Формула оксида азота

Определение и формула оксида азота

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Оксид азота — это бинарное химическое соединение.

Известно несколько оксидов азота, в которых азот имеет разные степени окисления.

Оксид диазота

Химическая формула – $N_2O$

Молярная масса равна $44,01$ г/моль.

Другие названия — «Веселящий газ», закись азота.

Физические свойства – в обычных условиях бесцветный термически устойчивый газ.

Несолеобразующий оксид, слабый окислитель и слабый восстановитель.

Химические свойства оксида диазота

При нагревании выше $500^{\circ} \text{C}$ разлагается на азот и кислород:
$2N_2O = 2N_2 + O_2$
Реагирует с металлами при нагревании $(600^{\circ} \text{C})$ :
$N_2O+Mg = N_2 +MgO$
Вступает в реакции окисления-восстановления:
$5N_2O+3H_2SO_4+2KMnO_4=10NO+2MnSO_4 +K_2SO_4 +3H_2O$

Получение

Один из способов получения закиси азота основан на разложении нитрата аммония при $200-245^{\circ} \text{C}$ :

$NH_4NO_3 \rightarrow N_2O+2H_2O$

Монооксид азота

Формула – $NO$

Молярная масса равна $30,01$ г/моль.

Физические свойства – бесцветный газ, голубая жидкость.

В твердом состоянии полностью димеризован, термически устойчивый.

Несолеобразующий оксид, слабый окислитель и слабый восстановитель, плохо растворяется в воде.

Химические свойства монооксида азота

При нагревании выше $700^{\circ} \text{C}$ разлагается на азот и кислород:
$2NO = N_2 + O_2$
Реагирует с водородом при нагревании $(200^{\circ} \text{C})$ :
$2NO+2H_2 = N_2 + 2H_2O$
Вступает в реакции окисления-восстановления:
$2NO+H_2O+3HClO=2HNO_3+3HCl$

Получение

Один из способов получения закиси азота основан на взаимодействии аммиака с кислородом при $800^{\circ} \text{C}$ в присутствии катализатора:

$4NH_3+5O_2=4NO+6H_2O$

Триоксид азота

Формула – $N_2O_3$

Молярная масса равна $76,01$ г/моль.

Физические свойства – синяя жидкость, термически неустойчивая.

В твердом состоянии имеет голубоватый цвет.

Солеобразующий оксид.

Химические свойства триоксида азота

При комнатной температуре разлагается на $NO_2$ и $NO$ :
$N_2O_3=NO_2+NO$
Реагирует с $NaOH$ с образованием нитрита натрия:
$N_2O_3 + 2NaOH = 2NaNO_2 + H_2O$
Вступает в реакции окисления-восстановления:
$N_2O_3 + 3Cu = N_2 + 3CuO$

Получение

Один из способов получения триоксида азота основан на взаимодействии диоксида азота с водой:

$4NO_2 + H_2O = 2HNO_3 + N_2O_3$

Диоксид азота

Формула – $NO_2$

Молярная масса равна $46,01$ г/моль.

Физические свойства – бурый газ, в жидком состоянии димер бесцветен, в твердом состоянии белый.

Хорошо растворяется в холодной воде и реагирует с ней.

Сильный окислитель.

Химические свойства диоксида азота

При нагревании разлагается на $NO$ и $O_2$ :
$2NO_2=NO + 2O_2$
Реагирует с $NaOH$ с образованием нитрита и нитрата натрия:
$2NO_2 + 2NaOH = NaNO_2 + NaNO_3+H_2O$
Вступает в реакции окисления-восстановления:
$4NO_2+3H_2SO_4 + 6FeSO_4 = N_2 + 3Fe_2(SO_4)_3 + 2H_2O+2HNO_3$

Получение

Один из способов получения триоксида азота основан на взаимодействии диоксида азота с водой:

$2NO+O_2=2NO_2$

Пентаоксид азота

Формула – $N_2O_5$

Молярная масса равна $108,01$ г/моль.

Физические свойства – белое твердое вещество, бесцветный газ и бесцветная жидкость.

При нагревании возгоняется и плавится.

Солеобразующий оксид, ангидрид азотной кислоты.

Химические свойства пентаоксида азота

При комнатной температуре за 10 часов разлагается на $NO_2$ и $O_2$ :
$2N_2O_5=4NO_2+O_2$
Реагирует с $NaOH$ с образованием нитрата натрия:
$2N_2O_5 + 2NaOH = 2NaNO_3+H_2O$
Вступает в реакции окисления-восстановления:
$N_2O_5 + 5Cu = 5CuO + N_2$

Получение

Один из способов получения пентаоксида азота основан на взаимодействии реакции:

$4HNO_3+P_4O_{10}=2N_2O_5 + 4HPO_3$

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Какой процесс более энергетически затратен по тепловому эффекту при стандартных условиях: $N_2 +0,5O_2 \rightarrow N_2O$ или $N_2O +2O_2 \rightarrow N_2O_5$ ?

Решение

Определим изменение энтальпии для первой и второй реакции по справочным данным:

$\Delta H_1=\Delta H\left ( N_2O \right )-\Delta H\left ( N_2 \right )-0,5 \cdot \Delta H\left ( O_2 \right )=$ $81,55 -0 -0,5 \cdot 0=81,55$ кДж/моль

$\Delta H_2=\Delta H\left ( N_2O_5 \right )-\Delta H\left ( N_2O \right )-2 \cdot \Delta H\left ( O_2 \right )$ $=12,8 -81,55 -2 \cdot 0=-68,75$ кДж/моль

Окисление азота до $N_2O$ более энергетически затратный процесс чем окисление $N_2O$ до $N_2O_5$

Ответ

$N_2 +0,5O_2 \rightarrow N_2O$

ПРИМЕР 2

Задание	Определите строение и тип гибридизации $NO_2$ . Покажите как образуются связи $N-O$ .
Решение	Рассмотрим как образуется данная молекула: Таким образом, тип гибридизации $sp^2$ (одна $s$ орбиталь, одна $p$ орбиталь на образование сигма связи и одна $p$ орбиталь с неспаренным электроном), геометрическая структура треугольная.
Ответ	$sp^2$ гибридизация.

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Советуем прочитать:

Формула оксида азота

Определение и формула оксида азота

Оксид диазота

Химические свойства оксида диазота

Получение

Монооксид азота

Химические свойства монооксида азота

Получение

Триоксид азота

Химические свойства триоксида азота

Получение

Диоксид азота

Химические свойства диоксида азота

Получение

Пентаоксид азота

Химические свойства пентаоксида азота

Получение

Примеры решения задач