Физические и химические свойства азота

Физические и химические свойства азота

Выполнила ученица 9 класса Смольянинова Юлия.

История открытия

• В 1772 году Генри Кавендиш провёл следующий опыт: он многократно пропускал воздух над раскалённым углём, затем обрабатывал его щёлочью, в результате получался остаток, который Кавендиш назвал удушливым воздухом.
• С позиций современной химии ясно, что в реакции с раскалённым углём кислород воздуха связывался в углекислый газ, который затем поглощался щёлочью.
• Таким образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что это новое простое вещество.
• В 1772 году азот как простое вещество описал Даниэль Резерфорд, он опубликовал магистерскую диссертацию, где указал основные свойства азота. Именно Даниэль Резерфорд и считается первооткрывателем азота.

Даниель Рутерфорд

• Азот в природе встречается главным образом в свободном состоянии.
• В воздухе объемная доля его составляет 78,09%, а массовая доля - 75,6%.
• Соединения азота в небольших количествах содержатся в почвах.
• В технике азот получают из воздуха. Для получения азота воздух переводят в жидкое состояние, а затем испарением отделяют азот от менее летучего кислорода.
• В лабораторных условиях чистый азот можно получить разлагая нитрит аммония или смешивая при нагревании растворы хлорида аммония и нитрита натрия:

NH 4 NO 2    N 2  + 2H 2 O     

NH 4 Cl + NaNO 2    NaCl + N 2  + 2H 2 O

• Природный азот состоит из двух изотопов: 14N и 15N.
• При обычных условиях азот - газ без цвета, запаха и вкуса, немного легче воздуха, плохо растворяется в воде (в 1 л воды растворяется 15,4 мл азота, кислорода - 31 мл).
• При температуре -195,8°C азот переходит в бесцветную жидкость, а при температуре -210,0°C - в белое твердое вещество.
• Энергия связи атомов в молекуле азота очень велика и составляет 941,6 кДж/моль.
• Связь между атомами азота тройная.
• Плотность газообразного азота при 0°C 1,25046 г/дм3

• При обычных условиях азот - химически малоактивное вещество из-за прочной ковалентной связи.
• В обычных условиях реагирует только с литием, образуя нитрид: 6Li + N 2  = 2Li 3 N
• С повышением температуры активность молекулярного азота увеличивается, при этом он может быть может быть и окислителем (с водородом, металлами), и восстановителем (с кислородом, фтором).
• При нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора азот взаимодействует с водородом образуя аммиак: N 2  + 3H 2  = 2NH 3 С кислородом азот соединяется только в электрической дуге с образованием оксида азота: N 2  + O 2  = 2NO  
• В электрическом разряде возможна и реакция со фтором: N 2  + 3F 2  = 2NF 3  

• Широко используется для создания инертной среды - наполнения электрических ламп накаливания и свободного пространства в ртутных термометрах, при перекачке жидкостей, в пищевой промышленности как упаковочный газ.
• Жидкий азот часто используется для глубокого охлаждения различных веществ.
• Важное значение азот имеет для жизни растений и животных, поскольку он входит в состав белковых веществ.
• В больших количествах азот применяется для получения аммиака.
• Соединения азота находят применение в производстве минеральных удобрений, взрывчатых веществ и во многих отраслях промышленности.