Соединения фосфора с кислородом

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 + 4HNO_3(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: NaNO_{3 (конц.)} + H₂SO_{4 (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 + 2H₂SO_4(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.