الخيار 1.

1. عدد النيوترونات في ذرة 4N14:
أ.7.

ب. النيتروجين.

3. يحتوي النيتروجين على حالة أكسدة +5 عند دمجه مع الصيغة:
جي.HN03.

4. الحد الأدنى لحالة الأكسدة للنيتروجين في مركب (مذكور أدناه) بالصيغة:
أ.ن2.

ب- الفوسفور.

6. أصغر نصف قطر للذرة:
ج.ف.

ب. Ca3P2.

8. حمض النيتروز يتوافق مع أكسيد بالصيغة:
ب.N203.

10. معامل وجود العامل المؤكسد في التفاعل ومخططه
Ag + HN03(KOHC) -> AgN03 + N02 + H20:
ب.4.

11. قم بتكوين المعادلات الجزيئية لتفاعلات التحولات التالية:
ف -> P205 -> H3P04 -> Na3P04.

1. 4P + 5O2 = 2P2O5
P0 -5e → P+5 عامل اختزال
O20 + 2*2e→2O-2 عامل مؤكسد
2. P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
3. H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
3H+ + 3OH- = 3H2O

12. أكمل العبارة: "التآصل هو..."
وجود مادتين بسيطتين أو أكثر متشابهتين عنصر كيميائي، مختلفة في البنية والخصائص.

13. أي من المواد التي صيغها هي: KOH، CO2، Zn، CuO، HC1، CaCO3 يتفاعل معها حمض النيتريك المخفف؟ اكتب معادلات التفاعلات المحتملة في الصورة الجزيئية.
HNO3 + كوه → KNO3 + H2O
3CuO + 6HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3H2O
10HNO3 مخفف + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
2HNO3 + CaCO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2

14. أكمل مخطط التحلل الحراري لنترات النحاس (II):
Cu(N03)2 --> CuO + X + 02.

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2
معامل المجموع = 9

15. عندما تفاعل 37 جم من هيدروكسيد الكالسيوم مع كبريتات الأمونيوم، تم الحصول على 15 جم من الأمونيا. احسب الكسر الكتلي لإنتاج الأمونيا من الكسر الممكن نظريًا.
Ca(OH) 2 +(NH4)2 SO4 =CaSO4+2NH3*H2O
M Ca(OH)2=40+32+2=74 جم/مول.
ن Ca(OH)2 =37: 74=0.5 مول
1 مول Ca(OH)2: 2 مول NH3
0.5:1 مول
M NH3 = 17 جم \ مول
الوزن 17*1=17 جرام.
العائد (NH3) = 15: 17 = 0.88 = 88٪

الخيار 2.

الجزء أ. مهام الاختبارمتعدد الخيارات

1. عدد النيوترونات في ذرة 7N15:
أ.8.

خامسا الفوسفور.

3. يحتوي النيتروجين على حالة أكسدة +4 عند دمجه مع الصيغة:
ب.ن02.

4. الحد الأدنى من حالة أكسدة الفوسفور مع الصيغة:
ب.PH3.

5. من بين العناصر الكيميائية المذكورة، فإن أكبر السالبية الكهربية في المركبات هي:
في سيرا

6. أصغر نصف قطر للذرة ورمزه :
ز.C1.

7. فقط العامل المختزل هو الذي يمكن أن يكون مادة بالصيغة:
ب. NH3.

8. حمض الفوسفور H3P03 يتوافق مع أكسيد بالصيغة:
ب.P2O3

النحاس + HN03(KOHC) -> النحاس (N03)2 + N02 + H20:
ب.4.

الجزء ب. أسئلة ذات إجابات حرة

11. قم بتكوين المعادلات الجزيئية للتفاعلات التالية للمخطط
لا → N02 → HN03 → NaN03.

1. 2NO + O2 = 2NO2
N+2 -2e→N+4 عامل اختزال
O20 +2*2e→2O-2 عامل مؤكسد
2. 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
3. HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
ح + + أوه - = H2O

12. أكمل العبارة التالية: "الملح الصخري هو..."
ملح نترات البوتاسيوم والصوديوم والأمونيوم، يستخدم في تكنولوجيا المتفجرات وفي الهندسة الزراعية للأسمدة.

