Азот
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Азот(Nitrogenium, N) – хімічний елемент V групи періодичної системи, атом.
Зміст |
[ред.] Поширення в природі
Загальний вміст азоту в земній корі становить 1•10-2 % за масою. Основна його маса знаходиться в повітрі, в вільному молекулярному вигляді – N2. Сухе повітря містить в середньому 78,09% по об‘єму (або 75,6% за вагою) вільного азоту. У відносно малих кількостях вільний азот знаходиться в розчиненому стані в водах океанів. В вигляді сполучень з іншими елементами (зв‘язаний азот) входить в склад всіх рослинних і тваринних організмів. Потужні родовища азоту у вигляді так званої чилійської селітри відомі лише в Чилі (Південна Америка). Крім того, невеликі кількості азоту містяться в ґрунті, головним чином у вигляді органічних сполук і солей нітратної кислоти. В земній корі утворює три основні типи мінералів, які містять йони CN-, NO3-, NH4+. Промислове значення має натрієва селітра NaNO3, великі поклади якої є в Чилі та калійна селітра KNO3 (найбільші поклади в Індії).
[ред.] Фізичні властивості
Азот — безбарвний газ без запаху і смаку. Кипить при температурі —195,8°С, замерзає при —209,86°С. Азот не підтримує ні дихання, ні горіння. У воді розчиняється мало. Його розчинність при 20°С становить 1,54 см3 на 100 г води (кисню — 3,1 см3). Тому розчинене у воді повітря багатше на кисень, ніж атмосферне.
[ред.] Хімічні властивості
Азот належить до головної підгрупи п'ятої групи періодичної системи Менделєєва. Порядковий номер його 7. Атоми азоту мають на зовнішньому електронному шарі п'ять електронів. Тому вони можуть приєднувати недо-стаючі їм до восьмиелектронного шару три електрони і відновлюватись до іонів N^3- або втрачати п'ять валентних електронів, перетворюючись у позитивно заряджені іони N^5+ і проявляючи при цьому свою максимальну позитивну валентність. Атоми азоту також можуть втрачати і меншу кількість електронів, проявляючи при цьому позитивну валентність 1+, 2+, 3+ і 4+ .
Молекули азоту двоатомні, обидва атоми міцно зв'язані між собою трьома спільними електронними парами:
Щоб розкласти молекулу азоту на атоми, треба витратити значну кількість енергії. Тому азот при звичайних умовах хімічно досить пасивний.
При високих температурах, коли молекули N2 розкладаються і азот переходить в атомарний стан, він порівняно легко вступає в реакції з металами (особливо з найактивнішими), утворюючи так звані нітриди, наприклад:
- 6Li + N2 = 2Li3N (нітрид літію)
- 3Ca + N2 = Ca3N2 (нітрид кальцію)
При високій температурі, високому тиску і наявності каталізатора азот сполучається з воднем з утворенням амоніаку. При температурі електричної іскри (понад 3000°С) азот реагує з киснем, утворюючи нестійкий при високій температурі монооксид азоту NO за реакцією:
- N2 + O2 = 2NO
У природі ця реакція відбувається при грозових розрядах.
[ред.] Інші властивості
В звичайних умовах азот фізіологічно інертний, але при вдосі повітря, стиснутого до 2 –2 ½ атм., наступає стан, що називається азотним наркозом, подібний до алкогольного сп‘яніння. Ці випадки можуть бути за умови водолазних робіт на глибині декількох десятків метрів. Для попередження виникнення даного стану деколи користуються штучними газовими сумішами, в яких азот замінений гелієм або якимось іншим інертним газом. При різкому і значному зниженню парціального тиску азоту, розчинність його в крові і тканинах настільки зменшується, що частина його виділяється у вигляді бульбашок, що являється одною з причин виникнення кесонової хвороби, що спостерігається у водолазів при швидкому їх піднятті на поверхню і у пілотів при великих швидкостях злітання літака в верхні слої атмосфери. В суміші з киснем азот використовується як слабкий наркотик, що викликає стан оп‘яніння, ейфорії, притуплення больової чутливості. Використовується для інгаляційного наркозу.
[ред.] Добування і застосування
В лабораторних умовах чистий азот звичайно одержують шляхом розкладу при нагріванні розчину нітриту амонію за реакцією:
- NH4NO2 = N2↑ + 2H2O
У промисловості азот у дуже великих кількостях добувають з рідкого повітря.
Більша частина одержуваного в техніці азоту застосовується на виробництво аміаку. В значно менших кількостях його використовують для створення інертного середовища при проведенні деяких хімічних реакцій, при перекачуванні горючих рідин тощо.
[ред.] Оксиди азоту
Азот утворює кілька оксидів. З них найбільше значення мають монооксид азоту NO і діоксид азоту NO2, оскільки вони являють собою проміжні продукти при виробництві нітратної кислоти.
[ред.] Джерела
- Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968
[ред.] Література
- Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. ISBN 966-7804-14-3
Категорії: МГЕ | Хімічні елементи | Гази
