Dusík a jeho sloučeniny

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Dusík a jeho sloučeniny"

Jana Kašparová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Dusík a jeho sloučeniny Mgr. Jana Pertlová Copyright istudium, 2008, Žádná část této publikace nesmí být publikována a šířena žádným způsobem a v žádné podobě bez výslovného svolení vydavatele. Produkce, technický redaktor: Roman Bartoš Vnitřní úprava: Stanislav Kliment

2 OBSAH Obsah... 1 Dusík... 2 Základní vlastnosti... 2 Elektronová konfigurace... 2 Vazebné schopnosti... 2 Vaznost... 2 Oxidační čísla... 2 Výskyt... 3 Volný dusík... 3 Vázaný dusík Molekulární dusík... 3 Atomární dusík... 3 Příprava... 3 Průmyslová výroba... 3 Využití... 3 Sloučeniny... 5 Amoniak NH Kyanovodík HCN... 6 Oxid dusnatý NO... 6 Oxid dusičitý NO Kyselina dusitá HNO Kyselina dusičná HNO Dusičnany

.. 3 Příprava... 3 Průmyslová výroba... 3 Využití... 3 Sloučeniny... 5 Amoniak NH3... 5 Kyanovodík HCN.

3 DUSÍK ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI Bezbarvý plyn, bez chuti a bez zápachu. Není jedovatý. Lze jej dobře zkapalnit, t. v. 196 C. Lehčí než vzduch. Má třetí nejvyšší hodnotu elektronegativity. ELEKTRONOVÁ KONFIGURACE Obr. 1: Elektronová konfigurace dusíku VAZEBNÉ SCHOPNOSTI Vaznost V základním stavu trojvazný. Nejčastěji tři kovalentní vazby. Nemůže excitovat, tzn., že jeho vaznost je omezena pouze na základní stav. Tvořen dvouatomovými molekulami, které jsou spojené velmi pevnou trojnou vazbou. Obr. 2: Vazebné schopnosti dusíku Díky vysoké elektronegativitě tvoří anion N 3. Pomocí volného elektronového páru je schopen tvořit koordinační vazbu, např. amonný kation NH 4. Je schopen mezi molekulami tvořit vodíkový můstek (amoniak, ). Oxidační čísla Záporné: III (NH 3, Na 3 N, Li 3 N, Mg 3 N 2, ). Kladná: +I, +II, +III, +IV, +V (pouze ve sloučeninách s fluorem a kyslíkem). 2

, že jeho vaznost je omezena pouze na základní stav. Tvořen dvouatomovými molekulami, které jsou spojené velmi pevnou trojnou vazbou. Obr.

4 VÝSKYT Volný dusík Největší zastoupení v atmosféře (78 %). Nepodporuje dýchání a hoření. Vázaný dusík Výskyt v nejrůznějších formách. Dusičnany: ledek chilský (NaNO 3 ), ledek draselný (KNO 3 ), ledek amonný (NH 4 NO 3 ). Amoniak (NH 3 ). Živé organismy. Bílkoviny, aminokyseliny, nukleové kyseliny, močovina, Obr. 3: Složení vzduchu CHEMICKÉ VLASTNOSTI Molekulární dusík Díky trojné vazbě je velmi málo reaktivní. Označujeme ho jako inertní plyn za normálních podmínek velmi špatně slučitelný. Pokud reaguje, tak za vysoké teploty. Například N 2 O 2 NO, t t N 2 H 2 NH 3. Atomární dusík Je velmi reaktivní. PŘÍPRAVA Zahříváním dusitanu amonného: NH 4 NO 2 Rozkladem dichromanu amonného: NH 4 Cr 2 O 7 Průmyslová výroba Frakční destilací zkapalněného vzduchu. t N 2 2H 2 O. t N 2 Cr 2 O 3 2H 2 O. VYUŽITÍ Výroba amoniaku, kyseliny dusičné. 3

3: Složení vzduchu CHEMICKÉ VLASTNOSTI Molekulární dusík Díky trojné vazbě je velmi málo reaktivní. Označujeme ho jako inertní plyn za normálních podmínek velmi špatně slučitelný.

