Azotas ir jo junginiai

Šioje temoje susipažįstama su nemetalu azotu, jo savybėmis, gavimu, junginiais (amoniaku, azoto oksidais, azoto rūgštimi) ir jų panaudojimu. Taip pat aptariama azoto junginių, tokių kaip amonio druskos ir nitratai, savybės bei jų svarba žemės ūkyje.

Azotas ir jo savybės
Azotas yra \(\text{VA}\) grupės cheminis elementas, turintis 5 valentinius elektronus (\(s^2p^3\)). Jo oksidacijos laipsniai gali būti nuo \(-3\) iki \(+5\). Fizikinės savybės: bespalvės, bekvapės, beskonės dujos, sunkiai tirpstančios vandenyje. Svarbu pažymėti, kad azotas sudaro didelę dalį atmosferos oro (78,1 %) ir yra randamas Žemės plutoje (0,01 %), įvairiuose nitratuose (salierose) bei gyvuose organizmuose (baltymuose, nukleorūgštyse).
Azoto gavimas ir cheminės savybės
Azotas gali būti gaunamas dviem pagrindiniais būdais: pramoniniu (distiliuojant skystą orą) ir laboratoriniu (kaitinant amonio nitritą: \(NH_4NO_2(k) -> N_2(d) + 2H_2O(s)\)). Dėl trigubojo ryšio tarp atomų, azotas yra chemiškai neaktyvus, tačiau gali veikti ir kaip reduktorius, ir kaip oksidatorius. Reaguodamas su deguonimi sudaro azoto oksidą (\(N_2(d) + O_2(d) <=> 2NO(d)\)), su ličiu kambario temperatūroje (\(6Li(k) + N_2(d) -> 2Li_3N(k)\)), o su kitais metalais – tik kaitinamas. Kaip oksidatorius, reaguodamas su kalciu sudaro kalcio nitridą (\(3Ca(k) + N_2(d) -> Ca_3N_2(k)\)), o su vandeniliu, esant aukštam slėgiui, temperatūrai ir katalizatoriui, sudaro amoniaką (\(3H_2(d) + N_2(d) <=> 2NH_3(d)\)).
Azoto junginiai: amoniakas
Amoniakas (\(NH_3\)) yra svarbus azoto junginys, pramonėje gaunamas jungiant vandenilį su oro azotu. Laboratorijoje jis gaunamas reaguojant amonio sulfatui su natrio hidroksidu: \((NH_4)_2SO_4(aq) + 2NaOH(aq) \rightarrow Na_2SO_4(aq) + 2NH_3(d) + 2H_2O(s)\). Amoniakas yra bespalvės, aštraus kvapo dujos, labai gerai tirpstančios vandenyje. Amoniakui būdingos bazinės savybės, reaguodamas su rūgštimis jis sudaro druskas (pvz., \(NH_3(d) + HCl(d) \rightarrow NH_4Cl(k)\)). Reaguodamas su vandeniu, sudaro amoniakinį vandenį (\(NH_3(d) + H_2O(s) \Leftrightarrow NH_4H_2O \Leftrightarrow NH_4^+(aq) + OH^-(aq)\)). Amoniakas gali būti ir reduktorius, ir oksidatorius. Kaip reduktorius dažniausiai oksiduojasi iki \(N_2\), o kaip oksidatorius reaguoja su natriu, sudarydamas amidą (\(2Na(k) + 2NH_3(d) \rightarrow 2NaNH_2(k) + H_2(d)\)). Amonio druskos tirpsta vandenyje ir yra stiprieji elektrolitai, o kaitinamos skyla.
Azoto rūgštis (nitrato rūgštis)
Azoto rūgštis (\(HNO_3\)) yra plačiai naudojamas deguoninis azoto junginys. Tai bespalvis skystis, gerai maišosi su vandeniu. Pramonėje azoto rūgštis gaunama trimis etapais: pirma, oksiduojamas amoniakas (\(4NH_3(d) + 5O_2(d) -> 4NO(d) + 6H_2O(s)\)), tada oksiduojamas \(NO\) (\(2NO(d) + O_2(d) -> 2NO_2(d)\)), o galiausiai \(NO_2\) tirpinamas vandenyje (\(4NO_2(d) + O_2(d) + 2H_2O(s) -> 4HNO_3(s)\)). Laboratorijoje azoto rūgštis gaunama reaguojant natrio nitratui su koncentruota sieros rūgštimi (\(NaNO_3(k) + H_2SO_4(konc.) -> NaHSO_4(k) + HNO_3(d)\)). Azoto rūgšties druskos, nitratai, gerai tirpsta vandenyje ir kaitinamos skyla skirtingai, priklausomai nuo metalo aktyvumo.
Azoto trąšos
Azoto trąšos yra būtinos augalų augimui ir vystymuisi. Dažniausiai naudojamos trąšos yra salietros (\(NaNO_3\), \(KNO_3\), \(NH_4NO_3\)), amonio sulfatas (\((NH_4)_2SO_4\)) ir karbamidas (šlapalas, \(CO(NH_2)_2\)). Šios trąšos aprūpina augalus azotu, kuris yra būtinas baltymų ir kitų svarbių organinių junginių sintezei.
Deguoniniai azoto junginiai
Azotas sudaro įvairius deguoninius junginius, kuriuose jo oksidacijos laipsnis kinta nuo +1 iki +5. Šie junginiai apima: \(N_2O\) (diazoto oksidas, +1), \(NO\) (azoto oksidas, +2), \(N_2O_3\) (diazoto trioksidas, +3), \(NO_2\) (azoto dioksidas, +4) ir \(N_2O_5\) (diazoto pentoksidas, +5). \(NO\) yra bespalvės, mažai tirpios vandenyje dujos ir yra druskų nesudarantis oksidas. \(NO\) pramonėje gaunamas oksiduojant amoniaką (\(O_2(d) + 4NH_3(d) \rightarrow 4NO(d) + 6H_2O(s)\)), o laboratorijoje - reaguojant variui su praskiesta azoto rūgštimi (\(3Cu(k) + 8HNO_3(aq) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2(aq) + 2NO(d) + 4H_2O(s)\)). \(NO_2\) yra rudos spalvos dujos, rūgštinis oksidas. Jis gaunamas oksiduojant \(NO\) (\(2NO(d) + O_2(d) \Leftrightarrow 2NO_2(d)\)) arba reaguojant variui su koncentruota azoto rūgštimi (\(Cu(k) + 4HNO_3(s) \rightarrow Cu(NO_3)_2(aq) + 2NO_2(d) + 2H_2O(s)\)). \(NO_2\) tirpstant vandenyje susidaro nitrato ir nitrito rūgštys (\(2NO_2(d) + H_2O(s) \rightarrow HNO_3(aq) + HNO_2(aq)\)).

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com