Здравствуйте, уважаемые читатели!
Мы с вами привыкли: говорим "воздух", про себя подразумеваем "кислород". Но ведь целых 78 % воздуха по массе приходится на совсем другой газ - азот. Он-то и будет нашим сегодняшним героем.
Парадокс еще и в том, что "имя" азота означает "безжизненный", от "а" - "отсутствие" и "зоо" - "жизнь". Как же так получилось? В далеком 1772 году химик Даниэл Резерфорд сжигал под стеклянным колоколом фосфор и некоторые другие вещества. Оставшийся после реакции газ не поддерживал ни горение, ни дыхание. В общем, "дурной воздух", как заметил Карл Шееле. Чуть позже исследователи поняли, что воздух вокруг нас - это смесь газов, и значительная его часть приходится на азот. А еще атомы азота входят в состав неорганических и органических (белков, нуклеиновых кислот) соединений.
Атом азота в Периодической системе Д.И. Менделеева зовется Nitrogenium и занимает место номер 7 в VA группе 2 периода. На внешнем энергетическом уровне имеет три неспаренных электрона. Принимая еще три электрона, азот получает степень окисления -3. Перечислим все возможные степени окисления атома азота:
- -3 (в аммиаке, азидах металлов);
- +1 (оксид азота);
- +3 (оксид азота, азотистая кислота);
- +5 (оксид азота, азотная кислота);
- +4. Необычная для атома азота степень окисления, выбивающаяся из "нечетного" ряда. Образуется за счет трех неспаренных электронов 2р-подуровня и электронной пары 2s-подуровня.
Молекула азота состоит из двух атомов, скрепленных очень крепкими "брачными узами" в виде трех ковалентных связей. Эти связи называют по-гречески "сигма" и "пи". Так вот, даже при температуре около 3000 градусов степень распада молекулы азота на атомы составляет всего лишь примерно 0,1 %! Поэтому азот несколько инертен химически.
Большая часть молекул азота в природе состоит из атомов с относительной атомной массой, равной 14, но есть и атомы с массой 15. Такие "утяжеленные" атомы используются в химических и биологических исследованиях.
Газ азот не имеет цвета, запаха, вкуса, немного легче воздуха, мало растворим в воде, температура его кипения -196 градусов.
Если требуется сохранить или транспортировать азот в жидком виде, то его помещают в специальные сосуды Дьюара. Эти емкости изготовлены из двух слоев металла, а между слоями находится вакуумная среда.
Коснемся вопроса получения газа азота и начнем с лабораторных способов:
- смешивание растворов натрия нитрита и хлорида аммония. Образуется нитрит аммония, который разлагается с выделением молекулярного азота;
- горение аммиака;
- распад при температуре азидов щелочных металлов.
В промышленных масштабах азот получают из воздуха, который сначала очень сильно охлаждают до жидкого состояния. Затем температуру потихоньку повышают, и при минус 196 градусах из смеси "отгоняется" чистый азот, а при минус 183 - кислород (помните, мы говорили об этом здесь).
Химические свойства азота
1) Взаимодействие с металлами. С литием - при комнатной температуре, с остальными - при нагревании. Азот выступает в роли окислителя.
2) Взаимодействие с неметаллами. Но непосредственно с галогенами, серой азот в реакции не вступает.
С водой, кислотами, щелочами азот не взаимодействует!
Сферы применения азота:
- для производства аммиака;
- в качестве газовой среды-наполнителя там, где присутствие кислорода нежелательно, опасно (в медицине, при перекачке горючих жидкостей, для наполнения электрических ламп);
- жидкий азот - как охладитель в холодильных установках.
Я благодарю вас за внимание, за то, что дочитали до конца. Подписывайтесь на мой канал! 😘
А если вы устали от занятий химией, приглашаю к прочтению интересных исторических заметок о моде и искусстве - "Дамы и моды" )))