5 Ochranná atmosféra (tam, kde hrozí výbuch nebo kvůli zabránění přístupu kyslíku při balení některých výrobků, které by se v přítomnosti kyslíku mohly zkazit brambůrky, tvaroh, jogurty, oleje apod.). Kapalný dusík se používá jako chladicí médium (např. v lékařství při vypalování bradavic, při chlazení čepovaných nápojů, ). Výroba hnojiv. Obr. 4: Koloběh dusíku 4

jogurty, oleje apod.). Kapalný dusík se používá jako chladicí médium (např.

6 SLOUČENINY Tabulka 1: Přehled sloučenin dusíku Bezkyslíkaté sloučeniny Kyslíkaté sloučeniny Amoniak Kyanidy, nitridy Oxidy Kyseliny Oxidační číslo III III Příklad NH 3 HCN, KCN, Li 3 N +I, +II, +III, +IV, +V N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 5 +III, +V HNO 2, HNO 3 Amoniak NH3 Bezbarvý plyn. Velmi nepříjemný zápach. Dráždivý, žíravý, velmi jedovatý. Dá se zkapalnit. Velmi dobře rozpustný ve vodě. Výskyt Uvolňuje se rozkladem živočišných organismů, hnitím, Jako minerál salmiak. Příprava Haber-Boschova syntéza 3H N 2NH. Tepelným rozkladem amonných solí NH NO NH HNO. Rozkladem amonných solí silnou zásadou NH NO NaOH NH NaNO H O, 2NH Cl Ca OH 2NH CaCl 2H O. Ve vodě disociuje. NH H O NH OH. Má zásaditou povahu. S kyselinami reaguje za vzniku amonných solí. NH HCl NH Cl. 2NH H SO NH SO. Katalyticky oxiduje. 4NH 5O 4NO 6H O. Obr. 5: Amoniak 5

Výskyt Uvolňuje se rozkladem živočišných organismů, hnitím, Jako minerál salmiak. Příprava Haber-Boschova syntéza 3H N 2NH. Tepelným rozkladem amonných solí NH NO NH HNO.

7 Je schopen autoprotolýzy. NH NH NH NH. Využití Bělicí a čisticí činidlo v průmyslu i v domácnostech. Výroba kyseliny dusičné, hnojiv, pesticidů. Výroba výbušnin. Chladicí kapalina v chladírenství, na zimních stadionech, Kadeřnické přípravky (trvalá, ). Důležitý zdroj dusíku pro rostliny. Nevýhody, škodlivost Velice toxický pro vodní organismy (hlavně pro ryby). Kyanovodík HCN Bezbarvá, lehce těkavá kapalina. Zápach po hořkých mandlích. Dobře rozpustný ve vodě. Velmi silný jed. Rozpuštěním ve vodě vzniká slabá kyselina kyanovodíková. HCN H O H O CN. Soli se nazývají kyanidy. Využití Pesticidy. Bojový plyn. KCN tzv. cyankáli velmi silný jed. Oxid dusnatý NO Z oxidů mají největší praktický význam NO a NO 2. Bezbarvý jedovatý plyn. Bez zápachu. Příprava Katalytickou oxidací amoniaku 4NH 5O 4NO 6H O. Reakcí kovu a kyseliny dusičné za nepřístupu vzduchu,. 6

Nevýhody, škodlivost Velice toxický pro vodní organismy (hlavně pro ryby). Kyanovodík HCN Bezbarvá, lehce těkavá kapalina. Zápach po hořkých mandlích. Dobře rozpustný ve vodě. Velmi silný jed.

8 Na vzduchu se snadno oxiduje na NO 2.. Ve vodě se nerozpouští. Využití Meziprodukt při výrobě kyseliny dusičné. Nevýhody, škodlivost Patří k tzv. kyselým dešťům. Součást výfukových plynů. Oxid dusičitý NO 2 Červenohnědý, jedovatý plyn. Má nepříjemný zápach. Existuje jako dimer: N O 2NO. Příprava Samovolnou oxidací NO. Reakcí kovu s kyselinou dusičnou. S vodou reaguje za vzniku kyseliny dusičné.,. Využití Výroba kyseliny dusičné. Nevýhody, škodlivost Patří k tzv. kyselým dešťům. Součást výfukových plynů. Kyselina dusitá HNO 2 Bezbarvá kapalina. Středně silná kyselina. 7

Má nepříjemný zápach. Existuje jako dimer: N O 2NO. Příprava Samovolnou oxidací NO. Reakcí kovu s kyselinou dusičnou.

9 Příprava Rozkladem dusitanů silnou kyselinou NaNO HCl HNO NaCl. Reakcí NO 2 s vodou NO H O HNO HNO. Nestálá, rozkládá se. 3HNO HNO 2NO H O. Ve vodě disociuje. HNO H O H O NO. Reakcí se zásadou vznikají soli. HNO NaOH NaNO H O. Kyselina dusičná HNO 3 Bezbarvá, žíravá kapalina. Neomezeně rozpustná ve vodě. Nestálá, na vzduchu uvolňuje NO 2. Kyselé deště. Příprava 2NaNO 2H SO 2NaHSO 2HNO. Výroba Haber-Boschova syntéza 3H N 2NH, katalytická oxidace amoniaku 4NH 5O 4NO 6H O, Obr. 6: Kyselina dusičná vzdušná oxidace NO na NO 2, rozpouštění NO 2 ve vodě. Velice dobře disociuje. HNO H O H O NO. Má velmi silné oxidační účinky. zřed., konc.. Velmi zředěná reaguje s neušlechtilými kovy až za vzniku amoniaku nebo amonné soli.. Pasivuje Fe, Cr, Al (vytvoří se vrstva dusičnanu a chrání jej před další oxidací). 8

Příprava 2NaNO 2H SO 2NaHSO 2HNO. Výroba Haber-Boschova syntéza 3H N 2NH, katalytická oxidace amoniaku 4NH 5O 4NO 6H O, Obr. 6: Kyselina dusičná vzdušná oxidace NO na NO 2, rozpouštění NO 2 ve vodě.

10 Reaguje s nekovy. C 4HNO CO 4NO 2H O, S 2HNO H SO 2NO. Rozpouští ušlechtilé kovy (např. zlato) jako tzv. lučavka královská směs HNO 3 : HCl = 1 : 3. Au 3NO 6H Au 3NO 3H O. Využití Výroba výbušnin. Výroba hnojiv. Nitrační činidlo v organické chemii. Dusičnany Často se označují jako ledek. Všechny jsou dobře rozpustné ve vodě. Zahříváním přechází na dusitany. Uvolňuje se kyslík, čehož se využívá například v pyrotechnice. KNO KNO O. Tabulka 2: Přehled dusičnanů Zástupce Chemický vzorec Využití ledek chilský NaNO 3 hnojivo, oxidační činidlo ledek draselný KNO 3 hnojivo, oxidační činidlo (součást střelného prachu, pyrotechnika, ), nasolování masa jako tzv. sanytr ledek amonný NH 4 NO 3 hnojivo ledek vápenatý Ca(NO 3 ) 2 hnojivo salmiak NH 4 Cl součást baterií (elektrolyt), pájení lapis AgNO 3 lékařství (vypalování bradavic) uhličitan amonný (NH 4 ) 2 CO 3 součást kypřicích prášků síran amonný (NH 4 ) 2 SO 4 hnojivo dusičnan barnatý Ba(NO 3 ) 2 pyrotechnika (zelený plamen) dusičnan strontnatý Sr(NO 3 ) 2 pyrotechnika (červený plamen) 9

Uvolňuje se kyslík, čehož se využívá například v pyrotechnice. KNO KNO O.

Podobné dokumenty

Otázky a jejich autorské řešení

Otázky a jejich autorské řešení Otázky: 1a Co jsou to amfoterní látky? a. látky krystalizující v krychlové soustavě b. látky beztvaré c. látky, které se chovají jako kyselina nebo jako zásada podle podmínek