Ãëàâà 5. Ïîäãðóïïà àçîòà è åå òèïè÷íûå ïðåäñòàâèòåëè
§ 24. Îêñèäû àçîòà (îêîí÷àíèå)
Âû óæå çíàêîìû ñ ýòîé ðåàêöèåé, èäóùåé ïðè ýëåêòðè÷åñêîì ðàçðÿäå èëè î÷åíü âûñîêîé òåìïåðàòóðå (îêîëî 3000 °Ñ) (ðèñ. 35).
NO îáðàçóåòñÿ òàêæå ïðè ãðîçîâîì ðàçðÿäå â àòìîñôåðå. Ñòàòèñòèêà óòâåðæäàåò, ÷òî â àòìîñôåðå íàøåé ïëàíåòû åæåãîäíî âñïûõèâàþò òðè ñ ëèøíèì ìèëëèàðäà ìîëíèé. Ìîùíîñòü îòäåëüíûõ ðàçðÿäîâ äîñòèãàåò 200 ìëí êèëîâàòò, à âîçäóõ ðàçîãðåâàåòñÿ ïðè ýòîì (ëîêàëüíî) äî 20 000 Ê, õîòÿ ðàçðÿä ìîëíèè äëèòñÿ äåñÿòèòûñÿ÷íóþ äîëþ ñåêóíäû. Ïðè òàêîé ÷óäîâèùíîé òåìïåðàòóðå ìîëåêóëû àçîòà è êèñëîðîäà ðàçðûâàþòñÿ íà àòîìû, êîòîðûå àêòèâíî è ëåãêî ñîåäèíÿþòñÿ äðóã ñ äðóãîì, îáðàçóÿ ìîëåêóëû îêñèäà àçîòà (II). Ìîëåêóëû NO áûñòðî îêèñëÿþòñÿ íà âîçäóõå äî áîëåå ñòàáèëüíûõ ìîëåêóë îêñèäà àçîòà (IV). Ýòîò àòìîñôåðíûé ïðîöåññ âî ìíîãîì ïîìîãàåò ðåøàòü ïðîáëåìó ñâÿçûâàíèÿ ñâîáîäíîãî àçîòà (ðèñ. 36).
 ïðîìûøëåííîñòè îêñèä àçîòà (II) ïîëó÷àþò êàòàëèòè÷åñêèì îêèñëåíèåì àììèàêà (âû óæå çíàêîìû ñ ýòîé ðåàêöèåé):
à òàêæå ïðîïóñêàÿ âîçäóõ (ñîäåðæàùèé ïî îáúåìó 78% àçîòà) ÷åðåç ýëåêòðè÷åñêóþ äóãó.
Îêñèä àçîòà (IV)
Îêñèä àçîòà (IV), èëè äèîêñèä àçîòà, ïðè îáû÷íûõ óñëîâèÿõ — ãàç áóðîãî öâåòà ñ õàðàêòåðíûì çàïàõîì. Ïðè òåìïåðàòóðå 21,3 °Ñ îí ñæèæàåòñÿ, à ïðè òåìïåðàòóðå 9,3 °Ñ ïðåâðàùàåòñÿ â áåñöâåòíóþ êðèñòàëëè÷åñêóþ ìàññó. Ïàðû äèîêñèäà àçîòà ÿäîâèòû! Âäûõàíèå èõ ïðèâîäèò ê îòðàâëåíèþ, âðåäíî äåéñòâóÿ íà ñåðäöå è ëåãêèå.
Äèîêñèä àçîòà ñïîñîáåí ê äèìåðèçàöèè â N„04, ò. å. ê ñîåäèíåíèþ äâóõ ìîëåêóë â îäíó.
Ïðîáëåìà. ×åì îáúÿñíèòü ñêëîííîñòü äèîêñèäà àçîòà ê äèìåðèçàöèè, ó÷èòûâàÿ, ÷òî âîäîðîäíûå ñâÿçè â ýòîì ñëó÷àå âîçíèêíóòü íå ìîãóò?
Îêñèä àçîòà (IV) õîðîøî ðàñòâîðèì â âîäå.
