nekrasovI (1114433), страница 141
Текст из файла (страница 141)
С другой стороны, действием сильных окислителей азотистая кислота может быть окислена до азотной. Типичные примеры характерных для Н)ЧОй окислнтельио-восстановительных процессов приводятся ниже: 2НЯОг+ 2Н1=!а+2)ЧО+ 2НеО 2НМпО, + 5НХО, = 2Мп(ХОз) + НЧОз + ЗНеО Обе эти реакции протекают в кислой среде. з' — ат Основной продукт взаимодействия )ЧО, с водой — азот н ая к и с- л о т а — является одним из важнейших химических соединений. Она потребляется при получении удобрений, органических красителей, пла- стических масс, взрывчатых веществ и в ряде друпгх производств. Еже- годная мировая выработка азотной кислоты исчисляется миллионамн тонн, Получение азотной кислоты осуществляется в настоящее время ка- талитнческнм окислением аммиака. Как было выяснено еще в 1900 ги прн быстром пропусканин смеси ХНз с избытком воздуха над нагре- тым до 800'С платиновым катализатором по реакции 4ЧН, + 50е = 6Н,О + 4ЧО + 216 ккал р 8.
Кислороднвге соединения азота 417 образуется окись азота, которая переводится затем в ХО» и НХОБ по приведенным выше реакциям."-" Безводная азотная кислота предсгзвляет собой бесцветную (прн хранении быстро желтеющую) жидкость, кипящую при 84»С.
Кипение сопровождается частичным разложением по реакции 4НХОз+ 61 ккал = 2Н,О+ 4ХОе+ Оь Растворяясь в перегоняемой кислоте, двуокись азота сообщает ей желтую или красную (н зависимости от количества ХОе) окраску. Так как ХО, постепенно выделяется из раствооьа, подобная азотная кислота называется дымящей. Разлоькенне 100/о-ной НХО, медленно идет на свету уже прн обычных температурах.вз-вз С водой НХОз смешивается и любых соотношениях. Применяемая в лабораторной практике реактивная азотная кислота содержит около 65ого НХО, и имеет плотность 1,40 г/смз. По составу она приблизительно соответствует формуле НХОБ ° 2НвО. 4» з' С химической стороны крепкая азотная кислота характеризуется прежде всего сильно выряженными о к и сл и тел ь н ы м и свойствами.
При этом оснонным конечным продуктом восстановления не очень крепкой НХОв является ХО, а концентрированной — ХОь Все часто встречающиеся в практике металлы, за исключением Ац и Р1, переводятся крепкой ззотной кислотой в окислы. Если последние растворимы в НХОБ, то образуются азотнокнслые соли. По этой схеме азотная кислота растворяет и такие стоящие в ряду напряжений правее иодорода металлы, как Си, Ня и Ая'.
Некоторые металлы, бурно реагирующие с разбавленной азотной кислотой, практическьь не взаимодейстнуют с концентрировзнной (и особенно — дымящей). Обусловлено это тем, что на нх поверхности образуется очень тонкий, но плотный слой нерастворимого в концентрированной кислоте окисла, защищающий метзлл от дальнейшего разьедания. Такая «пассивность» особенно ваькна в случае Ге,так какпозволяет перевозить концентрированную НХОБ в стальных цистернах. Весьма энергично действует крепкая (особенно — дымящая) азотная кислота на некоторые металлоиды, Так, сера окисляется ею при кипячении до НвЬОв, уголь — до СОе и т.
д. Животные и растительные ткани при действии НХОБ разрушаются, Бе Бз Для отличия азотной кислоты от азотистой важно их отношение к Н1. В то время как азотистая кислота тотчас окисляет иодистый водород до свободного иода, р а з б а в л е н н а я азотная кислота на Н! не действует. Напротив, к он цен три рова н н а я НХО, окисляет не только Н1, но и НС!, Однако в последнем случае реакция обратима: НХОз+ ЗНС1 я=- 2НвО+ ХОС1+ С!, Смесь концентрированной НХОз с концентрированной НС! называют обычно «царской водкой». Она действует значительно энергичнее, чем каждая из этих кислот в отдельности.
Так, даже Ац и Р1 легко раство ряются в царской водке с образованием соответствующих х л о р и с т ы х соединений по схемам Ац+ НХОз+ ЗНС! =АцС!з+ ХО+ 2НгО ЗР1+ 4НХО, + 12НС! = ЗР1С!, + 4ХО + 8НеО Активным действующим началом царской водки является хлор в мо- мент выделения.з'ББ 14 Б. В. ььвкрвсов Я18 »Х. Пятая группо периодичгскод системы Подобно окислительной, очень сильно выражена у НХОз и кислотная функция. Так как при последовательном разбавлении раствора первая из них быстро ослабляется, а вторая усиливается, реакции многих металлов с разбавленной НХОз протекают по общему типу, т.
е. с вытеснением водорода. Однако последний обычно не выделяется, а расходуется иа восстановление избытка НХОз до производных более низкой значности азота, вплоть до ХНз. Как правило, получается смесь различных продуктов восстановления. ьв " Как о ч е н ь с и л ь н а я одноосновная кислота НХО, образует вполне устойчивые соли, Подобно самому иону ХО„большинство н и т р а то в бесцветно. Почти все а з о т и о к и с л ы е соли хорошо растворим ы в воде.
