Химия

Особенности оксидов азота

 

Химический элемент азот образует достаточно большое число оксидов, в составе которых его степень окисления меняется от +1 до +5.

 

Все оксиды азота термически неустойчивы и при нагревании разлагаются с выделением кислорода. Именно поэтому оксиды азота обладают окислительными свойствами. Самый сильный окислитель из них – оксид азота (V).

Все оксиды азота, за исключением оксида азота (I), ядовиты. N₂O обладает наркотическим действием (другое его название – «веселящий газ») и используется при анестезии.

По кислотно-основным свойствам оксиды азота характеризуются так: N₂O и NO – несолеобразующие, N₂O₃, NO₂ и N₂O₅ – солеобразующие, кислотные.

 

Оксид азота (I)

 

 

Оксид азота (I) N₂O – термически нестоек, при температуре около 500 °С разлагается на азот и кислород:

 

2N₂O → 2N₂ + O₂

Поэтому он обладает окислительными свойствами. Например, оксид азота (I) окисляет медь, при этом образуются оксид меди (II) и молекулярный азот:

N₂O + Cu = CuO + N₂

Получают веселящий газ прокаливанием нитрата аммония при 250 °С:

NH₄NO₃ = 2H₂O + N₂O↑

 

Оксид азота (II)

 

 

При каталитическом окислении аммиака кислородом образуется монооксид азота NO:

 

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O.

Это бесцветный газ. Оксид азота (II) – единственный оксид азота, который можно получить непосредственным синтезом из простых веществ:

NO – несолеобразующий оксид. На воздухе при н.у. он самопроизвольно окисляется до оксида азота (IV) – бурого газа:

2NO + O₂ = 2NO₂

Как и все оксиды азота, монооксид азота обладает окислительными свойствами. Например, при взаимодействии магния с оксидом азота (II) образуются оксид магния и молекулярный азот:

2Mg + 2NO = 2MgO + N₂

 

Кислотные оксиды азота

 

 

Оксиду азота (III) соответствует азотистая кислота HNO₂. При н.у. это темно-синяя жидкость, при растворении которой в воде образуется азотистая кислота:

 

N₂O₃ + H₂O ↔ 2HNO₂

Взаимодействие оксида азота (III) со щелочами приводит к образованию нитритов – солей азотистой кислоты. Например, при взаимодействии оксид азота (III) с гидроксидом натрия образуются нитрит натрия и вода:

N₂O₃ + 2NaОН = 2NaNO₂ + H₂O

Диоксид азота NO₂ имеет еще одно название – бурый газ.

При растворении в воде он образует сразу две кислоты – азотную и азотистую:

2NO₂ + Н₂О = НNО₂ + HNO₃

При взаимодействии NO₂ со щелочами образуются нитраты и нитриты. Например, при взаимодействии оксида азота (IV) с гидроксидом натрия образуются нитрат и нитрит натрия и вода:

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

Диоксид азота используется для производства азотной кислоты. В промышленности этот оксид получают окисление монооксида азота:

2NO + O₂ = 2NO₂

В лаборатории для получения оксида азота (IV) проводят взаимодействие меди с концентрированной азотной кислотой (рис. 1):

Cu + 4HNO_3(к) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Рис. 1. Выделение бурого газа в результате взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой

Оксид азота (V) представляет собой бесцветные кристаллы. Этот оксид можно получить путем окисления озоном диоксида азота:

2NO₂ + O₃ = N₂O₅ + O₂

Оксиду азота (V) соответствует азотная кислота. Это типичный кислотный оксид. Он реагирует с водой с образованием азотной кислоты:

N₂O₅ + Н₂О = 2НNО₃

а также вступает с реакции со щелочами с образованием нитратов:

N₂O₅ + 2NaOH = 2NaNO₃ + H₂O

 

Список литературы

1. Оржековский П. А. Сборник задач и упражнений по химии: 9-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 9 класс» / П. А. Оржековский, Н. А. Титов, Ф. Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2007.
2. Оржековский П. А. Химия: 9-й класс: учеб. для общеобраз. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. – М.: АСТ: Астрель, 2007 (§37).
3. Оржековский П. А. Химия: 9-й класс: учеб для общеобр. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013 (§24).
4. Рудзитис Г. Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009.
5. Хомченко И. Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008.
6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме) (Источник)
2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник)
3. Интернет-портал «Xumuk.ru» (Источник)

 

Домашнее задание

1. с. 160 №№ 3, 4 из учебника П. А. Оржековского «Химия: 9-й класс» / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.