислительно-восстанови­тельная двойственность:

 

Восстановитель: N+3 – 2e- ® N+5

Окислитель: N+3 + 1e- ® N+2

 

2HNO2 + 2HI ® I2¯ + 2NO­ + 2H2O

2HMnO4 + 5HNO2 ® 2Mn(NO3)2 + HNO3 + 3H2O

 

     
 
 
 

               
 

Качественная реакция на ион NO2-:

NaNO2 + 3Zn + 5NaOH + 5H2O ® 3Na2[Zn(OH)4] + NH3­

 

NH3 обнаруживают по реакции с реактивом Несслера.

 

4) NO2 - оксид азота (IV), бурый газ.

Получение: Cu + 4HNO3(конц.) ® Cu(NO3)2 + 2NO2­ + 2H2O

2NO + O2 ® 2NO2­

Газ бурого цвета, обладающий характерным запахом, сильный окислитель, при охлаждении превращается в димер N2O4, а, реаги­руя с водой, образует две кислоты - азотистую (HNO2) и азотную (HNO3):

2NO2 + H2O ® HNO2 + HNO3

5) N2O5 - оксид азота (V), азотный ангидрид.

Получение: 2HNO3 + P2O5 ® N2O5 + 2HPO3

 

Оксид азота (V) - бесцветные кристаллы, жадно поглощающие влагу, реагируют с водой с образованием азотной кислоты (HNO3):

 

H2O + N2O5 ® 2HNO3

 

Азотная кислота (HNO3)

 

Получение:

1. в лаборатории: NaNO3 (конц.) + H2SO4 (конц.) NaHSO4 + HNO3

2. в промышленности существуют два способа:

а) Дуговой, предложили норвежские электрохимики Брикеланд и Эйде в 1904 г. Реакция взаимодействия азота и кислорода воздуха протекает при температуре вольтовой дуги (3000 °С). Достоинство - дешевое сырье - воздух, недостаток - очень низкий выход продукта (~2%) и большой расход электроэнергии;

б) Каталитический, разработали немецкие ученые К.Бош и Ф.Габер (1913 г.). В качестве катализатора русский инженер И.И. Андреев (1916 г.) предложил мелко раздробленную платину:

 

4NH3 + 5O2 ® 4NO­ + 6H2O I стадия (получение NO)

2NO + O2 ® 2NO2­ II стадия (получение NO2)

4NO2 + 2H2O + O2 ® 4HNO3 III стадия (получение HNO3)

 

HNO3 - бесцветная жидкость, на воздухе при стоянии буреет, т.к. идет процесс разложения:

4HNO3 ® 4NO2­ + 2H2O + O2­

HNO3 - сильный окислитель, при взаимодействии HNO3 с метал­лами водород не выделяется, образуются различные продукты восста­новления азотной кислоты (NO2; NO; N2O; NH3), зависящие от актив­ности восстановителя и концентрации HNO3.

 

Смесь 1 объема HNO3 и 3 объемов HCl - царская водка - реагирует с золотом Au (царем металлов):

 

Au + HNO3 + 3HCl ® AuCl3 + NO­ + 2H2O

 

Соли HNO3 - нитраты, хорошо растворимы в воде, при нагревании разлагаются в зависимости от положения металла в ряду напряжений:

 

левее Mg: Me(NO3)x Me(NO2)x + O2­

от Mg до Cu вклюсительно: Me(NO3)x MeO + NO2­ + O2­

правее Cu: Me(NO3)x Me + NO2­ + O2­

 

Нитрат-ион имеет форму правильного треугольника (sp2-гибридизация орбиталей азота). Нитраты применяются для получения взрывчатых веществ, краси­телей. Нитраты калия, натрия, кальция, аммония (селитры) применяются в производстве минеральных удобрений.

Качественная реакция на ион NO3-:

 

2NaNO3 + 2H2SO4(конц.) + Cu ® 2NO2­ + CuSO4 + Na2SO4 + 2H2O

 

Выделяется бурый газ (NO2).

 

Биологическая роль азота

 

Содержание азота в организме 3,1%. Это - макроэлемент, органоген номер 4. Входит в состав аминокислот R-CH(NH2)-COOH, которые, полимеризуясь, образуют пептиды, белки, являющиеся основой жизни. Азот входит в состав РНК и ДНК, гормонов, ферментов, витаминов и многих других жизненно важных субстратов. Во многих бионеорга­нических комплексах (ферменты, гормоны) атомы азота по донорно-акцепторному механизму связывают органическую и неорганическую части молекулы. Круговорот азота в природе: азот воздуха усваива­ют только растения семейства бобовых. В растениях из ионов NH4+ и NO3- происхо­дит синтез аминокислот, на основе которых образуются все жизненно важные азотсодержащие органические соединения.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...