Азот - Голяма съветска енциклопедия

Al на тон (от гръцки. á Z # 333; OS - безжизнен, шир. Nitrogenium), N, химичен елемент от група V на периодичната таблица, атомния номер на 7 атомна маса 14,0067; безцветен газ. без мирис и вкус.

Исторически информация. Азотни съединения - селитра. азотна киселина. амоняк - са известни много преди получаване на азот в свободно състояние. През 1772 Ръдърфорд Г., парене фосфор и др. Значение в стъклен звънец показа, че е останал след горивен газ. той нарича "задушаване въздух" не поддържа дишането и горенето. През 1787, Лавоазие установено, че "живота" и "задушаване" газове. включени във въздуха. Този прост вещества. и той предложи името "азот". През 1784 G.Kavendish показа, че азотът е част нитрат; откъдето идва и латинското наименование "азот" (от края на nitrum - нитрат и гръцки gennao - роден, аз произвеждат), предложен през 1790 г. от Ж. А. Shaptalem.. В началото на 19-ти век. Той се избистря химическа инертност на азот в свободно състояние и неговата изключителна роля в съединения с ал. Елементи като на свързания азот. Оттогава "Свързването" на атмосферния азот е една от най-важните технически проблеми на химията.

Въпреки че името "азот" означава "не поддържа живота", това наистина е - необходим елемент за цял живот (виж на азот в организма.). В животински и човешки протеин съдържа 16-17% азот. В организми месоядни протеин се формира от прием на протеинови вещества. наличен в организма тревопасните животни и растения. Растения синтезират протеин. изваряване азотни вещества, съдържащи се в почвата. предимно неорганична. Значителни количества азот влизат почвата поради азотни фиксиране на микроорганизми. могат да се преведат на свободен азот на въздуха в съединението от азот (вж. азот фиксиране).

Естеството на цикъла на азот се извършва (виж обръщение вещества.), Основната роля играе в която микроорганизми -. Nitrofitsiruyuschie, denitrofitsiruyuschie, азот фиксиране и т.н. Въпреки това, добивът на почвата растения огромно количество на свързания азот (особено в интензивно земеделие) почвата са изчерпани азот. Недостигът на азот е характерен за селското стопанство в почти всички страни има недостиг на азот в животновъдството ( "дефицит на протеин"). На почви, бедни на разположение азот. растения се развиват зле. Азотни торове и протеин хранене на животни - най-важните средства за повдигане на селското стопанство. Човешките дейности нарушава цикъла на азот. По този начин изгаряне на гориво обогатява азотна атмосфера. и фабрики за производство на тор. свързват азот от въздуха. Транспорт на торове и селскостопански продукти преразпределя азот на повърхността на земята.

Изотопи. атом. молекула. Природният азот има две стабилни изотопи. 14 N (99 635%) и 15 N (0365%). N 15 изотоп се използва в химични и биохимични изследвания като радиоактивен изотоп. Изкуствени радиоактивни изотопи на азот големина полуживот е 13 N (Т1 / 2 = 10.08 m), а другият много краткотраен. В горните слоеве на атмосферата. от космическите лъчения неутрони 14 N се превръща във въглероден изотоп радиоактивните 14 С. Този метод се използва в ядрени реакции за получаване на 14С (cm. въглерод). Външната обвивка на електрон азотния атом има 5 електрони (един неразделен двойка и три несдвоен -. Конфигурация 2s 2 2p 3. Atom cm). В повечето случаи азотни съединения H-ковалентни дължимите несдвоени електрони (например в амоняк NH3). Присъствието на неразделен двойка електрони може да доведе до образуването на друга ковалентна връзка. и азот става 4-ковалентна (като амониев йон NH4 +). Азот окисляване степен варира от 5 (в N2 05) -3 до (в NH3). При нормални условия в свободно състояние образува азот молекула N2. където N атоми са свързани с три ковалентни връзки. Азот молекула е много стабилна: то на дисоциация енергийни атоми е 942.9 кДж / мол (225.2 Kcal / мол), така че дори ако т около 3300 ° С, степента на дисоциация на азот е само около 0.1%.

Само с активните метали. като литий. калций. магнезий. азот реагира при нагряване до относително ниски температури. При повечето други елементи, азот реагира при висока температура и в присъствието на катализатори. Добре проучени азот съединение с кислород, N2 О, NO, 2O 3. NO2 и 2O 5 (cm. Азотни оксиди). От тях, директно взаимодействие на елементите (4000 ° С) е оформен оксид NO, което при охлаждане до по-лесно се окислява NO2 диоксид. Във въздуха, азотните оксиди са образувани от атмосферни разряди. Те могат да бъдат получени също така чрез взаимодействие на смес от азот и кислород на йонизиращо лъчение (вж. Радиационна Chemistry). Когато се разтваря във вода, азот и азот 2O 3 2O 5 анхидриди съответно получава HNO2 азотиста киселина и азотна киселина, HNO3. образуващи соли - нитрати и нитрити. Азот с водород е свързан само при висока температура и в присъствието на катализатори. при което се образува амоняк NH3. Освен амоняк. известни и много други азотни съединения с водород. например хидразин Н2 N-NH2. диимид HN = NH, азотоводородна киселина HN3 (HN = N º N), oktazon N8 H14 и др.; повечето от азотни съединения с водород разпределени само под формата на органични производни. С халогена азот не взаимодейства директно, така че всички азотни халогениди получени само индиректно, например, азот флуорид NF3 - когато флуор взаимодействие с амоняк. Обикновено, азотни халогениди - malostoykie съединение (с изключение NF3); по-устойчиви оксихалиди азот - NOF, Noci, NOBr, NO2 F и NO2CI. С сяра се случва директно азот съединение; азотен сяра N4 S4 е получен чрез взаимодействие на сяра с течен амоняк. форми циано (CN) Чрез взаимодействие с нажежаема кокс азот.;. азот чрез нагряване с ацетилен С2 Н2 до 1500 ° С, може да се получи циановодород HCN. Взаимодействието на азот с метали при високи температури води до образуването на нитриди (например, Mg3 N2).

Под действието на конвенционален електрически азот разряди [налягане от 130-270 N / m 2 (1 до 2 мм живачен стълб)] или активен азот може да бъде образуван от разлагането на нитриди В, Ti, Mg и Са, както и електрически разряди във въздуха. който е смес от молекули и азотни атоми. има високо енергийно съдържание. За разлика молекулно активен азот се енергично реагира с кислород. водород. сяра пара. фосфор и някои метали.

Получаването и използването. В лабораторията, азотът може да бъде лесно получена чрез нагряване на концентриран разтвор на амониев нитрит. NH4NO2 = N2 + 2Н2 О. технически метод за получаване на азот се основава на разделянето на предварително втечнен въздух. който след това се подлага на дестилация (вж. отделянето на газ).

По-голямата част от произведената свободен азот се използва за промишленото производство на амоняк. който след това се обработва с азотна киселина в значителни количества. торове. експлозиви и така нататък. д. В допълнение към директен синтез на амоняк от елементите на промишлено значение за свързването на азот във въздуха е разработила през 1905 цианамиден метод се основава на факта, че при 1000 ° С, калциев карбид (получен чрез нагряване на смес в вар електрическа пещ и въглища) реагира със свободен азот. SaS- + Н- - = CaCN- + Получената калциев цианамид, чрез действието на прегрята водна пара се разлага с отделяне на амоняк.

Безплатна азот се използва в много индустрии като инертна среда при различни химически и металургични процеси за запълване на пространството в живачен термометър. при изпомпване на запалими течности и подобни. г. течен азот намира приложение в различни хладилни системи. Тя се съхранява и транспортира в Dewar съдове от стомана. азотен газ в компресирана форма - в цилиндъра. Много азотни съединения са широко използвани производство на фиксиран азот беше енергично се развие след първия световна война и е достигнал огромни размери.

Литература Некрасов BV основи с обща химия. т 1, М. 1965 .; Remi G. неорганична химия курс. на. с него. 1 т, М. 1963 химия и технология на свързания азот. [M.-L.], 1934; KHE, кн. 1, Москва, 1961.