Многие нз них находят разнообразное практическое применение."-" При достаточном нагревании нитратов они разлагаются, причем характер распада зависит от природы катиона. Соли наиболее активных металлов (расположенных в ряду напряжений левее Мд) с отщеплевием кислорода переходят в соответствующие н и т р и т ы, соли менее активных (Мд — Сц) распадаются с образованием окислов и еще менее активных (правее Сп) — с образованием свободных металлов. Примерами могут служить реакции 2ХаХОз = 2ХаХОз+ От 2РЬ(ХОз)з = 2РЬО + ЯХОз+ Оз 2АцХОз = 2Ад+ 2ХОз+ Оз Неодинаковый характер протекания этих реакций обусловлен различной устойчивостью соответствующих нитритов и окислов при температурах распада: в этих условиях для Ха еше устойчив интриг, для.
РЬ он уже неустойчив, но еше устойчив окисел, а для Ац неустойчиво и то и другое соединение. Ввиду легкости отдачи кислорода солями азотной кислоты при высоких температурах, смеси их с горючими веществами сгорают чрезвычайно быстро. На этом основано пхпименение нитратов в пиротехнике и для изготовления черного пороха.е Отвечающий азотной кислоте ангидрид может быть получен взаимодействием ХО, с озоном; 2ХОз+ Оз=Оз+ХзОз+60 ккал Азотный ангидрид (ХзОз) представляет собой бесцветные, очень летучие кристаллы. Последние образованы ионами ХО,' и ХО„а в парах ангидрид состоит из отдельных молекул, строение которых отвечает формуле О,Х вЂ” Π— ХО,.
Он крайне неустойчив и уже при обычных услоьиях медленно разлагается иа двуокись азота и кислород. Будучи сильным окислителем, азотный ангидрид бурно реагирует со способными окисляться веществами. С водой он образует азотную кислоту.т'-" Дополнения 1) При взаимодействии с рзсквяеиной медью все окислы изоте рвзлзтзются, обре. зуя СнО и Мв По количеству окиси меди и объему выде.тившегося азота может быть устзновлепз формудя исходного окисле.
2) Зз исключением )ч»О (свеседяшего газа»), все окислы взотз ядовиты. Опасность отравления ими усугубляется тем, что дыхвтельиые пути в анином случае рвздрвжвются срзвиительио слабо и тижвдые явлении (боль в груди, сидьизя одышкв и др.) изступвют обычно лишь спустя несколько часов после вдыхзиия гвзв. Воздух, 9 3. Кислородные соединения азота 419 содержащий 0,5 ме/л окислов азота, при вдыхаиии его в течеиде часа может вызвать опасное для жизии заболевание. В качестве мер первой помощи прв острых отравлениях применяются обильиые приемы молока, кислородиае дыхание, а также впрыскивание камфоры.
Пострадавший должен находиться в полиом покое. При хронических отравлениях иаблюдается сердцебиеипе, катар дыхатезьиых путей, кровохаркаиие и разрушеиие зубов. Максимально допустимое содержание окислов азота в воздухе производствепиых помещеиий составляет 0,005 мг/л. 3) Слишком быстрое иагрсваиие ХН,ХОэ (т. пл.
!70'С) может сопровождаться взрывам. По той же причиие нельзя допускать нагрев его расплава выше 300'С. Параллельио с ведущим к ог>разоваиию ХзО осиовиым процессом частично протекают реакции по схемам ХПзХОз = ХНэ+ НХОз и 5ХНзХОэ = 9Нэ0+ 4Хэ + 2НХОз. сопровождающиеся дальнейшим разложением азатиой кислоты. Поэтому получаемая тер. мическим разломзеяием ХН,ХОэ [или смеси 2ХаХОэ+ (МН,)з50з] закись азота всегда содержит примеси ХО и ХОь от которых может быть освобождена пропусканием сквозь раствор Ре50з. Удобным методом получения чистой закиси азота является слабое иагреваиие сульфзмииовой кислоты (6 1 доп. 44) с предиарительио прокипячеииой (для удалеиия окислов азота) 73%.иой азотной кислотой.
Реакция в этих условиях количественно идет по уравнению: НХОз+ ХНз50эОН = ХзО+ 50з(ОН)э+ НзО. Из 4 г ХНз50,0Н и !О см' НХОэ может быть получено около 1 л Хз0. 4) Молекула ХзО лииейиа [д(ХХ) = 1,13, с((ХО) = 1,18 Л] и малопаляриа (р = 0,17). Ее иоиизациоииый потенциал составляет 12,6 е Сяловые коистапты валеитиых связей раним 182 (ХюзХ) и 120 (Х=О). Закись азата (т. пл. — 91, т. кип. †89 'С) является постояииой составной частью воздуха (О 00005 объеми,э ). Критическая температура этого газа равна +36 'С при критическом давлении 72 агм.
Одии объем воды поглощает при 0 'С около 1.3, а при 25'С вЂ” 0,6 объема ХэО. В результате охлажлеиия насыщенных растворов образуется кристаллогидрат МэО ° 6НзО, иагреваиие которога может служить методом получеиия очень чистой МэО. Лля наркоза обычно приме~!яется смесь 80е закиси азота с 20' кислорода. 5) Энергия активации термического распада закиси азота в газовой фазе равна 58 кнол/моль, иа Р1 оиа сиижается до 33 лнол/моль, а иа Ап — до 29 клал/моль. Иитерссиы приводимые ниже данные о иаиаизшей температуре (в 'С) термического распада ХэО в присутствии различных окислов: с о мго мяо сао вю зза аза 4ю Первые два окисле являются полупроводиикзми р-типа, последние два — полупровадииками п-типа, а промежуточиые — изоляторами (РП 9 8 доп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
