Алюминий, алыну, қасиеттері, қолданылуы. Алюминийдің физикалық және химиялық қасиеттері. Оксидтері, гидроксидтері, амфотерлі қасиеттері

1) N₂ +3H₂ ↔ 2NH₃ – өнеркәсіпте алу реакциясы, Ле Шателье принципі бойынша аммиак түзілетін жаққа тепе-теңдікті ығыстыру үшін температураны төмендету және қысымды жоғарылату қажет, себебі бұл реакция экзотермиялық: 400-550⁰С, 30МПа, катализатор ретінде темір (аздап алюминий мен калий оксидтері қосылған) қолданылады. NH₃ – улы, түссіз, өткір иісті газ. -33⁰С температурада NH₃ сұйық, -78 ⁰С қатты болады, яғни t_балқ.= -78 ⁰С;

t_қайн. = -33⁰С, оны (болат баллонда) р=7,1^.10⁵ - 8,1^.10⁵ сұйық күйінде, жоғарғы қысым астында тасымалдайды. NH₃ сұйық және қатты күйінде молекуласында сутектік байланыс болады. Сұйық аммиакта сілтілік, сілтілік-жер металдар, күкірт, фосфор, йод, көптеген тұздар мен қышқылдар да ериді. Сұйық аммиактың өзіндік ионизациясы: 2NH₃ сұйық ↔NH₄⁺ + NH₂^– ; К_d = 1,8×10^-33 судың диссоциация константасынан әлдеқайда аз. NH₃ суда өте жақсы ериді: 0⁰С 1көлем суда 1200 көлем NH₃ ериді, сутектік байланыс әсерінен.

NH₃+H₂O ↔ NH₄OH ↔ NH₄⁺ + OH^-, K_d = 1,8×10^-5 ; NH₄⁺ – аммоний ионы, тұздары суда жақсы ериді, калий тұздарына ұқсас, себебі радиустары жақын: NH₄⁺ = 0,142нм, К⁺ = 0,133нм; тек гидролиз реакциясында айырмашылық болады, себебі КОН күшті негіз. NH₄⁺ тұздары термиялық тұрақсыз, түзілетін өнімдері анионның қасиеттеріне байланысты. Егер анион тотықтырғыш болса, NH₃ – құрамындағы азот тотығады: NH₄NO₃ → N₂О + 2H₂O. Бұл реакция формула ішіндегі конпропорциалану реакциясы.

2N^-3 – 8e→2N⁺¹

2N⁵⁺ + 8e →2N⁺

Егер анион-тотықтырғыш болмаса, тұз аммиакқа және қышқылға айрылады: (NH₃)₃PO₄=3NH₃+H₃PO₄ .

Аммиак тек тотықсыздандырғыш, ол ауада жанбайды, оттек атмосферасында ғана мына реакция жүреді: 4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O, ал катализатор қатысында және 750-900⁰С температурада реакция былай жүреді:

4NH₃ + 5O₂ = 4NО + 6H₂O, бұл реакция өнеркәсіпте азот қышқылын өндіру процесінде қолданылады.

Аммиак басқа да реагенттердің әсерінен тотығады:

2NH₃ + 3CuO = 3Cu + N₂ + 3H₂O; 2NH₃ + 3CI₂ = N₂ + 6HCI.

NH₃ – молекуласында тотықтырғыш болса, мысалы Н⁺:

Na + NH₃ → NaNH₂ + 1/2H₂;

NH₃ – бұл жерде қышқылдық қасиет көрсетіп тұр. NH₃ тұздарын – амидтерді − NaNH₂ аммиак молекуласы бір протоннан айрылғанда; Na₂NH-имидтерді – екі протоннан айрылғанда; Na₃N-нитридтерді үш протоннан айрылғанда түзеді.

2) Азоттың басқа сутекті қосылысы N₂H₄ – гидразин (диамид), оны

2NH₃ + NaOCl →N₂H₄ + NaCl +H₂O реакциясы арқылы алады;

N₂H₄ – түссіз, ұшқыш сұйықтық, аммиакқа ұқсас:

N₂H₄ + H₂SO₄→N₂H₆SO₄ гидразин сульфаты – N₂H₂ ×H₂SO₄ .

2NH₃ + H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄; N₂H₄ –те NH₃ сияқты тотықсыздандырғыш.

N₂H₄ + О₂ = N₂+2H₂O; N₂H₄+2I₂ = N₂+4HI; Гидразин металдармен әрекеттескенде гидразинид түзіледі: 2 N₂H₄ +2Na→2NaN₂H₃+H₂;

Азот қышқылын атомдық сутегімен тотықсыздандырып, гидроксиламин:

HNO₃ + 6H = NH₂OH + 2H₂O алады. Ол түссіз кристалл, тұрақсыз, 100⁰С қопарылыс береді. Азоттың сутекті қосылыстары – NH₃, N₂H₄, HN₃. NH₂OH молекулалары арасында сутектік байланыс болады, негіздік қасиеті NH₃ → N₂H₄→ NH₂OH азаяды. Тұздары гидроксиламмоний деп аталады. NH₂OH+ HCl→ NH₂OH ×HCl→[ NH₃OH]Cl; NH₂OH – тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та болады, бірақ ол реакция ортасына байланысты:

HI + NH₂OH → I₂ + N₂H₄ +2H₂O pH~8,

I₂+2NH₂OH=2HI+N₂+2H₂O pH ~ 9

3) HN₃ – сутегі азиді. H⁺ −N^- =N⁺=N^- ; Бұл қосылыста азот атомдары II, III, IV валенттілік көрсетеді. Судағы ерітіндісі азотты сутек қышқылы, оны мына реакция арқылы алады: N₂H₄+HNO₂ = HN₃ + 2H₂O; НN₃ – әлсіз қышқыл, диспропорциялану реакциясына түседі HN₃ + H₂O → N₂⁰ + NH₂OH

сусыз жағдайда HN₃ қыздырғанда, шайқағанда жарылады:

2HN₃ =3N₂+H₂ ;