Оксид азота – химическое соединение группы окисей азота, в котором азот присутствует во II степени окисления. Он имеет один непарный радикальный электрон, следовательно, является нестабильным, имеет высокую реакционную способность и обладает свойствами свободного радикала.
Оксид азота (IV) (диоксид азота) NO2 — газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом или желтоватая жидкость.получение
В лаборатории NO2 обычно получают воздействием концентрированной азотной кислотой на медь:
Сu + 4NO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Также его можно получить термическим разложением нитрата свинца, однако при проведении реакции следует соблюдать осторожность:
2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2
Хим.св-ва.
Кислотный оксид. NO2 отличается высокой химической активностью. Он взаимодействует с неметаллами (фосфор, сера иуглерод горят в нём). В этих реакциях NO2 — окислитель:
2NO2 + 2C = 2CO2 + N2
10NO2 + 8P = 4P2O5 + 5N2
Окисляет SO2 в SO3 — на этой реакции основан нитрозный метод получения серной кислоты:
При растворении оксида азота(IV) в воде образуются азотная и азотистая кислоты (реакция диспропорционирования):
2NO2 + H2O =HNO3 + HNO2
Поскольку азотистая кислота неустойчива, при растворении NO2 в тёплой воде образуются HNO3 и NO:
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
Если растворение проводить в избытке кислорода, образуется только азотная кислота (NO2 проявляет свойства восстановителя):
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
При растворении NO2 в щелочах образуются как нитраты, так и нитриты:
2NO2 + 2KOH = KNO3 + KNO2 + H2O
Жидкий NO2 применяется для получения безводных нитратов:
Zn +2N2O4 = Zn(NO3)2 + 2NO
Примение. В производстве серной и азотной кислот, в качестве окислителя в жидком ракетном топливе и смесевых взрывчатых веществах
Оксид азота(II) (мон(о)оксид азота, окись азота, нитрозил-радикал) NO — несолеобразующий оксид азота. В нормальных условиях он представляет собой бесцветный газ, плохо растворимый в воде. Сжижается с трудом[источник не указан 1190 дней]; в жидком и твёрдом виде имеет голубой цвет.
Получение. Оксид азота(II) — единственный из оксидов азота, который можно получить непосредственно из свободных элементов соединением азота с кислородом при высоких температурах (1200—1300 °C) или в электрическом разряде. В природе он образуется в атмосфере при грозовых разрядах (тепловой эффект реакции −180,9 кДж):
N2 + O2 = 2NO
и тотчас же реагирует с кислородом:
2NO + O2 = 2NO2
При понижении температуры оксид азота(II) разлагается на азот и кислород, но если температура падает резко, то не успевший разложиться оксид существует достаточно долго: при низкой температуре скорость распада невелика. Такое резкое охлаждение называется «закалкой» и используется при одном из способов получения азотной кислоты.
В лаборатории его обычно получают взаимодействием 30%-ной HNO3 с некоторыми металлами, например, с медью:
3Сu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Более чистый, не загрязнённый примесями NO можно получить по реакциям:
FeCl2 + NaNO2 + 2HCl = FeCl3 + NaCl + NO + H2O
2HNO2 + 2HI = 2NO + I2 + 2H2O
Промышленный способ основан на окислении аммиака при высокой температуре и давлении при участии Pt, Cr2O3 (как катализаторов):
4NH3 + 5O2 = 4NO +6H2O
Хим св-ва. При комнатной температуре и атмосферном давлении происходит окисление NO кислородом воздуха:
2NO + O2 = 2NO2
Для NO характерны также реакции присоединения галогенов с образованием нитрозилгалогенидов, в этой реакции NO проявляет свойства восстановителя с образованием нитрозилхлорида: 2NO + Cl2 = 2NOCl
В присутствии более сильных восстановителей NO проявляет окислительные свойства:
2SO2 + 2NO = 2SO3 + N2
В воде NO мало растворим и с ней не реагирует, являясь несолеобразующим оксидом.
Примениение. Получение NO является одной из стадий получения азотной кислоты.
Оксид азота(III) (азотистый ангидрид, сесквиоксид азота) N2O3 — жидкость синего цвета (при н. у.), бесцветный газ (при стандартных условиях), в твёрдом виде — синеватого цвета. Устойчив только при температурах ниже −4 °C. Без примесей NO2и NO азотистый ангидрид (O=N—O—N=O) существует только в твёрдом виде. Получение.Рекомендуется капать 50%-ю азотную кислоту на твёрдый оксид мышьяка(III):
2HNO3(50%)+ As2O3 = NO2 + NO + 2HAsO3
N2O3 образуется при охлаждении до -36 °С получающейся смеси оксидов азота (II) и (IV):
NO + NO2 = N2O3
При пропускании электрического разряда через жидкий воздух N2O3 можно получить в виде порошка голубого цвета:
N2 + O2 = 2NO
2NO + O2 = 2NO2
= N2O3
Также N2O3 можно получить действием 50%-ой азотной кислоты на крахмал:
Химические свойства
Кислотный оксид. N2O3 подвержен термической диссоциации:
N2O3= NO + NO2
При 25 °C содержание N2O3 в смеси газов составляет около 10,5 %. Жидкий оксид азота(III) синего цвета, он также частично диссоциирован.