Ïðè ðàñòâîðåíèè îêñèäà àçîòà (IV) â âîäå îáðàçóåòñÿ ñìåñü äâóõ êèñëîò: àçîòèñòîé è àçîòíîé:
Äåìîíñòðàöèîííûé îïûò. Ðàñòâîðåíèå îêñèäà àçîòà (IV) â âîäå.  öèëèíäð, çàïîëíåííûé NO, îïóùåííûé â ÷àøêó ñ âîäîé, ïîäâåäåì ãàçîîòâîäíóþ òðóáêó îò ãàçîìåòðà ñ êèñëîðîäîì. Êèñëîðîä ïîðöèÿìè ïðîïóñêàåòñÿ â öèëèíäð. Íàä âîäîé îáðàçóåòñÿ îáëà÷êî áóðîãî öâåòà (áåëûé ýêðàí), êîòîðîå áûñòðî èñ÷åçàåò ïðè îäíîâðåìåííîì ïîäíÿòèè óðîâíÿ âîäû â öèëèíäðå. Ïî÷åìó ýòî ïðîèñõîäèò? ×òî îáðàçóåòñÿ â ïðîöåññå âçàèìîäåéñòâèÿ äèîêñèäà ñ âîäîé? Âûíåì òðóáêó ãàçîìåòðà è çàêðîåì ïîä âîäîé öèëèíäð ñòåêëîì, âûíåì åãî èç âîäû è ïåðåâåðíåì. Îòîëüåì ÷àñòü æèäêîñòè â ñòàêàí÷èê è äîáàâèì òóäà ëàêìóñ. Îêðàñêà åãî ìåíÿåòñÿ íà êðàñíóþ — îáðàçîâàëàñü êèñëîòà.
Äèîêñèä àçîòà ÿâëÿåòñÿ ñìåøàííûì àíãèäðèäîì àçîòèñòîé è àçîòíîé êèñëîò. Íî àçîòèñòàÿ êèñëîòà î÷åíü íåïðî÷íàÿ è ïðè íàãðåâàíèè ðàçëàãàåòñÿ, à ïîòîìó â òåïëîé âîäå ïðîäóêòàìè ðåàêöèè áóäóò àçîòíàÿ êèñëîòà è îêñèä àçîòà (II):
Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ
Îêñèä àçîòà (II) • Îêñèä àçîòà (IV)
Âîïðîñû è çàäàíèÿ
1. Êàêèå îêñèäû õàðàêòåðíû äëÿ àçîòà è êàêèå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ îí â íèõ ïðîÿâëÿåò?
2. Îõàðàêòåðèçóéòå ñâîéñòâà îêñèäîâ àçîòà (II) è (IV). ×åì îíè îáúÿñíÿþòñÿ?
3. Îïðåäåëèòå ìàññîâûå äîëè àçîòà â îêñèäàõ àçîòà(II) è (IV).
4. Çàïèøèòå óðàâíåíèå è ñîñòàâüòå ñõåìó ýëåêòðîííîãî áàëàíñà ðåàêöèè äèîêñèäà àçîòà ñ âîäîé.
5. Äîæäåâàÿ âîäà â ãðîçó ñîäåðæèò íåìíîãî àçîòíîé êèñëîòû. Â ðåçóëüòàòå êàêèõ ïðîöåññîâ îíà îáðàçîâàëàñü? Îòâåò ïîäòâåðäèòå óðàâíåíèÿìè ðåàêöèé.
6. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ñëåäóþùèõ ïðåâðàùåíèé è óêàæèòå óñëîâèÿ èõ ïðîòåêàíèÿ:
7. ×åì îáúÿñíèòü, ÷òî âíåñåííàÿ â àòìîñôåðó äèîêñèäà àçîòà òëåþùàÿ ëó÷èíêà âñïûõèâàåò, êàê â ÷èñòîì êèñëîðîäå, è ÷òî äèîêñèä ñåðû ìîæåò îêèñëÿòüñÿ ýòèì âåùåñòâîì? Äàéòå àðãóìåíòèðîâàííîå îáúÿñíåíèå ýòèõ ÿâëåíèé.
8. Âûáåðèòå ïðàâèëüíûé îòâåò. Îêñèä àçîòà (IV) ìîæåò âçàèìîäåéñòâîâàòü:
1) ñ õëîðèäîì íàòðèÿ;
2) êèñëîðîäîì;
3) ñîëÿíîé êèñëîòîé;
4) ãèäðîêñèäîì êàëüöèÿ.
<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà