AlexSinttig ›Blog› N2O. Apakah oksida nitrat?

Apakah oksida nitrat?

Tidak mudah terbakar, tetapi mengekalkan pembakaran. Semasa dihirup, nitrat oksida tidak merengsakan saluran pernafasan, dan tidak mengikat hemoglobin. Setelah berhenti menghirup, setelah 10-15 minit, ia dikeluarkan sepenuhnya melalui saluran pernafasan. Ia memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk memisahkan molekul oksigen dari molekul nitrogen. Tindak balas kimia pembakaran nitrogen oksida yang berlaku di ruang pembakaran berbeza dengan pembakaran oksigen tulen, yang terbakar dengan sangat cepat dan tidak terkawal.

Molekul nitrogen melambatkan tindak balas cukup untuk mengawal suntikan oksigen. Oksigen tulen akan meletup terlalu banyak. Oksigen tambahan meningkatkan kadar pembakaran dalam silinder, menyebabkan campuran membakar lebih cepat dan "lebih panas". Proses ini, pada gilirannya, menghasilkan lebih banyak tekanan di dalam silinder dan sebagai hasilnya - peningkatan daya. Seperti yang telah disebutkan, oksida nitrat adalah gas. Oleh itu, untuk menggunakannya di dalam kereta, ia mesti dimasukkan ke dalam silinder tekanan tinggi (900-1000psi), yang memungkinkannya mengubah gas menjadi cair dan menjadikannya mudah alih..

Setelah berada di ruang pembakaran, nitrat oksida kembali ke keadaan gasnya dan menyejuk hingga -51 ° C. Melalui saluran udara, gas yang sangat sejuk ini menyejukkan udara yang memasuki silinder. Apabila campuran menyejuk, ia menjadi lebih padat, yang memungkinkan lebih banyak petrol ditambahkan. Oleh itu, campuran kerja yang sejuk dan tebal membolehkan anda mengeluarkan lebih banyak kuda dari mesin, kerana dari penurunan suhu di ruang pembakaran sebanyak 10 ° C, kita mendapat kenaikan kuda sebanyak 1%, yang bermaksud bahawa ketika suhu turun 50 ° C di Dengan enjin 300 kuasa kuda, kita mendapat sebanyak 30 kuda, (dan ini bukan nitroxida itu sendiri), yang secara amnya tidak buruk.

Berlatih
Hari ini, menggunakan sistem oksida nitrat untuk meningkatkan kuasa enjin dengan segera adalah satu-satunya pilihan bagi kebanyakan penunggang. Dan kita bukan sahaja membincangkan mengenai kereta lumba yang sangat khusus. N20 dapat dilihat sebagai pilihan bagi kebanyakan pengguna yang ingin memanfaatkan lebih banyak motor harian mereka..
Hari ini, syarikat yang mengkhususkan diri dalam pengeluaran sistem peningkatan kuasa N20 menawarkan senarai peralatan yang berkualiti tinggi. Sistem ini cukup mudah dan boleh dipercayai untuk dipasang dan dikendalikan..

Sebelum anda mula memikirkan CARA menyetel enjin anda, anda perlu memahami bahawa hasilnya, enjin kereta / motosikal anda akan memberikan semua kekuatan potensinya. Anda harus menjawab sendiri dua soalan: berapa kerap dan berapa lama anda akan mendorong enjin anda ke hadnya; sistem penambah daya yang mana yang paling boleh diterima oleh anda dari segi kemudahan dan kawalan.

Sekiranya anda menghampiri persoalan dari segi "dolar per tenaga kuda", anda akan sampai pada kesimpulan bahawa sistem oksida nitrat memberi anda nilai paling banyak untuk setiap dolar yang anda laburkan dengan perubahan mesin yang paling sedikit..

Dua puluh tahun pengalaman dunia dalam menggunakan N20 telah membuktikan kemungkinan peningkatan kuasa dari 10 hingga 200 tenaga kuda untuk kereta produksi, tanpa perubahan kardinal enjin. Dengan sistem yang dipilih dengan betul dan disetel dengan betul, anda akan yakin untuk meningkatkan kuasa sambil mengekalkan kebolehpercayaan, yang hanya dapat dibandingkan dengan peningkatan jumlah mesin anda..

Cara meningkatkan kuasa?
Mesin berfungsi dengan membakar bahan bakar, yang pada saat kilatan di ruang pembakaran menimbulkan tekanan berlebihan, mendorong piston ke bawah. Sekiranya anda mahukan lebih banyak kuasa, bakar lebih banyak bahan bakar. Dalam kes ini, lebih banyak tenaga akan dibebaskan, dan, dengan demikian, dengan usaha besar untuk menolak piston ke bawah.

Kedengarannya cukup sederhana. Tetapi ini tidak begitu mudah dilakukan. Terdapat pelbagai faktor yang mempengaruhi peningkatan kuasa enjin. Kami akan merangkumi tiga perkara yang paling asas:

Bahan api apa pun memerlukan oksigen untuk pembakaran. Sekiranya anda ingin membakar lebih banyak bahan bakar, anda juga mesti memasukkan lebih banyak oksigen ke dalam campuran. Hampir semua skema untuk meningkatkan kuasa enjin beroperasi berdasarkan peningkatan aliran bahan bakar dan oksigen. Camshaft, injap dan karburator yang lebih besar, port pengambilan dan ekzos, lokasi dan kemasan permukaannya, supercharger dan turbocharger, nitrous oxide adalah contoh utama penalaan enjin yang membolehkan lebih banyak oksigen membakar lebih banyak bahan bakar, yang memberi anda peningkatan daya. Sistem suntikan nitrat oksida mungkin merupakan kaedah yang paling berkesan untuk meningkatkan aliran oksigen dan dengan itu menjadi bahan bakar ke mesin. Inilah sebab utama mengapa sistem N20 memberikan peningkatan kuasa yang besar berbanding kaedah lain. Faktor utama lain dalam meningkatkan faktor kuasa ialah pengewapan bahan bakar. Bensin (seperti bahan bakar lain yang digunakan dalam perlumbaan) tidak akan terbakar sebagai cecair di ruang pembakaran tertutup. Bahan bakar mesti ditukar menjadi "stim" (campuran bahan bakar dan udara) untuk pembakaran yang terbaik. Ini dicapai sama ada termomekanik dalam karburator, atau dengan suntikan langsung. Suhu mesin dan atomisasi mekanikal adalah kunci penyejatan yang lebih cepat. Dirawat secara termomekanik, bahan bakar atom menjadi titisan kecil yang cepat menguap di ruang pembakaran sehingga dimampatkan sepenuhnya. Ukuran titisan bahan api sangat penting. Bahan bakar yang dibekalkan ke ruang pembakaran harus terdiri dari tetesan, puluhan kali lebih kecil daripada setetes petrol biasa. Faktor kuasa ketiga yang akan kita pertimbangkan adalah udara (kualiti campuran). Cuba berlari di puncak 10,000 meter di pergunungan. Anda akan mati lemas dengan cepat, keletihan kerana kekurangan oksigen. Kenapa? Kerana udara lebih jarang, kurang beroksigen, tekanannya lebih rendah daripada di permukaan laut. Kekuatan tekanan atmosfera, suhu udara dan kelembapan sangat penting untuk operasi mesin. Kita tidak dapat mempengaruhi persekitaran, tetapi kita dapat mengawal kualiti campuran masuk hingga tahap tertentu. Kami menyejukkan campuran bahan bakar untuk menebalkannya sebelum dimasukkan ke mesin. Dan semakin padat campurannya, semakin diisi dengan bahan bakar dan udara, yang memberikan kekuatan tambahan. Nitrat oksida yang dibekalkan ke dalam campuran dalam bentuk gas cair membawa kepada penyejukan segera, kerana suhu gas cecair penyejat selalu beberapa urutan magnitud lebih rendah daripada suhu persekitaran. Antara lain, tugas sistem oksida nitrat adalah meningkatkan ketumpatan bahan bakar yang dibekalkan sekurang-kurangnya 65% berkaitan dengan standard. Campuran lebih padat yang dibekalkan ke enjin akan memberikan lebih banyak kuasa tambahan apabila digabungkan dengan N20.

Apa itu nitrat oksida dan apa kaitannya dengan enjin?
Untuk enjin, oksida nitrat dapat dibayangkan sebagai pengganti yang lebih mudah untuk suasana standard.

Oleh kerana kami berminat untuk meningkatkan kandungan oksigen dari udara ambien, nitrat oksida memberi kami alat mudah untuk mengawal seberapa banyak oksigen yang ada ketika anda memberi makan bahan bakar tambahan kepada mesin untuk melepaskan lebih banyak tenaga..

Nitro oksida bukan bahan bakar. Nitrous oxide adalah kaedah yang mudah untuk menambahkan oksigen tambahan untuk membakar lebih banyak bahan bakar.

Sekiranya anda menambahkan oksida nitrat dan tidak menambahkan bahan bakar tambahan, anda hanya mempercepat kadar di mana mesin anda membakar bahan bakar yang biasa digunakannya. Ini hanya akan menyebabkan letupan yang merosakkan. Tenaga adalah pendamping bahan bakar, bukan N20. Nitro oksida akan membolehkan anda membakar lebih banyak bahan bakar dalam jangka masa yang sama. Hasilnya adalah peningkatan besar dalam jumlah tenaga yang dikeluarkan dari bahan bakar untuk mempercepat kereta / motosikal anda..

Tidak ada sihir dalam nitrat oksida. Sebenarnya, penggunaan N20 pada dasarnya tidak berbeza dengan menggunakan karburator yang lebih besar, perpaipan yang lebih baik, supercharger atau turbocharger..

Udara yang anda dan mesin anda "dibuat" di permukaan laut mengandungi:
- nitrogen 78%;
- oksigen 21%;
- dan hanya 1% - gas lain.

Nitro oksida dibuat dari dua unsur penyusun terbesar atmosfer bumi dan mengandungi dua molekul nitrogen dan satu molekul oksigen.

Apabila oksida nitrat dimasukkan ke dalam mesin, haba pembakaran memutuskan ikatan N20, membekalkan lebih banyak oksigen ke enjin anda. Dan molekul nitrogen menghalang campuran meletup dan meletupkan mesin. Semua enjin perlumbaan beroperasi berdasarkan prinsip yang sama: lebih banyak udara (keseimbangan, dorongan, turbo atau N20 yang lebih baik) ditambah lebih banyak bahan bakar dalam campuran yang lebih padat menghasilkan lebih banyak tenaga..

Nisbah harga-kualiti
Kini pasaran penalaan menawarkan pelbagai jenis sistem yang dapat digunakan oleh pengguna..

Pada masa lalu, anda boleh menghabiskan ribuan dolar untuk menyesuaikan campuran anda (karburator, penyuntik), sistem perpaipan, injap dan pam, sistem ekzos, piston, saluran tweaking / pengerjaan semula, penguat atau pengecas turbo untuk mendapatkan peningkatan kuasa yang sama seperti yang disediakan oleh sistem oksida nitrat. beberapa ratus dolar. Tetapi ini tidak bermakna bahawa pemasangan bahagian ini bersama dengan nitros tidak berguna..

Sekiranya anda telah memasang sistem N20 dan memutuskan untuk melangkah lebih jauh di sepanjang jalan meningkatkan kuasa enjin anda, semua sistem penalaan mekanikal di atas menjadi relevan dengan anda. Kami menganggap nitros sebagai pilihan terbaik bagi mereka yang tidak mahu menghabiskan banyak wang dengan segera, tetapi pada masa yang sama ingin mencapai peningkatan kuasa enjin yang ketara..

Satu lagi aspek masalah harus diberi perhatian. Semua penalaan mekanikal melibatkan campur tangan mekanikal langsung dalam operasi enjin, perubahan komponen dan pemasangannya. Ini seterusnya mengurangkan jangka hayat enjin, atau membawa kepada penggantian bahagian yang sangat mahal seperti blok silinder, omboh, batang penyambung, poros engkol dan camshaft, injap, dll..

Sistem oksida nitrat memberi anda "kuasa atas kuasa atas permintaan" - salah satu kelebihan utama N20, kerana ia dihidupkan atas permintaan pengguna. Selebihnya - mesin berfungsi seperti biasa tanpa tambahan beban dan pengeluaran bahan bakar. Oleh itu, kami sampai pada kesimpulan lain - keberkesanan kos sistem ini.

Untuk sistem oksida nitrat, perkara berikut juga harus diperhatikan:

Kesepaduan.
Terdapat bertahun-tahun pengembangan dan pengujian di sebalik sistem nitros. Sekiranya dikatakan bahawa sistem ini mampu meningkatkan kuasa untuk enjin tertentu sebanyak 100 kuasa kuda, itu kerana ujian serius mengesahkan ini. Sekiranya anda mengikuti cadangan pengeluar dan tidak mempercayai pemasangan sistem kepada mekanik bukan profesional, anda akan mendapat hasil berkualiti tinggi.

Kualiti.
Terdapat banyak sistem yang tersedia secara komersial yang dibuat untuk kegunaan harian. Kesemuanya diuji pada alat pengukur yang canggih dengan simulasi keadaan penggunaan praktikal untuk mesin tertentu. Permintaan tinggi diberikan pada teknologi, keadaan pengeluaran dan penyelenggaraan sistem ini. Ini adalah kunci untuk operasi yang berkualiti dan berjaya..

Sistem perlumbaan khusus tidak boleh digunakan pada enjin standard tanpa pengubahsuaian khas enjin ini oleh pakar studio penalaan dengan pengalaman praktikal yang kaya dalam mesin penalaan..

Pengalaman.
Sistem oksida nitrat telah dihasilkan selama lebih dari dua puluh tahun. Kebolehpercayaan mereka berdasarkan kajian harian tentang kejayaan dan juga kegagalan. Pengetahuan ini kemudiannya diterapkan dalam pengeluaran. Walaupun hari ini anda memutuskan untuk memasang salah satu sistem N20 untuk pertama kalinya, yakinlah bahawa ia disokong oleh pengalaman lebih dari dua puluh tahun dari syarikat pembuatan.

Nitro oksida dan ekologi
Penggunaan nitrat oksida (N20) tidak semestinya meningkatkan nitrogen oksida (NOx) dalam ekzos, yang mencemarkan udara.

Penggunaan beberapa sistem yang dicadangkan (kecuali yang khusus untuk perlumbaan) tidak sah secara sah untuk digunakan pada enjin kereta standard dan motosikal di kebanyakan negeri. Walau bagaimanapun, beberapa sistem telah menerima sijil untuk digunakan di lima puluh negara. Ujian yang dilakukan oleh makmal bebas telah membuktikan bahawa sistem ini tidak meningkatkan jumlah bahan berbahaya dalam gas ekzos. Walau bagaimanapun, kami mengesyorkan penggunaan hanya sistem oksida nitrat yang sah untuk digunakan dalam mesin sehari-hari..

Jenis sistem oksida nitrat
Dua jenis penyampaian campuran yang paling popular dalam sistem oksida nitrat adalah: plat keluli khas dengan port suntikan, seperti Powershot. Plat pemisah yang dipasang di antara karburator dan manifold umpan - port untuk suntikan langsung oksida nitrat dan bahan bakar tambahan terus ke manifold umpan; sistem muncung suntikan khas yang membekalkan N20 dan bahan bakar tambahan terus ke ruang pembakaran (berfungsi selari dengan sistem bekalan campuran standard). Sistem ini dapat menghasilkan sejumlah besar N20 dengan bahan bakar tambahan sambil mengagihkan campuran secara merata ke setiap silinder. Sistem pembakaran langsung menyediakan lebih dari 500 kuasa kuda tambahan untuk beberapa mesin perlumbaan yang disediakan khas. Sistem suntikan langsung, sebagai peraturan, memerlukan penggantian jet bahan bakar standard dengan alat penalaan (kekonduksian yang lebih tinggi) untuk mengatur jumlah bahan bakar yang dibekalkan.

Menyiapkan sistem anda. Beberapa perkara penting
Untuk mengelakkan kerosakan, serta mengira kuasa sistem yang anda perlukan dengan betul dan menetapkan arahan kawalan, baca literatur yang menyertainya atau hubungi pakar!

Sentiasa mula kecil. Sekiranya anda telah membeli sistem yang dikawal selia, mulakannya dengan kuasa terendah. Sistem yang dicadangkan memerlukan sedikit masa untuk membawa daya motor ke tahap maksimum. Kurangkan risiko yang tidak perlu - jangan mulakan ujian sistem pada had kapasiti.

Lebih realistik mengenai enjin anda. Berunding dengan pakar mengenai kemungkinan beban maksimum untuk enjin anda.

Hanya anda yang tahu dengan tepat apa yang ada dalam enjin anda dan kualiti apa. Sekiranya anda tidak pasti mengenai kebolehpercayaan mana-mana bahagiannya, berjumpa dengan pakar.

Sekiranya anda mengetahui bahawa tidak ada bahagian penalaan di dalam enjin anda, maka anda berada dalam situasi yang paling menguntungkan, dengan mengambil kira bahawa semua produk buatan kilang dengan margin sumber yang mencukupi..

Kuasa adalah pendamping bahan bakar. Kuasa tambahan dikawal oleh jumlah bahan bakar tambahan yang dibekalkan ke enjin semasa sistem nitros terlibat. Sekiranya jumlah bahan bakar tidak sepadan dengan jumlah N20, anda tidak akan mendapat hasil yang diinginkan.

Terdapat dua kawalan untuk jumlah bahan bakar yang dibekalkan - ukuran jet bahan bakar dan tekanan bahan bakar.

Perlu diingat bahawa tekanan bahan bakar yang betul dibaca oleh pengukur tekanan hanya ketika sistem berjalan. Beberapa pengatur tekanan bahan bakar memberikan bacaan yang salah. Biasanya, tekanan bahan api yang sebenarnya akan lebih rendah daripada bacaan tolok piawai dan boleh menyebabkan masalah. Semasa menyiapkan sistem nitros, tentukan panduan pengukur tekanan yang dilengkapi sistem anda.

Nitros mempunyai sifat unik membersihkan palam pencucuh ke titik di mana ia baru dipasang. Sekiranya terdapat tanda-tanda peledakan, seperti simpanan perak kecil atau bintik hitam pada porselin lilin, tekanan bekalan N20 mesti disesuaikan. Sekiranya sengatan palam pencucuh diwarnai dengan "pelangi" kebiruan, tekanan bekalan N20 mesti disesuaikan. Sekiranya anda melihat tanda-tanda hujung mencair, anda perlu menyesuaikan tekanan bekalan N20 dan mengganti busi dengan skirt yang lebih pendek dan hujung yang lebih tebal..

Sekiranya sistem anda tiba-tiba mula berfungsi, walaupun anda tidak membuat penyesuaian sendiri setelah memasangnya, penyebab yang paling biasa adalah sistem atau penapis bahan bakar yang tersumbat. Penerangan yang disertakan dengan sistem memberikan maklumat mengenai lokasi penapis sistem dan penapis bahan bakar tambahan. Periksa mereka secara berkala.

N2 apa itu

Nitrogen tidak berwarna dan tidak beracun, tidak berbau dan tanpa rasa. Nitrogen wujud secara semula jadi sebagai gas yang tidak mudah terbakar pada suhu dan tekanan normal. Gas ini (nitrogen) agak lebih ringan daripada udara, jadi kepekatannya meningkat dengan ketinggian. Apabila disejukkan ke titik didih, nitrogen berubah menjadi cairan tidak berwarna, yang pada tekanan dan suhu tertentu menjadi bahan kristal tanpa warna padat. Nitrogen larut dalam air dan kebanyakan cecair lain, dan merupakan pengalir elektrik dan haba yang lemah.

Sebilangan besar penggunaan nitrogen disebabkan oleh sifat lengai. Walau bagaimanapun, pada tekanan dan suhu tinggi, nitrogen bertindak balas dengan beberapa logam aktif seperti litium dan magnesium untuk membentuk nitrida, serta beberapa gas seperti oksigen dan hidrogen..

Fakta Nitrogen Asas: Sejarah Penemuan dan Sifat Utama

Nitrogen (N2) adalah salah satu bahan paling banyak di Bumi. Suasana planet kita terdiri daripada 75% daripadanya, sementara bahagian oksigen di dalamnya hanya 22%.

Anehnya, saintis tidak mengetahui tentang kewujudan gas ini sejak sekian lama. Hanya pada tahun 1772, ahli kimia Inggeris Daniel Rutherford menggambarkannya sebagai "udara manja", tidak dapat menahan pembakaran, tidak bertindak balas dengan alkali dan tidak sesuai untuk bernafas. Perkataan "nitrogen" (dari bahasa Yunani - "tidak bernyawa") dicadangkan 15 tahun kemudian oleh Antoine Lavoisier.

Dalam keadaan normal, ia adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tanpa rasa yang lebih berat daripada udara dan hampir tidak lengang. Pada suhu -195.8 ° C, ia berubah menjadi keadaan cair; pada -209.9 ° C - mengkristal, menyerupai salji.

Aplikasi Nitrogen

Pada masa ini, nitrogen telah banyak digunakan dalam semua bidang aktiviti manusia..

Oleh itu, industri minyak dan gas menggunakannya untuk mengatur tahap dan tekanan di telaga minyak, menggantikan oksigen dari tangki simpanan gas asli, membersihkan dan menguji saluran paip. Industri kimia memerlukannya untuk penghasilan baja dan sintesis ammonia, metalurgi untuk sejumlah proses teknologi. Kerana fakta bahawa nitrogen menggantikan oksigen, tetapi tidak menyokong pembakaran, ia digunakan dalam pemadaman api. Dalam industri makanan, produk pembungkusan dalam suasana nitrogen menggantikan penggunaan bahan pengawet, mencegah pengoksidaan lemak dan pengembangan mikroorganisma. Sebagai tambahan, bahan ini digunakan dalam farmaseutikal untuk pengeluaran pelbagai ubat dan diagnostik makmal - untuk sejumlah analisis..

Nitrogen cair mampu membekukan apa-apa dalam beberapa saat, tanpa pembentukan kristal ais. Oleh itu, doktor menggunakannya dalam krioterapi untuk membuang sel mati, dan juga dalam pemeliharaan sperma, telur dan sampel tisu..

N2 apa itu

Pelajaran ini dikhaskan untuk nitrogen oksida, yang, ketika berinteraksi dengan air, membentuk asid, dan, dengan itu, membentuk garam, - TIDAK₂ dan N₂O_lima.

TIADA₂ adalah oksida berasid khas yang mempunyai aktiviti kimia yang tinggi, dan ketika berinteraksi dengan bukan logam (sulfur, fluorin, hidrogen) bertindak sebagai agen pengoksidaan yang kuat; juga digunakan dalam penghasilan asid sulfurik (kaedah nitrat), pengoksidaan sulfur dioksida ke oleum (SO₃), dan asid nitrat (HNO₂).

N₂O_lima - ia adalah nitrogen oksida tertinggi, sangat mudah menguap, berinteraksi dengan bahan organik, oleh itu ia mesti disimpan di dalam gelas (! Penting! Asid hidrofluorik (HF), sebaliknya, disimpan dalam bekas polimer kerana fakta bahawa ia menghakis kaca), mudah terurai menjadi toksik NO₂ dengan letupan; digunakan dalam penghasilan asid nitrik (HNO₃).

Penting untuk mengetahui bahawa semua nitrogen oksida beracun!

Saya mencadangkan untuk mengkaji sifat kimia dengan lebih terperinci menggunakan jadual, yang mengandungi semua reaksi yang diperlukan untuk lulus dalam peperiksaan.

Nitrogen oksida yang membentuk garam

N₂O_lima

2) Ciri

TIADA₂ (Nitrogen dioksida, nitrogen dioksida) - gas merah - coklat, beracun,

dengan bau yang menyakitkan;

Ia larut dengan baik di dalam air;

N₂O_lima (Dinitrogen pentoxide, nitrogen pentoxide) - tidak berwarna, kristal mudah menguap, mudah meletup;

Ia larut dengan baik di dalam air;

3) Mendapatkan di makmal

4) Penerimaan dalam industri

TIDAK + O₂ = TIDAK₂ (di udara - sekejap);

5) Sifat kimia

1) Penguraian:

2) Dengan asid:

3) Dengan logam:

4) Dengan bukan logam:

Di hadapan air, tindak balas berterusan (pembentukan HNO₃):

5) Dengan garam:

6) Dengan oksida:

7) Dengan alasan:

2NO₂ + 2KOH = KNO₃ + KNO₂ + H₂O

1) Penguraian:

2) Dengan asid:

3) Dengan logam:

4) Dengan bukan logam:

5) Dengan garam:

6) Dengan oksida:

7) Dengan alasan:

6) Permohonan

1) Digunakan dalam pengeluaran H₂JADI₄ dan HNO₃;

2) Ejen pengoksidaan dalam bahan bakar roket cair;

3) Bersama dengan nitrogen oksida lain membentuk "ekor rubah" - pelepasan dari pengeluaran bahan kimia, dan dari paip ekzos kereta;

4) Beracun, menyebabkan edema paru.

1) Permohonan adalah terhad kerana sifat letupan nitrogen oksida (V);

2) Digunakan sebagai agen nitrat (dalam kimia organik).

Pelajaran seterusnya akan memberi tumpuan kepada tugas-tugas mengenai topik ini..

Kimia nitrogen

Kedudukan dalam jadual berkala unsur kimia

Nitrogen terletak di subkumpulan utama kumpulan V (atau dalam kumpulan 15 dalam bentuk moden PSCE) dan pada tempoh kedua sistem berkala unsur kimia D.I. Mendeleev.

Struktur elektronik nitrogen

Konfigurasi nitrogen elektronik dalam keadaan tanah:

Atom nitrogen mengandungi pada tahap tenaga luaran 3 elektron tidak berpasangan dan satu pasangan elektron tunggal dalam keadaan tenaga tanah. Akibatnya, atom nitrogen dapat membentuk 3 ikatan dengan mekanisme pertukaran dan 1 ikatan oleh mekanisme penerima-penderma. Oleh itu, valensi maksimum nitrogen dalam sebatian adalah IV. Juga, ciri khas nitrogen dalam sebatian - III.

Keadaan pengoksidaan atom nitrogen adalah dari -3 hingga +5. Keadaan pengoksidaan khas nitrogen -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

Sifat fizikal dan sifat semula jadi

Nitrogen secara semula jadi wujud sebagai gas bahan sederhana N₂. Tidak ada warna, tidak ada bau atau rasa. Molekul N₂ tidak polar, oleh itu, nitrogen hampir tidak larut dalam air.

Nitrogen adalah komponen utama udara (79% berat). Dalam kerak bumi, nitrogen dijumpai terutamanya dalam bentuk nitrat. Sebahagian daripada protein, asid amino dan asid nukleik dalam organisma hidup.

Struktur molekul

Ikatan antara atom dalam molekul nitrogen adalah tiga, kerana setiap atom dalam molekul mempunyai 3 elektron tidak berpasangan. Satu ikatan σ-(ikatan sigma) dan dua - ikatan π-.

Formula struktur molekul nitrogen:

Formula struktur-molekul nitrogen: N≡N.

Skema awan elektron bertindih semasa pembentukan molekul nitrogen:

Sebatian nitrogen

Sebatian nitrogen khas:

Kaedah untuk menghasilkan nitrogen

1. Nitrogen di makmal diperoleh melalui interaksi larutan tepu amonium klorida dan natrium nitrit. Amonium nitrit yang terbentuk akibat tindak balas pertukaran terurai dengan mudah untuk membentuk nitrogen dan air. Suatu larutan ammonium klorida dituangkan ke dalam termos, dan corong penurunan adalah larutan natrium nitrit. Apabila natrium nitrit dituangkan ke dalam termos, evolusi nitrogen bermula. Kumpulkan nitrogen yang terbentuk ke dalam silinder. Serpihan terbakar dalam suasana nitrogen padam.

Persamaan keseluruhan proses:

Pengalaman video mengenai interaksi natrium nitrit dengan ammonium klorida boleh dilihat di sini.

Nitrogen juga terbentuk semasa amonia terbakar:

2. nitrogen paling tulen diperoleh dengan penguraian azida logam alkali.

Contohnya, dengan penguraian natrium azida:

3. Kaedah makmal lain untuk menghasilkan nitrogen ialah pengurangan kuprum (II) oksida dengan ammonia pada suhu

3CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Dalam industri, nitrogen diperoleh secara harfiah dari udara. Kerana Izinkan saya mengingatkan anda bahawa dalam industri adalah sangat penting bahawa bahan mentah murah dan mudah diakses. Terdapat banyak udara dan masih bebas.

Pelbagai kaedah pemisahan nitrogen dari udara digunakan - teknologi penjerapan, teknologi membran dan kriogenik.

Kaedah penjerapan untuk memisahkan udara menjadi komponen didasarkan pada pemisahan media gas dalam loji nitrogen, fenomena pengikatan oleh bahan pepejal, yang disebut penjerap, dari komponen individu campuran gas.

Prinsip asas operasi sistem membran adalah perbezaan kadar penembusan komponen gas melalui bahan membran. Penggerak di belakang pemisahan gas adalah perbezaan tekanan separa pada sisi membran yang berbeza..

Pengoperasian unit pemisahan udara kriogenik berdasarkan kaedah pemisahan campuran gas, berdasarkan perbezaan titik didih komponen udara dan perbezaan komposisi campuran cecair dan wap dalam keseimbangan..

Sifat kimia nitrogen

Dalam keadaan normal, nitrogen tidak aktif secara kimia.

1. Nitrogen menunjukkan sifat agen pengoksidaan (dengan unsur-unsur yang terletak di bawah dan di sebelah kiri dalam Jadual Berkala) dan sifat agen pengurangan (dengan unsur-unsur yang terletak di atas dan ke kanan). Oleh itu, nitrogen bertindak balas dengan logam dan bukan logam.

1.1. Nitrogen molekul tidak bertindak balas dengan oksigen dalam keadaan normal. Bertindak dengan oksigen hanya pada suhu tinggi (2000 ° C), pada busur elektrik (di alam - semasa ribut petir):

Prosesnya adalah endotermik, iaitu mengalir dengan penyerapan haba.

1.2. Dengan pemanasan kuat (2000 ° C atau tindakan pelepasan elektrik), nitrogen bertindak balas dengan sulfur, fosforus, arsenik, karbon untuk membentuk sebatian binari:

2C + N₂ → N≡C - C≡N

1.3. Nitrogen berinteraksi dengan hidrogen. pada tekanan tinggi dan suhu tinggi, dengan adanya pemangkin. Ini menghasilkan ammonia:

Proses ini bersifat eksotermik, iaitu mengalir dengan pembebasan haba.

1.4. Nitrogen bertindak balas dengan logam aktif: litium pada suhu bilik, kalsium, natrium dan magnesium apabila dipanaskan. Dalam kes ini, sebatian nitrida binari terbentuk.

Contohnya, litium bertindak balas dengan nitrogen untuk membentuk litium nitrida:

2. Nitrogen secara praktikal tidak bertindak balas dengan bahan kompleks kerana kereaktifan yang sangat rendah.

Interaksi hanya boleh dilakukan dalam keadaan yang teruk dengan bahan aktif, contohnya agen pengurangan kuat.

Contohnya, nitrogen mengoksidakan lithium hidrida:

Amonia

Struktur molekul dan sifat fizikal

Dalam molekul ammonia NH₃ atom nitrogen dihubungkan oleh tiga ikatan kutub kovalen tunggal dengan atom hidrogen:

Bentuk geometri molekul ammonia adalah piramid segitiga biasa. Sudut ikatan H-N-H ialah 107.3 о:

Atom nitrogen dalam amonia mempunyai satu pasangan elektron tunggal pada tahap tenaga luaran. Pasangan elektron ini mempunyai kesan yang signifikan terhadap sifat ammonia dan juga strukturnya. Struktur elektronik ammonia adalah tetrahedron, dengan atom nitrogen di tengahnya:

Ammonia adalah gas tidak berwarna dengan bau khas. Beracun. Berat udara kurang. Ikatan N-H sangat polar, oleh itu ikatan hidrogen timbul antara molekul ammonia dalam fasa cecair. Pada masa yang sama, amonia larut dalam air dengan baik, kerana molekul ammonia membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air.

Kaedah untuk menghasilkan ammonia

Di makmal, ammonia dihasilkan oleh interaksi garam ammonium dengan alkali. Oleh kerana ammonia sangat larut dalam air, pepejal digunakan untuk mendapatkan ammonia tulen.

Sebagai contoh, ammonia dapat dihasilkan dengan memanaskan campuran ammonium klorida dan kalsium hidroksida. Apabila campuran dipanaskan, garam, amonia dan air terbentuk:

Kisar sebati garam dan bancuhan dengan mortar dan panaskan campuran. Gas yang berevolusi dikumpulkan dalam tabung uji (amonia adalah gas ringan dan tabung uji mesti terbalik). Kertas litmus basah bertukar menjadi biru apabila terdapat amonia.

Pengalaman video mendapatkan ammonia dari ammonium klorida dan kalsium hidroksida boleh dilihat di sini.

Kaedah makmal lain untuk menghasilkan ammonia ialah hidrolisis nitrida..

Contohnya, hidrolisis kalsium nitrida:

Dalam industri, amonia diperoleh menggunakan proses Haber: sintesis langsung dari hidrogen dan nitrogen.

Proses ini dijalankan pada suhu 500-550 ° C dan dengan adanya pemangkin. Untuk sintesis ammonia, tekanan 15-30 MPa digunakan. Besi span dengan penambahan oksida aluminium, kalium, kalsium, silikon digunakan sebagai pemangkin. Untuk penggunaan sepenuhnya bahan permulaan, kaedah peredaran reagen tidak berinteraksi digunakan: nitrogen dan hidrogen yang belum bertindak balas dikembalikan ke reaktor..

Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai teknologi pengeluaran ammonia di sini.

Sifat kimia ammonia

1. Dalam larutan berair, ammonia menunjukkan sifat asas (kerana pasangan elektron tunggal). Mengambil proton (ion H +), ia berubah menjadi ion ammonium. Tindak balas boleh berlaku dalam larutan berair dan dalam fasa gas:

Oleh itu, medium larutan ammonia berair adalah beralkali. Walau bagaimanapun, ammonia adalah asas yang lemah. Pada suhu 20 darjah, satu isipadu air menyerap hingga 700 volume ammonia.

Pengalaman video melarutkan ammonia di dalam air boleh dilihat di sini.

2. Sebagai asas, ammonia bertindak balas dengan asid dalam larutan dan dalam fasa gas untuk membentuk garam ammonium.

Sebagai contoh, ammonia bertindak balas dengan asid sulfurik untuk membentuk garam asid - amonium hidrogen sulfat (dengan lebihan asid), atau garam sederhana - amonium sulfat (dengan kelebihan amonia):

Contoh lain: amonia bertindak balas dengan larutan berair karbon dioksida untuk membentuk amonium karbonat atau bikarbonat:

Pengalaman video mengenai interaksi ammonia dengan asid pekat - asid nitrik, sulfurik dan hidroklorik boleh dilihat di sini.

Dalam fasa gas, ammonia bertindak balas dengan hidrogen klorida yang tidak menentu. Ini menghasilkan asap putih pekat - ini adalah pelepasan ammonium klorida.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Pengalaman video mengenai interaksi ammonia dengan hidrogen klorida dalam fasa gas (asap tanpa api) dapat dilihat di sini.

3. Sebagai asas, larutan amonia berair bertindak balas dengan larutan garam logam berat, membentuk hidroksida tidak larut.

Sebagai contoh, larutan berair ammonia bertindak balas dengan besi (II) sulfat untuk membentuk ammonium sulfat dan besi (II) hidroksida:

4. Garam dan hidroksida tembaga, nikel, perak larut melebihi amonia, membentuk sebatian kompleks - kompleks amino.

Contohnya, tembaga (II) klorida bertindak balas dengan lebihan ammonia untuk membentuk tetramminomedik (II) klorida:

Tembaga (II) hidroksida larut dalam ammonia berlebihan:

5. Amonia terbakar di udara, membentuk nitrogen dan air:

Sekiranya tindak balas dilakukan dengan adanya pemangkin (Pt), maka nitrogen dioksidakan menjadi NO:

6. Oleh kerana atom hidrogen dalam keadaan pengoksidaan +1, ammonia boleh bertindak sebagai agen pengoksidaan, misalnya, dalam tindak balas dengan logam alkali, logam alkali, magnesium dan aluminium. Hanya ammonia cair yang bertindak balas dengan logam.

Contohnya, ammonia cair bertindak balas dengan natrium untuk membentuk natrium amida:

Pembentukan Na juga mungkin₂NH, Na₃N.

Apabila ammonia berinteraksi dengan aluminium, aluminium nitrida terbentuk:

2NH₃ + 2Al → 2AlN + 3H₂

7. Oleh kerana nitrogen dalam keadaan pengoksidaan -3, ammonia menunjukkan sifat pengurangan. Boleh berinteraksi dengan oksidan kuat - klorin, bromin, hidrogen peroksida, peroksida dan oksida beberapa logam. Dalam kes ini, nitrogen dioksidakan, sebagai peraturan, kepada bahan sederhana.

Contohnya, ammonia dioksidakan oleh klorin kepada nitrogen molekul:

Hidrogen peroksida juga mengoksidakan ammonia kepada nitrogen:

Oksida logam, yang terletak di sebelah kanan dalam siri elektrokimia voltan logam, adalah oksidan kuat. Oleh itu, mereka juga mengoksidakan ammonia menjadi nitrogen..

Contohnya, tembaga (II) oksida mengoksidakan ammonia:

2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Garam amonium

Garam amonium adalah garam yang terdiri daripada kation ammonium dan anion residu asid.

Kaedah untuk mendapatkan garam ammonium

1. Garam amonium dapat diperoleh dengan interaksi ammonia dengan asid. Reaksi terperinci di atas.

2. Garam amonium juga diperoleh sebagai tindak balas pertukaran antara garam amonium dan garam lain.

Contohnya, amonium klorida bertindak balas dengan nitrat perak:

3. Di antara garam amonium boleh didapati dari garam ammonium berasid. Dengan penambahan ammonia, garam berasid masuk ke dalam medium.

