Л. М. Түгелбаева Р. Ғ. Рысқалиева Р. К. Ашкеева
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
Химия элемент китап
- Бұл бет үшін навигация:
- Элементтің сипаттамасы N P As
V A топшасының элементтерінің жалпы сипаттамасы
Азот жəне оның қосылыстарыТабиғатта таралуы. Азот атмосфералық ауаның шамамен 4/5-ін құрайды, яғни көлемі бойынша 78,2 %-ды немесе массасы бойынша 75,6 %-ды құрайды. Азот əртүрлі бейорганикалық жəне органикалық табиғи қосылыстардың құрамында болады, оның жер қыртысындағы массалық үлесі – 0,01 %. Азот қосылыста- рының ішінде Чилидің Тынық мұхит жағалауларында азоттың минералдық қосылыстары – чили селитрасы немесе натрий ни- траты NаNО3-ның маңызы зор. Қасиеттері. Азот – дəмсіз, түссіз жəне иіссіз газ, ауадан сəл жеңіл, суда аз ериді. Бұл ковалентті байланысқан молекулалы газ. Ол екі атомды молекула түрінде кездеседі. Азот атомдары арасын- дағы үш байланыс өте берік. Осы беріктігіне байланысты азоттың реакцияға түсу қабілеті төмен. Салғырттық – N2 молекуласының қасиеті: Салғырттығына байланысты молекулалық азот тек жоғары температурада ғана химиялық əрекеттесуге қатысады. Азот – тотықтырғыш: N2 + 6Li = 2Li3N (бөлме температурасында); N2 + 3Са = Са3N2 (жоғары температурада); N2 + 3Н2↔ 2NН3 (жоғары температурада, қысымда, катализатор қатысында). Азот – тотықсыздандырғыш: N2 + O2 = 2NO (температура ≈ 3000-4000°C). Азоттың алынуы. Зертханада: а) аммоний хлориді мен натрий нитритінің қаныққан ерітін- ділерінің қоспасын қыздыру арқылы: NH4Cl + NaNO2 = N2 + 2H2O + NaCl; ə) аммиакты тотықтыру арқылы, мысалы броммен: 2NH3 + 3Br2 = 6HBr + N2; б) металл азидтерін термиялық ыдырату арқылы, мысалы: 2NaN3 = 2Na + 3N2. Өнеркəсіпте: ауаны сығу арқылы жəне қайта айдаумен бірне- ше құрам бөліктерге бөлу арқылы алады. Азоттың табиғатта алатын орны жəне оны қолдану. Алын- ған азоттың негізгі бөлігі маңызды химиялық өнім – аммиак алу үшін қолданылады. Сонымен қатар азотты электр шамдарына, химиялық реакцияларды жүргізуде оттектің əсерін болдырмау үшін салғырт орта жасау үшін де қолданады. Азот тірі ағзалардың тіршілігі мен қызмет етуімен тығыз бай- ланысты болатын көптеген биоорганикалық қосылыстар – ақуыз- дардың, нуклеин қышқылдарының құрамында болатын маңызды биогенді элементтердің бірі. Құрамында азоты бар органикалық заттардың молекулалары көптеген тірі жасушалардың мыңдаған реакцияларына қатысты функционалдық белсенділік танытады. Егер азот бір мезгілде биомолекула циклдері мен берік көміртек тізбектері құрамына олардың беріктігін бұзбай ену мүмкіндігі болмағанда, азоттың бұл биогенді функциясы орын алмайтын еді. Басқаша айтқанда, биомолекулада азот бір мезгілде функ- ционалдық белсенділікпен бірге құрылым түзгіштік қабілетін де көрсетеді. Атмосфералық азоттың биологиялық айналымға қатысуына жəне оның өзгерісіне топырақ микроорганизмдері үл- кен рөл атқарады. Тірі ағзаға азот құрамында ақуызы бар тағаммен келеді. Өсім- дік жəне жануар тағамы өзінің амин қышқылды құрамы бойынша ажыратылады. Тағамдағы ақуыздар асқазан сөлінің əсерінен амин қышқылдарына ыдырайды да, қан арқылы биомолекула синтез- делетін ағзаларға тасымалданады. Аммиак. Өзіне тəн өткір иісі бар түссіз газ, ауадан екі есе жеңіл. Қайнау температурасы 33,4°С – 78°С температурада аммиак қатая бастайды. NH ; sp3-гибридтену 3 Суда жақсы ериді. Суда еруі жағынан аммиак басқа газдардан асып түседі: қалыпты жағдайда 100 г суда 87,5 г немесе 115 