Являясь азотистым ангидридом, при взаимодействии с водой N2O3 даёт азотистую кислоту:
N2O3 + H2O = 2HNO2
При взаимодействии с растворами щелочей образуются соответствующие нитриты:
N2O3 + 2KOH = 2HNO2 + H2O
Применение
Применяется в лаборатории для получения азотистой кислоты и её солей.
Окси́д азо́та(I) (оксид диазота, закись азота, веселящий газ) — соединение с химической формулой N2O. Иногда называется «веселящим газом» из-за производимого им опьяняющего эффекта. При нормальной температуре это бесцветный негорючийгаз с приятным сладковатым запахом и привкусом.
Химические свойства]
Относится к несолеобразующим оксидам, с водой, с растворами щелочей и кислот не взаимодействует. Не воспламеняется, но поддерживает горение: тлеющая лучина, опущенная в него, загорается, как в чистом кислороде. Смеси с эфиром, циклопропаном, хлорэтаном в определённых концентрациях взрывоопасны. Оксид азота(I) является озоноразрушающим веществом, а также парниковым газом. В нормальных условиях N2O химически инертен, при нагревании проявляет свойства окислителя:
N2O + H2 = N2 + H2O
N2O + C = N2 + CO
При взаимодействии с сильными окислителями N2O может проявлять свойства восстановителя:
При нагревании N2O разлагается:
2N2O = 2N2 + O2
Оксид азота(I) реагирует с амидами металлов с образованием соответствующих неорганических азидов:
2NaNH2 + N2O = NaN3 + NaOH + NH3
При взаимодействии аммиака над катализатором образуется азид аммония:
2NH3 + N2O =Ni-Al2O3= NH4N3 + H2O
Получение
Оксид азота(I) получают нагреванием сухого нитрата аммония. Разложение начинается при 170 °C и сопровождается выделением тепла. Поэтому, чтобы не дать протекать ему слишком бурно, следует вовремя прекратить нагревание, так как при температурах более 300 °C нитрат аммония разлагается со взрывом:
2NH4NO3 = 2N2 +O2 + 4H2O
Более удобным способом является нагревание сульфаминовой кислоты с 73%-й азотной кислотой:
NH2SO2OH +HNO3 = N2O + H2SO4 + H2
В химической промышленности закись азота является побочным продуктом и для её разрушения используют каталитические конвертеры, так как выделение в виде товарного продукта, как правило, экономически нецелесообразно..примениение. Существует два вида закиси азота — пищевая или медицинская для медицинского применения (высокой степени очистки) и техническая — технический оксид диазота, в котором есть примеси, количество которых указывается в соответствующих техусловиях (ТУ) на данный газ. «Медицинская» закись азота используется в основном как средство для ингаляционного наркоза, находит применение и в пищевой промышленности (например, для изготовления взбитых сливок) в качестве пропеллента. Как пищевой продукт, имеет индекс E942. Также иногда используется для улучшения технических характеристик двигателей внутреннего сгорания. В промышленности применяется как пропеллент и упаковочный газ. Может использоваться в ракетных двигателях в качестве окислителя, а также как единственное топливо в монокомпонентных ракетных двигателях.
Оксид азота(V) (пентаоксид диазота, нитрат нитроила (нитрат нитрония[1][2], нитрат нитрила[3]), азотный ангидрид) N2O5 — бесцветные, очень летучие кристаллы. Крайне неустойчив.
Газообразный азотный ангидрид состоит из отдельных молекул, строение которых отвечает формуле O2N-О-NO2 и имеет неплоскую структуру. Кристаллы образованы ионами NO2+ и NO3−.
Получение
Путём дегидратации азотной кислоты HNO3 с помощью P2O5:
2HNO3 + P2O5 = 2HPO3 + N2O5
Пропуская сухой хлор над сухим нитратом серебра:
4AgNO3 + 2Cl2 = 4AgCl +2N2O5 + O2
(по другим данным, тут будет образовываться хлорид серебра и хлорнитрат);
Путём взаимодействия оксида азота(IV) с озоном:
2NO2 + O3 = N2O5 + O2
Химические свойства]
Типичный кислотный оксид. N2O5 легко летуч и крайне неустойчив. Разложение происходит со взрывом, чаще всего — без видимых причин:
2N2O5 = 4NO2 + O2
Растворяется в воде с образованием азотной кислоты (обратимая реакция):
N2O5 = 2HNO3
Растворяется в щелочах с образованием нитратов:
N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O
N2O5.- практического применения не имеет.