Contohnya, ammonium bikarbonat bertindak balas dengan ammonia untuk membentuk ammonium karbonat:

Ciri kimia garam amonium

1. Semua garam amonium adalah elektrolit kuat, hampir sepenuhnya terurai menjadi ion dalam larutan berair:

NH₄Cl ⇄ NH₄ + + Cl -

2. Garam amonium memperlihatkan sifat garam larut biasa - ia akan menjadi tindak balas pertukaran dengan alkali, asid dan garam larut jika gas, endapan atau elektrolit lemah terbentuk dalam produk.

Contohnya, amonium karbonat bertindak balas dengan asid hidroklorik. Dalam kes ini, karbon dioksida dilepaskan:

Garam amonium bertindak balas dengan alkali untuk membentuk ammonia.

Contohnya, ammonium klorida bertindak balas dengan kalium hidroksida:

NH₄Cl + KOH → KCl + NH₃ + H₂O

Interaksi dengan alkali adalah tindak balas kualitatif terhadap ion ammonium. Amonia yang dibebaskan dikesan oleh bau khas dan perubahan warna biru pada ujian litmus.

3. Garam amonium mengalami hidrolisis kation, kerana amonium hidroksida - asas lemah:

4. Apabila dipanaskan, garam amonium terurai. Lebih-lebih lagi, jika garam tidak mengandungi anion pengoksidaan, maka penguraian akan berjalan tanpa mengubah keadaan pengoksidaan atom nitrogen. Ini adalah bagaimana ammonium klorida, karbonat, sulfat, sulfida dan fosfat terurai:

Sekiranya garam mengandungi anion pengoksidaan, maka penguraian disertai dengan perubahan keadaan pengoksidaan atom nitrogen ion ammonium. Beginilah proses penguraian nitrat, nitrit dan amonium dikromat:

Pada suhu 250 - 300 ° C:

Di atas 300 ° C:

Penguraian ammonium dikromat ("gunung berapi"). Kristal oren ammonium dikromat bertindak balas dengan kuat di bawah pengaruh titik api. Ammonium dikromat adalah garam khas, dalam komposisinya - agen pengoksidaan dan agen pengurangan. Oleh itu, tindak balas redoks (ORP intramolekul) boleh berlaku "di dalam" garam ini:

Ejen pengoksidaan - kromium (VI) berubah menjadi kromium (III), kromium oksida hijau terbentuk. Ejen pengurangan - nitrogen, yang merupakan sebahagian daripada ion ammonium, diubah menjadi nitrogen gas. Oleh itu, ammonium dikromat ditukar menjadi kromium oksida hijau, gas nitrogen dan air. Reaksi bermula dari serpihan yang terbakar, tetapi tidak berhenti jika serpihan dikeluarkan, tetapi menjadi lebih sengit, kerana haba dilepaskan semasa reaksi, dan, bermula dari serpihan, prosesnya berkembang seperti longsoran. Kromium (III) oksida adalah bahan hijau tahan api yang sangat keras; ia digunakan sebagai pelelas. Titik lebur hampir 2300 darjah. Kromium oksida adalah bahan yang sangat stabil, ia tidak larut walaupun dalam asid. Oleh kerana kestabilan dan pewarnaan yang kuat, kromium oksida digunakan dalam pembuatan cat minyak.

Pengalaman video penguraian ammonium dikromat dapat dilihat di sini.

Nitrogen oksida

Nitrik oksida (I)

Nitrik oksida (I) adalah oksida yang tidak membentuk garam. Kepekatan nitrat oksida yang rendah menyebabkan sedikit keracunan (maka namanya - "gas ketawa"). Apabila gas tulen disedut, mabuk dan mengantuk berkembang dengan cepat. Nitro oksida mempunyai aktiviti narkotik yang lemah, dan oleh itu ia digunakan dalam perubatan dalam kepekatan tinggi. Dicampur dengan oksigen dengan dos yang betul (hingga 80% nitro oksida) menyebabkan anestesia pembedahan.

Struktur molekul nitrik oksida (I) tidak dapat digambarkan dengan kaedah ikatan valensi. Oleh kerana nitrik oksida (I) terdiri daripada dua struktur resonans yang disebut, yang berubah menjadi satu sama lain:

Dalam kes ini, formula umum dapat ditentukan, menunjukkan perubahan ikatan dalam struktur resonan dengan garis putus-putus:

Anda boleh mendapatkan oksida nitrat (I) di makmal dengan penguraian ammonium nitrat:

Sifat kimia oksida nitrat (I):

1. Dalam keadaan normal, oksida nitrat (I) tidak lengai. Apabila dipanaskan, ia menunjukkan sifat agen pengoksidaan. Nitrik oksida (I) apabila dipanaskan mengoksidakan hidrogen, ammonia, logam, sulfur dioksida, dan lain-lain. Dalam kes ini, nitrogen diturunkan menjadi bahan sederhana.

N₂O + Mg → N₂ + MgO

Contoh lain: nitrik oksida (I) mengoksidakan karbon dan fosforus apabila dipanaskan:

2. Semasa berinteraksi dengan oksidan kuat N₂O mungkin menunjukkan sifat agen pengurangan.

Contohnya, N₂O dioksidakan oleh larutan permanganat dalam asid sulfurik:

Nitrik oksida (II)

Nitrik oksida (II) adalah oksida yang tidak membentuk garam. Dalam keadaan normal, ia adalah gas beracun tanpa warna, larut dalam air. Ia bertukar menjadi coklat di udara kerana pengoksidaan menjadi nitrogen dioksida. Cecair dengan kesukaran; dalam bentuk cecair dan pepejal berwarna biru.

Kaedah memperoleh.

1. Di makmal, oksida nitrat (II) diperoleh dengan tindakan asid nitrat cair (30%) pada logam tidak aktif.

Sebagai contoh, di bawah tindakan 30% asid nitrik pada tembaga, TIDAK terbentuk:

TIDAK boleh diperoleh dengan pengoksidaan besi (II) klorida atau hidrogen iodida dengan asid nitrik:

FeCl₂ + NaNO₃ + 2HCl → FeCl₃ + NaCl + NO + H₂O

2HNO₃ + 2HI → 2NO + I₂ + 2H₂O

2. Secara semula jadi, oksida nitrat (II) terbentuk dari nitrogen dan oksigen di bawah tindakan pelepasan elektrik, misalnya, semasa ribut petir:

3. Dalam industri, oksida nitrat (II) diperoleh dengan pengoksidaan pemangkin amonia:

Sifat kimia.

1. Nitrik oksida (II) mudah dioksidakan oleh oksidan.

Contohnya, ia terbakar dalam suasana oksigen:

Nitrik oksida (II) mudah dioksidakan oleh klorin atau ozon:

2NO + Cl₂ → 2NOCl

2. Dengan adanya agen pengurang yang lebih kuat, ia menunjukkan sifat agen pengoksidaan. Dalam suasana oksida nitrat (II), hidrogen, karbon, dan lain-lain boleh terbakar.

Contohnya, nitrik oksida (II) mengoksidakan hidrogen dan sulfur dioksida:

Nitrik oksida (III)

Nitric oxide (III), nitrous anhydride adalah oksida berasid. Oleh kerana nitrogen dengan keadaan pengoksidaan +3, ia menunjukkan sifat pengurangan dan pengoksidaan. Stabil hanya pada suhu rendah, terurai pada suhu yang lebih tinggi.

Kaedah pengeluaran: boleh didapati pada suhu rendah dari nitrogen oksida:

Sifat kimia:

1. Nitrik oksida (III) bertindak balas dengan air untuk membentuk asid nitrat:

2. Nitrik oksida (III) berinteraksi dengan asas dan oksida asas:

Contohnya, nitrik oksida (III) bertindak balas dengan natrium hidroksida dan natrium oksida untuk membentuk natrium nitrit dan air:

Nitrik oksida (IV)

Nitrik oksida (IV) adalah gas coklat. Beracun sangat! Untuk TIADA₂ dicirikan oleh aktiviti kimia yang tinggi.

Kaedah memperoleh.

1. Nitrik oksida (IV) dibentuk oleh pengoksidaan nitrogen oksida (I) dan nitrogen oksida (II) oleh oksigen atau ozon:

2. Nitrik oksida (IV) terbentuk oleh tindakan asid nitrik pekat pada logam tidak aktif.

Contohnya, apabila asid nitrat pekat bertindak pada tembaga:

3. Nitrik oksida (IV) juga terbentuk semasa penguraian logam nitrat, yang dalam rangkaian aktiviti elektrokimia terletak di sebelah kanan magnesium (termasuk magnesium) dan semasa penguraian litium nitrat.

Contohnya, semasa menguraikan perak nitrat:

Sifat kimia.

1. Nitrik oksida (IV) bertindak balas dengan air untuk membentuk dua asid - nitrik dan nitrat:

Sekiranya pembubaran NO₂ keluar dalam air dengan berlebihan oksigen, maka hanya asid nitrat yang terbentuk:

Oleh kerana asid nitrat tidak stabil, apabila larutan NO₂ dalam air suam HNO₃ dan tidak:

Apabila dipanaskan, oksigen dibebaskan:

2. Apabila oksida nitrat (IV) larut dalam alkali, nitrat dan nitrit terbentuk:

Dengan adanya oksigen, hanya nitrat yang terbentuk:

3. Nitrik oksida (IV) adalah agen pengoksidaan yang kuat. Fosfor, arang batu, sulfur terbakar di atmosfer nitrogen oksida (IV), sulfur oksida (IV) dioksidakan menjadi sulfur oksida (VI):

4. Nitrik oksida (IV) berdimerisasi:

Nitrik oksida (IV)

N₂O_lima - nitrik oksida (V), asid nitrik anhidrida - asid oksida.

Memperolehi nitrik oksida (V).

1. Nitrik oksida (V) dapat diperoleh dengan pengoksidaan nitrogen dioksida:

2. Cara lain untuk mendapatkan oksida nitrat (V) adalah penyahhidratan asid nitrat dengan bahan penyahhidratan yang kuat, fosforus (V) oksida:

Sifat kimia oksida nitrat (V).

1. Apabila larut dalam air, nitrik oksida (V) membentuk asid nitrik:

2. Nitrik oksida (V), sebagai oksida berasid khas, bertindak balas dengan asas dan oksida asas untuk membentuk garam nitrat.

Contohnya, nitrik oksida (V) bertindak balas dengan natrium hidroksida:

Contoh lain: nitrik oksida (V) bertindak balas dengan kalsium oksida:

3. Oleh kerana nitrogen dengan keadaan pengoksidaan +5, nitrogen oksida (V) adalah agen pengoksidaan yang kuat.

Contohnya, ia mengoksidakan sulfur:

4. Nitrik oksida (V) terurai dengan mudah apabila dipanaskan (meletup):

Asid nitrik

Struktur molekul dan sifat fizikal

Asid nitrik HNO₃ Adalah hidroksida asid monobasik yang kuat. Dalam keadaan normal, cecair tidak berwarna menghirup udara, takat lebur -41,59 ° C, takat didih +82,6 ° C (pada tekanan atmosfera normal). Asid nitrik boleh dicampur dengan air dalam semua bahagian. Sebahagiannya terurai dalam cahaya.

Valensi nitrogen dalam asid nitrik adalah IV, kerana tidak ada valensi V untuk nitrogen. Dalam kes ini, keadaan pengoksidaan atom nitrogen ialah +5. Ini berlaku kerana atom nitrogen membentuk 3 ikatan pertukaran dan satu ikatan donor-akseptor, adalah penderma pasangan elektron.

Oleh itu, struktur molekul asid nitrat dapat dijelaskan oleh struktur resonans:

Mari menunjukkan ikatan tambahan antara nitrogen dan oksigen dengan garis putus-putus. Garisan putus-putus ini pada dasarnya menunjukkan elektron yang dilepaskan. Ternyata formula:

Kaedah memperoleh

Di makmal, asid nitrik boleh didapati dengan cara yang berbeza:

1. Asid nitrik terbentuk oleh tindakan asid sulfurik pekat pada logam nitrat pepejal. Pada masa yang sama, asid sulfurik yang tidak mudah menguap menggantikan nitrik yang lebih mudah menguap.

Sebagai contoh, asid sulfurik pekat menggantikan asid nitrik dari kalium nitrat kristal:

2. Dalam industri, asid nitrik diperolehi dari ammonia. Prosesnya dijalankan secara berperingkat.

Tahap 1. Pengoksidaan pemangkin ammonia.

Tahap 2. Pengoksidaan nitrik oksida (II) kepada nitrik oksida (IV) dengan oksigen atmosfera.

Tahap 3. Penyerapan oksida nitrat (IV) oleh air apabila terdapat lebihan oksigen.

Sifat kimia

Asid nitrik adalah asid kuat. Oleh kerana nitrogen dengan keadaan pengoksidaan +5, asid nitrik menunjukkan sifat pengoksidaan yang kuat.

1. Asid nitrat hampir sepenuhnya terurai dalam larutan berair.

2. Asid nitrat bertindak balas dengan oksida asas, asas, oksida amfoterik dan hidroksida amfoterik.

Contohnya, asid nitrik berinteraksi dengan kuprum (II) oksida:

Contoh lain: asid nitrik bertindak balas dengan natrium hidroksida:

3. Asid nitrik memindahkan asid yang lebih lemah dari garamnya (karbonat, sulfida, sulfit).

Contohnya, asid nitrik berinteraksi dengan natrium karbonat:

4. Asid nitrat diuraikan sebahagiannya dengan mendidih atau terdedah kepada cahaya:

5. Asid nitrik secara aktif berinteraksi dengan logam. Dalam kes ini, hidrogen tidak pernah dilepaskan! Apabila asid nitrik berinteraksi dengan logam, nitrogen +5 selalu bertindak sebagai agen pengoksidaan. Nitrogen dalam keadaan pengoksidaan +5 dapat diturunkan menjadi keadaan pengoksidaan -3, 0, +1, +2 atau +4 bergantung pada kepekatan asid dan aktiviti logam.

logam + HNO₃ → logam nitrat + air + gas (atau garam amonium)

HNO pekat dengan aluminium, kromium dan besi dalam keadaan sejuk₃ tidak bertindak balas - asid "pasif" logam, kerana lapisan oksida terbentuk di permukaannya, tidak tertembus kepada asid nitrik pekat. Apabila dipanaskan, tindak balas berterusan. Dalam kes ini, nitrogen diturunkan ke keadaan pengoksidaan +4:

Emas dan platinum tidak bertindak balas dengan asid nitrik, tetapi larut dalam aqua regia - campuran asid nitrik dan hidroklorik pekat dalam nisbah 1: 3 (mengikut isipadu):

HNO₃ + 3HCl + Au → AuCl₃ + TIDAK + 2H₂O

Asid nitrik pekat berinteraksi dengan logam tidak aktif dan logam aktiviti purata (dalam rangkaian aktiviti elektrokimia selepas aluminium). Dalam kes ini, nitrogen oksida (IV) terbentuk, nitrogen dikurangkan secara minimum:

Asid nitrik pekat bertindak balas dengan logam aktif (alkali dan bumi beralkali) untuk membentuk oksida nitrat (I):

Asid nitrat yang dicairkan berinteraksi dengan logam tidak aktif dan logam aktiviti purata (dalam siri aktiviti elektrokimia selepas aluminium). Ini menghasilkan oksida nitrat (II).