л газ түріндегі аммиак ериді; бұл молекулааралық сутекті байланыстың пайда болуымен түсіндіріледі. Аммиакқа қосылу жəне тотығу реакциялары тəн. Аммиак белсенді түрде сумен əрекеттесіп, құрамы NH3∙nH2O болатын гидрат түзеді, мұндағы n = 1,2,3… аммиактың сулы ері- тіндісі сілтілік реакция береді. Фенолфталеин индикаторы ерітін- діні таңқурай түске бояйды. Аммиактың сулы ерітіндісі сілтілік реакция беруі тепе-теңдік жүйеде гидроксид иондардың болуы- мен түсіндіріледі: NH + H O ↔ NH + + OH-. Аммиактың сулы 3 2 4 ерітіндісін аммиакты су деп те атайды, ал медицинада NH3 мас- салық үлесі 10 %-ды құрайтын ерітіндіні мүсəтір спирті деп атайды. Аммиак қышқылдармен əрекеттесіп, аммоний тұздарын түзеді: NH3 + HCl = NH4Cl 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 Аммоний тұздары ерітіндіде диссоциацияланады, мысалы NH Cl↔ NH + + Cl-. Аммоний катионында төрт ковалентті бай- 4 4 ланыс бар, оның үшеуі азот атомының сыртқы энергетикалық деңгейінің р-орбиталіндегі үш жұптаспаған электрондар арқылы түзіледі. Төртінші байланыс донорлы-акцепторлы механизм бо- йынша аммиактағы азот атомы (донор) мен сутек ионы (акцептор) арасында түзіледі: Н N + Н+ = [Н N→ Н+]. NH + ионындағы азот- 3 3 4 сутектің барлық төрт байланысы да олардың түзілу механизмінің əртүрлі болғанына қарамастан бірдей. Аммоний тұздары тұздарға тəн барлық қасиеттерді көрсетеді. Олар əрекеттеседі: қышқылдармен: 2NH4Cl + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2HCl; сілтілермен: NH4Cl + NaOH = NH3 + H2O + NaCl; берілген реакция аммоний ионына сапалық реакция ретінде қолданылуы мүмкін: олардың ерітіндіде бар екенін қыздыра отырып, сілті ері- тіндісін қосқанда, аммиактың иісінің пайда болуымен анықтауға болады; тұздармен: (NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4¯ + 2NH4Cl; гидролизге ұшырайды: NH + + H O = NH ↑ + H O+. 4 2 3 3 Аммиакта NH3 азоттың тотығу дəрежесі -3-ке тең, бұл элемент үшін ең төменгі мəні болып табылады. Сондықтан аммиак тоты- ғу-тотықсыздану реакцияларында тотықсыздандырғыштық қа- сиет көрсетеді. Мысалы, аммиак оттекте жанады: 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O Катализаторлардың қатысуымен (хром (III) оксиді немесе т.б.) ол каталитикалық тотығуға ұшырайды: 4NH3 + 5O2 = 4NО + 6H2O Аммиак тотықсыздандырғыш ретінде басқа тотықтырғыштар- мен əрекеттесе алады: 2NH3 +3Br2 = 6HBr + N2 2NH3 + 3CuO = 2Cu + N2 + 3H2O Өнеркəсіпте аммиакты жай заттарды тікелей синтездеу арқы- лы алады: N2 + 3H2 = 2NH3 (катализатор – темір + активатор (Al2O3 немесе К2O)) Зертханада: 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2O (қыздыру арқылы). Өндіретін аммиактың көп мөлшерін азот қышқылы мен оның тұздарына қайта өңдейді. Аммиакты сонымен қатар ас содасы өндірісінде қолданады. Сұйық аммиак, оның сулы ерітіндісі, аммоний тұздары (NH4NO3, (NH4)2HPO4, NH4H2PO4, (NH4)2SO4 жəне басқалары) азот тыңайтқыштары ретінде қолданылады. Аммиактың сулы ерітіндісі – мүсəтір спиртін медицинада пайдаланады. Азот оксидтері. Азот төмендегідей оксидтер түзеді: N2O – азот (I) оксиді немесе диазот оксиді; NO – азоттың (II) оксиді немесе азот монооксиді; N2O3 – азоттың (III) оксиді немесе диазот үшоксиді; NO2 – азоттың (IV) оксиді немесе азот диоксиді; N2O4 – диазот тетраоксиді; N2O5 – азоттың (V) оксиді немесе азот пентаоксиді. Олардың сипаттамалары 8-кестеде берілген. кесте жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|