Оксиды азота

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 + O_2.

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

N₂O + Cu = CuO + N_2.

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. 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.