Dengan logam aktif (alkali dan bumi beralkali), serta timah dan besi, asid nitrat cair bertindak balas dengan pembentukan nitrogen molekul:

Apabila kalsium dan magnesium bertindak balas dengan asid nitrik kepekatan apa pun (kecuali sangat cair), nitrik oksida (I) terbentuk:

Asid nitrat yang sangat cair bertindak balas dengan logam untuk membentuk ammonium nitrat:

Jadual. Interaksi asid nitrik dengan logam.

6. Asid nitrik juga mengoksidakan bukan logam (kecuali oksigen, hidrogen, klorin, fluorin dan beberapa yang lain). Semasa berinteraksi dengan HNO bukan logam₃ biasanya dikurangkan menjadi TIDAK atau TIDAK₂, bukan logam dioksidakan kepada asid atau oksida yang sesuai (jika asid tidak stabil).

Sebagai contoh, asid nitrik mengoksidakan sulfur, fosforus, karbon, yodium:

Asid nitrat anhidrat adalah agen pengoksidaan yang kuat. Oleh itu, ia mudah berinteraksi dengan fosfor merah dan putih. Tindak balas dengan fosforus putih sangat ganas. Kadang-kadang ia disertai dengan letupan.

Pengalaman video mengenai interaksi fosforus dengan asid nitrat anhidrat dapat dilihat di sini.

Pengalaman video mengenai interaksi arang batu dengan asid nitrat anhidrat dapat dilihat di sini.

7. Asid nitrat pekat mengoksidakan bahan kompleks (yang mempunyai unsur dalam keadaan pengoksidaan negatif atau menengah): sulfida logam, hidrogen sulfida, fosfida, iodida, sebatian besi (II), dan lain-lain. Dalam kes ini, nitrogen dikurangkan menjadi NO₂, bukan logam dioksidakan kepada asid (atau oksida) yang sesuai, dan logam dioksidakan ke keadaan pengoksidaan yang stabil.

Sebagai contoh, asid nitrik mengoksidakan sulfur (IV) oksida:

Contoh lain: asid nitrik mengoksidakan hidrogen iodida:

Asid nitrik mengoksidakan karbon menjadi karbon dioksida. asid karbonik tidak stabil.

3C + 4HNO₃ → 3СО₂ + 4NO + 2H₂O

Sulfur dalam keadaan pengoksidaan -2 dioksidakan tanpa pemanasan menjadi bahan sederhana, apabila dipanaskan ke asid sulfurik.

Sebagai contoh, hidrogen sulfida dioksidakan dengan asid nitrik tanpa pemanasan ke sulfur molekul:

Apabila dipanaskan ke asid sulfurik:

Sebatian besi (II) dioksidakan oleh sebatian asid nitrik kepada sebatian besi (III):

8. Asid nitrik mengotorkan protein berwarna oren-kuning ("tindak balas xantoprotein").

Tindak balas xantoprotein dilakukan untuk mengesan protein yang mengandungi asid amino aromatik. Tambahkan asid nitrik pekat ke dalam larutan protein. Protein dikurangkan. Apabila dipanaskan, protein bertukar menjadi kuning. Apabila kelebihan ammonia ditambahkan, warnanya berubah menjadi oren.

Pengalaman video mengesan protein menggunakan asid nitrik boleh dilihat di sini.

Asid nitrat

Asid nitrat HNO₂ - asid lemah, monobasik, tidak stabil secara kimia.

Memperolehi asid nitrat.

Asid nitrat mudah diperoleh dengan perpindahan dari nitrit dengan asid yang lebih kuat.

Contohnya, asid hidroklorik menggantikan asid nitrat dari nitrit perak:

AgNO₂ + HCl → HNO₂ + AgCl

Sifat kimia.

1. Asid nitrat HNO ₂ hanya terdapat dalam larutan cair, apabila dipanaskan, ia terurai:

asid nitrat juga terurai tanpa pemanasan:

2. Asid nitrat berinteraksi dengan asas kuat.

Contohnya, dengan natrium hidroksida:

3. Oleh kerana nitrogen dalam keadaan pengoksidaan +3, asid nitrat menunjukkan sifat pengoksidaan yang lemah. Sifat pengoksidaan HNO₂ menunjukkan hanya semasa berinteraksi dengan agen pengurangan yang kuat.

Contohnya, HNO₂ mengoksidakan hidrogen iodida:

2HNO₂ + 2HI → 2NO + I₂ + 2H₂O

Asid nitrat juga mengoksidakan iodida dalam persekitaran berasid:

Asid nitrat mengoksidakan sebatian besi (II):

4. Oleh kerana nitrogen dalam keadaan pengoksidaan +3, asid nitrat menunjukkan sifat pengurangan yang kuat. Di bawah tindakan oksidan, asid nitrat ditukar menjadi nitrik.

Contohnya, klorin mengoksidakan asid nitrat kepada asid nitrik:

Oksigen dan hidrogen peroksida juga mengoksidakan asid nitrat:

Sebatian mangan (VII) mengoksidakan HNO₂:

Garam asid nitrat - nitrat

Nitrat logam adalah bahan kristal pepejal. Sebilangan besar larut dalam air.

1. Nitrat tidak stabil secara termal, dan semuanya terurai menjadi oksigen dan sebatian, yang sifatnya bergantung pada kedudukan logam (yang merupakan sebahagian daripada garam) dalam rangkaian tekanan logam:

• Nitrat logam alkali dan bumi beralkali (hingga Mg dalam siri elektrokimia) terurai menjadi nitrit dan oksigen.

Contohnya, penguraian natrium nitrat:

Pengecualian - litium.

Pengalaman video mengenai penguraian kalium nitrat dapat dilihat di sini.

• Nitrat logam berat (dari Mg hingga Cu, termasuk magnesium dan tembaga) dan litium terurai kepada oksida logam, oksida nitrat (IV) dan oksigen:

Contohnya, penguraian kuprum (II) nitrat:

• Nitrat logam aktiviti rendah (di sebelah kanan Cu) - terurai ke logam, oksida nitrat (IV) dan oksigen.

Contohnya, perak nitrat:

Pengecualian:

Besi (II) nitrit terurai kepada besi (III) oksida:

Mangan (II) nitrat terurai kepada mangan (IV) oksida:

2. Larutan berair tidak mempunyai sifat redoks, lebur adalah agen pengoksidaan yang kuat.

Contohnya, campuran 75% KNO₃, 15% C dan 10% S dipanggil serbuk hitam:

Garam asid nitrat - nitrit

Garam asid nitrat lebih stabil daripada asid itu sendiri, dan semuanya beracun. Oleh kerana keadaan pengoksidaan nitrogen dalam nitrit adalah +3, mereka menunjukkan sifat pengoksidaan dan pengurangan.

Oksigen, halogen dan hidrogen peroksida mengoksidakan nitrit kepada nitrat:

Oksidan makmal - permanganat, dikromat - juga mengoksidakan nitrit kepada nitrat:

Dalam persekitaran berasid, nitrit bertindak sebagai oksidan.

Apabila sebatian iodida atau besi (II) dioksidakan, nitrit dikurangkan menjadi nitrik oksida (II):

Semasa berinteraksi dengan agen pengurangan yang sangat kuat (aluminium atau zink dalam medium alkali), nitrit dikurangkan sebanyak mungkin - kepada ammonia:

Campuran nitrat dan nitrit juga menunjukkan sifat pengoksidaan. Sebagai contoh, campuran kalium nitrat dan kalium nitrit mengoksidakan kromium (III) oksida ke kalium kromat: