Азота окислы

Азота окислы. Азот образует с кислородом пять различных соединений:

1) N_aO—закись азота, 2) N0—окись азота, 3) N₂O_s — азотистый ангидрид, или трех-окись азота, 4) М0₂ — двуокись или N₂0₄— четырехокись азота, 5) N₂0₅—азотный ангидрид, или пятиокись азота. Все пять окислов образуются с поглощением тепла, поэтому получение их возможно только при высокой t° и связано с большой затратой энергии.

Теплоты образования в Cal для газообразных Njj и 0₂:

N,+ О=N_aO.26,6 Cal

N“+ О=NO.21,6 »

N + 20=N0₂.8,13 »

2N + 30=N₂0₃.22,2 »

2N 4- 50=N₂O_s.1,2 »

Поэтому при синтезе пользуются другими материалами: обычно исходят из азотной кислоты или ее солей.

I. Закись азота N₂0 получается: 1) из высших окислов азота, их восстановлением цинком, амальгамой натрия, сероводородом, хлористым оловом и др.;

например, 5 ч. хлористого олова SnCl₂.2H₂0, 10 ч. соляной кислоты НС1 (уд. в 1,21) и 0,9 ч. азотной кислоты HNO_s (уд. в 1,38) дают при кипячении N₂0; 2) нагреванием при 240° смеси эквимолекулярных количеств селитры NaNO_s (17 ч.) и сернокислого амония (NH₄)₂S0₄ (13,5 ч.); 3) осторожным нагреванием до 170° азотнокислого аммония NH₄N0₃=N₂0 + 2H₂0, выделяющийся при этой реакции газ промывают для удаления других А. о. водой, растворами железного купороса и едкого натрия и сжижают смесью жидкой сернистой кислоты и углекислоты. N_aO—бесцветный газ приятного запаха и сладковатого вкуса; уд. в 1,527 (возд ⁷х=1), вес 1 л при 0° и 760 миллиметров 1,777 з; t°n* —102°,3, i°«un. —89°,4; 100 объёмов воды растворяют при 15° 77,8 объёмов NaO. При нагревании (до 900°) N_aO распадается на N и О; уголь, натрий, раскаленное железо сгорают в N₂0; в отличие от других А. о., N₂0 окисляется кислородом воздуха; при вдыхании вызывает возбужденное состояние («веселящий газ»); применяется как анестезирующее средство при небольших операциях.

Азотноватистая кислота Η₂Ν₂0₂ м. б. формально рассматриваема как гидрат закиси азота. Получается восстановлением азотистокислого натрия, амальгамой натрия в щелочном растворе; легко распадается на закись азота и воду: Η₂Ν₂0₂=Ν₂0 + Η₂0.

II. Окись азота N0 получается восстановлением высших окислов углем, фосфором, сернистым газом, металлами и другими восстановителями, например: 1) при растворении меди в азотной кислоте 3Cu + 8HNO_s=ЗСи(N0₃)_a + 4 Н₂0 + 2NO;

2) при нагревании солянокислого раствора селитры и хлористого железа 6 Fe С1₂ + + 2KN0₃ + 8 НС1 : 6 Fe Cl, + 2 КС1 + 4Н₂0+ + 2 NO; 3) о получении NO из элементов см. Азотная кислота. N0—бесцветный газ; уд. в 1,038 (воздух=1), вес 1 л при 0° и 760 миллиметров 1,3402 г; t° пл. —167°, t°KUn. —153°,6; 100 объёмов воды растворяют 5 объёмов N0. Окись азота обладает как восстановительными, так и окислительными свойствами: натрий, калий, фосфор сгорают в ней (сера не горит). Перманганат и перекись водорода бкисляют N0 в азотистую и азотную кислоту. С кислородом воздуха N0 образует двуокись азота: 2NO + 0₂=2N0₂. При 1 690° распадается нацело на азот и кислород. С солями дает комплексные соединения FeS0₄-NO; CuS0₄-NO.

III. Азотистый ангидрид N₂O_sобразуется: 1) при охлаждении до —18° смеси 4 объёмов окиси азота N0 и 1 объёма О; 2) при нагревании 1 ч. крахмала и 8 ч. азотной кислоты уд. веса 1,55;

3) при нагревании трехокиси а с азотной кислотой уд. веса 1,35: As₂0₃+ + 2HN0₃ + 2H₂0=2H₃As0₄ + N₂O_s. Азотистый ангидрид устойчив лишь при низкой t°, он образует голубую кристаллизующуюся при —102° жидкость, которая при повышении t° буреет, разлагаясь на окись и четырехокись азота; пары ее состоят из смеси NO, N₂0₄ и Nans, находящихся между собой в подвижном равновесии: 2NO+ + N₂0₄^2N₂0_s. Кислородом эта смесь окисляется до четырехокиси азота 2N₂0₃ + +0₂^2Ν₂0₄. При растворении в воде азотистый ангидрид дает азотистую кислоту.

Азотистая кислота HN0₂ существует только в водном растворе; при попытке выделить ее она тотчас распадается на воду и азотистый ангидрид: 2ΗΝ0₂= =Η₂04-Ν₂0₃. Перманганат легко окисляет ее в азотную к-ту. С иодистоводородной к-той выделяет иод: HN0₂ + HJ=NO + H_sO + J.

Соли азотистой кислоты имеют большое промышленное значение (смотрите Натрия соединения). ΗΝ0₂ имеется в воздухе (от происходящих в нем электрических разрядов), поэтому дождевая вода содержит ее соли. В почве также имеются ее соли, являющиеся отчасти продуктом жизнедеятельности патогенных бактерий; из почвы соли эти вместе с бактериями вымываются водой, поэтому вода, содержащая заметное количество азотистых солей, считается непригодной для питья.

IV. Двуокись азота N0₂ и ч е-тырехокись азота N₂0₄ образуются: 1) окислением окиси азота кислородом воздуха 2N0 + 0_a=N_a0₄; 2) разложением азотного ангидрида N₂0₅ или азотной кислоты (желтая азотная кислота содержит в растворенном состоянии двуокись); 3) из солей азотной кислоты, например из азотнокислого свинца Pb(N0₈)₂: сухую смесь равных частей Pb(N0₃)₂ и песка, прибавляемого для равномерного нагревания, прокаливают и выделяющиеся пары конденсируют в хорошо охлаждаемом приемнике: Pb(N0₃)₂== Pb0 + 0 + N₂0₄; 4) о получении N0₂h3 аммиака и воздуха см. Аммиак. Четырехокись азота представляет при 0° бесцветную жидкость, кристаллизующуюся при —10°,8; при нагревании она желтеет и кипит при 25—26°, выделяя красно-бурые пары;с повышением t° интенсивность окраски паров растет, и при 140—150° они кажутся почти черными. Изменение цвета объясняется диссоциацией бесцветной четырехокиси в сильно окрашенную двуокись: N₂0₄ ^ 2N0₂; диссоциация растет с t°: при 60° N₂0₄распадается уже наполовину, при 150° диссоциация полная. При нагревании выше 150° пары вновь обесцвечиваются вследствие распада N0₂ на окись и кислород: 2N0₂= =2Ν0 + 0₂. Двуокись Ν0₂ —сильный окислитель: в присутствии платины смесь ее с водородом дает воду и аммиак; уголь, сера, фосфор сгорают в ней. При растворении в воде двуокись дает азотную и азотистую кислоты; азотистая к-та при этом распадается далее на окись азота, азотную кислоту и воду: 4ΗΝ0₂= 2ΗΝ0₃ + Η₂0 + ΝΟ. С серной кислотой двуокись образует ни-трозилсерную кислоту SO_a-OH-0-NO.

V. Азотный ангидрид N₂O_s образуется: 1) при действии хлора на азотнокислое серебро

AgN0₃ + С1₂=N0₂C1 + AgCl + О,

AgN0₃ + N0₂C1=N₂O_s + AgCl;

2) при осторожной перегонке тестообразной смеси 6 ч. безводной азотной кислоты и 7 ч. фосфорного ангидрида; в приемнике конденсируется жидкость, разделяющаяся на два слоя; верхний слой при охлаждении выделяет кристаллы N₂0₅. Азотный ангидрид при обыкновенной t° представляет собой гигроскопические бесцветные ромбические призмы; Ь°пл. 29—30°; он кипит при 45—50°, разлагаясь при этом на N₂0₄ и кислород: Ν₂0₅=Ν₂0₄ + О; N₂0₅ на большинство металлов не действует, лишь натрий и кальций сгорают в нем с большим блеском; в воде он растворяется с большим выделением тепла, давая азотную кислоту

(смотрите Азотная кислота). Смесь N₂0₅ и азотной кислоты может служить для нитрования органических соединений.