Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Применяется в медицине как анестезирующее средство.

Триоксид диазотаN ₂O ₃.При низких температурах – синяя жидкость, ON=NO ₂, формальная степень окисления азота +III. При 20 °C на 90 % разлагается на смесь бесцветного NO и бурого NO ₂(«нитрозные газы», промышленный дым – «лисий хвост»). N ₂O ₃– кислотный оксид, на холоду с водой образует HNO ₂, при нагревании реагирует иначе:

3N ₂O ₃+ Н ₂O = 2HNO ₃+ 4NO^

Со щелочами дает соли HNO ₂, например NaNO ₂.

Получают взаимодействием NO с O ₂(4NO + 3O ₂= 2N ₂O ₃) или с NO ₂(NO + NO ₂= N ₂O ₃) при сильном охлаждении. «Нитрозные газы» ядовиты и экологически опасны, действуют как катализаторы разрушения озонового слоя атмосферы.

Пентаоксид диазотаN ₂O ₅.Бесцветное твердое вещество, O ₂N – О—NO ₂, степень окисления азота +V. При комнатной температуре за 10 ч разлагается на NO ₂и O ₂. Реагирует с водой и щелочами как кислотный оксид:

N ₂O ₅+ Н ₂O = 2HNO ₃

N ₂O ₅+ 2NaOH = 2NaNO ₃+ H ₂O

Получают дегидратацией дымящей азотной кислоты:

2HNO ₃+ Р ₂O ₅= N ₂O ₅+ 2НРO ₃

или окислением NO ₂озоном при -78 °C:

2NO ₂+ O ₃= N ₂O ₅+ O ₂

Азотная кислотаHNO ₃.Оксокислота. Бесцветная жидкость. Молекула имеет искаженно-треугольное строение [N(O) ₂(OH)] (sp ²– гибридизация), содержит ковалентные -связи N=O и о-связь N – ОН. Разлагается при стоянии на свету (желтеет). Хорошо растворяет оксиды азота (красно-бурая «дымящая» кислота, плотность 1,56 г/мл). Неограниченно смешивается с водой, перегоняется при обычных условиях в виде азеотропной смеси (массовая доля кислоты 68,4 %, плотность 1,41 г/мл, температура кипения 120,7 °C), образует гидрат HNO ₃Н ₂O (точнее, H ₃NO ₄– ортоазотная кислота).

Сильная кислота в растворе, ион NO ₃ ^-имеет строение правильного треугольника (sр ²-гибридизация). Нейтрализуется щелочами и гидратом аммиака. Реагирует с основными и амфотерными оксидами и гидроксидами, вытесняет слабые кислоты из их солей. Сильный окислитель в концентрированном растворе (за счет N ^v). Образует смесь продуктов восстановления азота – от N ^IVO ₂до N ^-IIIН ₄ ⁺, в зависимости от концентрации кислоты и силы восстановителя в этой смеси преобладают разные продукты (условно для концентрированной кислоты указывают NO ₂, для разбавленной – NO, для очень разбавленной – NH ₄ ⁺).

Концентрированная кислота пассивирует Al, Be, Bi, Со, Cr, Fe, Ni и Pb, не реагирует с Au и Pt. Смесь HNO ₃(конц.) и НCl (конц.) – « царская водка» – обладает еще более сильным окислительным действием: переводит в раствор золото и платину. Нитрующим началом HNO ₃в ее реакциях с органическими веществами является ион NO ₂ ⁺( нитроил).

В отличие от самой кислоты HNO ₃ее соли — нитратыпроявляют сильные окислительные свойства только при сплавлении за счет выделяющегося кислорода. При нагревании нитраты разлагаются по-разному, в зависимости от положения металла в ряду напряжений:

Применяется азотная кислота для производства минеральных удобрений, взрывчатых веществ, нитратов металлов, органических нитропроизводных, искусственных волокон и пластмасс, красителей, лекарственных препаратов.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: промышленныйсинтез состоит из следующих этапов:

N ₂+ Н ₂-> NH ₃-> NO -> NO ₂-> HNO ₃-> HNO ₃,

а именно: производство аммиака (см.), каталитическое окисление аммиака (см.) до NO, перевод NO (см.) в NO ₂, поглощение смеси NO ₂и O ₂водой (см.).

7.4.3. Нитриты. Нитраты

Нитрит калияKNO ₂. Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения. Устойчив в сухом воздухе. Очень хорошо растворим в воде (образуется бесцветный раствор), гидролизуется по аниону. Типичный окислитель и восстановитель в кислотной среде, очень медленно реагирует в щелочной среде. Вступает в реакции ионного обмена. Качественные реакциина ион NO ₂ ^-– обесцвечивание фиолетового раствора MnO ₄и появление черного осадка при добавлении ионов I ^-. Применяется в производстве красителей, как аналитический реагент на аминокислоты и иодиды, компонент фотографических реактивов.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности– восстановлением калийной селитры в процессах:

KNO ₃+ Pb = KNO ₂+ PbO (350–400 °C)

KNO ₃(конц.) + Pb (губка) + Н ₂O = KNO ₂+ Pb(OH) ₂V

2KNO ₃+ СаО + SO ₂= 2 KNO ₂+ CaSO ₄ (300 °C)

Нитрат калияKNO ₃.Оксосоль. Техническое название калийная,или индийская, селитра.Белый, плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Устойчив на воздухе. Хорошо растворим в воде (с высоким эндо-эффектом, Q = -36 кДж), гидролиза нет. Сильный окислитель при сплавлении (за счет выделения атомарного кислорода). В растворе восстанавливается только атомарным водородом (в кислотной среде до KNO ₂, в щелочной среде до NH ₃).

Применяется в производстве стекла, как консервант пищевых продуктов, компонент пиротехнических смесей и минеральных удобрений.

Уравнения важнейших реакций: