nekrasovI (1114433), страница 128
Текст из файла (страница 128)
действии с водой знергично выделяет из нее газообразный водород. Те же свойства характерны и для зеленовато желтого 1тВгт. Бурый %1з в холодной воде практячесии иерастворим, а в горячей разлагается. Галнды Тт'Г, могут быть получены также термя. чесним разложеняем при 500'С по схеме: ЗЮГ, =])гГГз+2%Га. По-видимому, оии подобны аналогичным соединениям молибдена (рнс. Ч!П-40), но производные ионов [9(аГа]" значительно менее устойчивы.
69) Особый интерес представляет а це та т двухвалентного молнбдена— Мо(СНзСОО)ь Это желтое кристаллическое вещество настолько устойчиво, что около 200'С возгоняется без разложения. Строеяне его подобно показанному на рис. ьг!П.39, но без молекул воды [Ы(Л(оО) = 207 —: 2,!2, г((Л(оЛ(о) = 2,! ! А]. Известны аналогичные производные и некоторых других органических кислот. Пятая группа периодической системы 7 1Ч 14,0067 г 15 Р 5 в 30,97376 2З Ч 2 60,94! ЗЗ 5 Ав 23 в 74,9216 41 !2 23 1ЧЬ 2 92,9064 Б1 5 !в 6Ь !в в 121,73 2 !! 7З 32 тв !8 в 1309479 й 1.
Азот. Общее содержание азота земной коры оценивается в 0,03~!, Наибольшая его часть (около 4 10'5 т) сосредоточена в атмосфере, основную массу которой (756 вес.в(!) н составляет свобод н ы й азот (Хз). Сложные органические производные азота входят в состав всех живых организмов. В результате отмирания этих организмов и тления их останков образуются более простые азотные соединения, которые при благоприятных условиях (главным образом — отсутствии влаги) могут накапливаться. Именно такого, по-вкдимому, происхождения природные залежи Нар!Оз в Чили, имеющие промышленное 5 ЗЗ и 32 В! !в 208,9804 10З !! Зз 32 !в г !260! По электронным структурам н е й т р а л ь н ы х атомов рассматриваемая группа может быть разделена на две подгруппы.
Одна из них включает азот, фосфор, мышьяк и аналоги последнего, другая — ванадий и его аналоги. Так как атомы 1ч — В! имеют во внешнем слое по пять электронов, можно ожидать у них тенденцию к дополнению этого слоя до октета. Однако она должна проявляться менее резко, чем у соответствующих элементов седьмой (Р— А1) и шестой (Π— Ро) групп, которым до восьмиэлек. тронной конфигурации не хватает соответственно лишь по одному или по два электрона.
В связи с этим следует ожидать, что металлоидные свойства, например, фосфора будут выражены слабее, чем у хлора и серы. С другой стороны, отдача электронов нейтральными атомами должна происходить в Ч группе легче, а устойчивость кислородных соединений быть больше, чем у соответствующих элементов ЧП и Ч1 групп. Подобно элементам подгруппы хрома, ванадий и его аналоги характеризуются наличием во внешнем слое не более двух электронов, что обусловливает отсутствие тенденции к нх дальнейшему присоединению. Вместе с тем можно ожи.
дать, что в производных высшей валентности ванадий и его аналоги будут иметь значительное сходство с фосфором. З д Азот значение как один из источников получения с вяз а нного азота (т. е. азота в виде соединений).' ' Так как свободный азот содержится в атмосфере, получение его сводится к отделению от кислорода и других составных частей воздуха. Технически оно осуществляется постепенным испарением (ефракционной перегонкой») жидкого воздуха в специальных установках.
При этом одновременно получаются кислород и инертные газы. В лабораторных условиях азот может быть получен по реакции ХН,)чОз = 21!»О+ Мз+ 80 ккал которая легко протекает при нагревании концентрированного раствора азотистокислого аммония.' При обычных условиях азот представляет собой бесцветный не имеющий запаха газ. Бесцветен он также в жидком н твердом состояниях. Точка плавления азота лежит при — 2!О 'С, точка кипения при †!96 'С. Растворимость его в воде мала — около 2 объ- за ьй емн. %, Молекула азота двухатомна н заметис не распадается на атомы даже прн очень высоких температурах.'-' $ та Свободный азот химически весьма инертен.
При обычных условиях он практически ъ Сс не реагирует нн с металлоидами, ни с металлами (кроме 1л). Нагревание увеличивает его химическую активность главным м зд образом по отношению к металлам, с некоторымн из которых он соединяется, обра- 4 зУЯ ннт Ряды (напРимеР, Мдз)Цз).а-со ~$Ь~ Жидкий азот потребляется преимуще- и» /д ственно для глубокого охлаждения, газообразный — как исходный продукт для синтеза различных его производных. Соеди неи и я азота имеют громадное значение для биологии и разнообразных отраслей промышленности. Наибольшие их количества расходуются в качестве минеральных удобрений и при производстве взрывчатых веществ. Перевод свободного азота воздуха в связанное состояние осуществляется главным образом путем синтеза аммиака.
Приложение к обратимой реакции Хз+ ЗНз и 2ЫНз+ 22 ккал принципа смещения равновесий показывает, что наиболее выгодными для образования аммиака условиями являются возможно более низкая температура и возможно более высокое давление. На рис. 1Х-1 приведены кривые, характеризующие положение равновесия рассматриваемой системы прн различных условиях.
Как видно из рисунка, выгодные соотношения устанавливаются только при сравнительно низких температурах и высоких давлениях. Однако даже при 700'С скорость реакции настолько мала (и следовательно, равновесие устанавливается так медленно), что не мохсет быть и речи о ее практическом использовании. Напротив, при более высоких температурах, когда равновесное состоявие устанавливается быстро, ничтожно малым становится содержание ' аммиака в системе. Таким образом, техническое проведение рассматриваемого процесса оказывается как будто невозможным, так как, ускоряя достижение равновесия при помощи нагревания, мы одновременно смещаем его положение в невыгодную сторону. т зстс кар аа шо'с Рис.
1Х-!. Равновесие синтеза аммиаиа из влемеитов. гх. Пятая группа периодическое системы Существует, однако, средство ускорить достижение равновесного состояния без одновременного смещения равновесия. Таким часто помо. гающим средством является подходящий катализатор. Хорошо действующим оказалось в данном случае металлическое железо (с примесями А!,О, и К30). Процесс обычно ведут при температуре 400— 600'С (на катализаторе) и давлениях !00 — !000 ат.
После выделения Рис. 1Х-2. Примерная схема установки для синтеза аммиака аммиака из газовой смеси последняя вновь вводится в цикл. Примерная схема производственной установки показана на рис. !Х-2. Синтез аммиака был практически реализован в 19!3 г,, когда таким путем удалось получить 7 т )л)Н3. В настоящее время этот синтез яв. ляется о с н о в н ы м промышленным методом получения связанного азота с ежегодной мировой выработкой, исчис. ляемой десятками миллионов тонн. и-ла Молекула )л)Н3 имеет стру.ктуру треугольной л 67 пирамиды с атомом азота в вершине (рис. !Х-З).. 3 Так как электроны связей Н вЂ )л! довольно силь- ва смещены от водорода к азоту, молекула амн миака в целом характеризуется значительной Рис.
1Х-3. Строение мо- полярностью. '"' '3 ле"Ул" 'ммиака Аммиак представляет собой бесцветный газ, с характерным резким запахом («нашатырного. спирта»). Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: один,. объем воды поглощает при 0'С около !200, а при 20'С вЂ” около 700 объ-, емов !л!Н. Продажный концентрированный раствор имеет обычно плотность 0,91 г/сма и содержит 25 вес. /с )л)Н3 (т. е. близок к составу. 3. о й)Н.
ЗН',О). ~~~ Йля химической характеристики амлгиака основное значение имеют.. реакции трех типов: присоединения, замещения водорода и окисления. Наиболее характерны для аммиака реакции п р и с ое д и и ения. В частности, при действии его на многие соли легко образуются кристаллические аммиакаты состава СаС!3 ° 814Н3, СцБО, 4)л!Нл и т.
п., по характеру образования и устойчивости похожие на кристаллогидраты. При растворении аммиака в воде происходит частичное образование гидроокиси аммония; )л(Н3 + Н' О !л)НлОН Э д ялот В этом соединенищ радикал альнонпй (ХНа) играет роль одноаалентного металла, Поэтому электролитическая диссоциация М!аОН протекает по основному типу: ) 'Н40Н вЂ” е )х(Н + ОН Объединяя оба уравнения, получаем общее представление о равновеснях, имеющих место в водном растворе аммиака: НН. + Н.О =-- ННаОН вЂ”.-= Н((а+ ОН Из-за наличия этих равновесий водный раствор аммиака (часто называемый просто «аммнакомь) имеет резкий запах.
Ввиду того что концентрация ионов ОН' н растворе невелика, МН40Н рассматривается как сл а бое основание. Гид оокись аммония Р является одним из важнейших химических реактивов, разбавленные растворы которого («нашатырный спирт») применяются также в медицине и домашнем хозяйстве (при стирке белья и выводе пятен)." " Добавление кислот ведет к смещению при- гз веденных выше равновесий вправо (ввидусвязывания ионов ОН') и к образованию солей гд аммония, например, по уравнению а а')Н40Н + НС! НеО + ! Н4С! Соли эти образуются также при непосредственном взаимодействии аммиака с кислотами, которое сопровождается выделением тепла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