13. أي من المواد التي صيغها: Mg, Ag, AgN03, BaO, C02, KN03, NaOH يتفاعل معها حمض الأرثوفوسفوريك؟ اكتب معادلات التفاعلات المحتملة في الصورة الجزيئية.
3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3 ملغ + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2↓ + 3H2
2H3PO4 +3BaO = Ba3(PO4)2 + 3H2O
Na3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓ + 3NaNO3

14. أكمل مخطط التحلل الحراري لنترات الصوديوم
NaN03 → NaN02 + X.
أوجد مجموع المعاملات في المعادلة.
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2
مجموع الاحتمالات - 5

15. ما حجم الأمونيا (n.a.) الذي يمكن الحصول عليه من تفاعل 15 م3 من النيتروجين مع الهيدروجين الزائد، إذا كان ناتج الأمونيا 10% من الممكن نظريًا؟
N2 + 3H2 = 2NH3
ن (N2) = 15000 /22.4 = 669 (مول)
ن(NH3) = 2*669 = 1339.28 (مول)
Vtheor.(NH3) = 1339.28*22.4= 29999 (dm3)
Vpract. (NH3) = 29999*0.9 = 26999 (dm3) = 26,999 م3

الخيار 3.

الجزء أ. اختبارات الاختيار من متعدد

1. عدد النيوترونات في ذرة 20Ca40:
ب 20.

2. توزيع الإلكترونات على مستويات الطاقة في ذرة العنصر 2e,5e يتوافق مع:
أ. أزوت.

3. يحتوي النيتروجين على حالة أكسدة +2 عند دمجه مع الصيغة:
ب. لا.

4. الحد الأقصى لدرجة أكسدة النيتروجين مع الصيغة:
جي.HN03.

أ. بور.

مثل.

جي.N3P04.

8. حمض النيتريك يتوافق مع أكسيد بالصيغة:
جي.ن205.

10. المعامل قبل المؤكسد في الدائرة
Ag + HN03 (مخفف) -> AgN03 + NO + H20:
ب.4.

الجزء ب. أسئلة ذات إجابات حرة

11. قم بتكوين معادلات التفاعل الجزيئي حسب الرسم التخطيطي
N2 → NH3 → NH3 H20 → (NH4)2S04.
خذ بعين الاعتبار المعادلة 1 من وجهة نظر نظرية ORR، واكتب المعادلة 3 في الصورة الأيونية.
1. N2 + 3H2 = 2NH3
N20 +2*3e→2N-3 عامل مؤكسد
H20 -2*1е→2H+1 عامل اختزال
2. NH3 + H2O = NH3*H20
3. 2NH3*H20 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +2H2O
2NH3*H20 + 2H+= 2NH4+ +2H2O

12. أكمل العبارة: "عدد الذرات الموجودة في كاتيون الأمونيوم..."
يساوي 5.

13. أي من المواد التي صيغتها: S03، KOH، CaO، Mg، N205، Na2C03 يتفاعل معها حمض النيتريك المخفف؟ اكتب معادلات التفاعلات المحتملة في الصورة الجزيئية.
HNO3 (ديل.) + KOH = KNO3 + H2O
2HNO3 + CaO = Ca(NO3)2 + H2O
10HNO3 مخفف + 4 ملغ = 4 ملغ (NO3)2 + N2O + 3H2O
2HNO3 + Na2CO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2

14. أكمل مخطط التحلل الحراري لنترات الفضة
AgNOg → Ag + X + 02.
اكتب مجموع المعاملات في المعادلة.
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2
7

15. تفاعل النيتروجين بحجم 56 لتر مع الهيدروجين الزائد. الجزء الحجمي من إنتاج الأمونيا هو 50% من الممكن نظريًا. احسب حجم الأمونيا المنتجة.
N2 + 3H2 = 2NH3
ن(N2) = 56 /22.4 = 2.5 (مول)
n(النظري)(NH3) = 2*2.5 = 5 (مول)
Vpract. (NH3) = 5*22.4*0.5 = 56 لتر

الخيار 4.

الجزء أ. اختبارات الاختيار من متعدد

1. عدد النيوترونات في النظير 19K39:
في 20.

2. توزيع الإلكترونات على مستويات الطاقة في ذرة العنصر 2e، 8e، 5e يتوافق مع:
ب- الفوسفور.

3. يحتوي النيتروجين على حالة أكسدة تساوي 0 عند دمجه مع الصيغة:
أ.ن2.

4. حالة الأكسدة القصوى للفوسفور مع الصيغة:
جي.N3P04.

5. من بين العناصر الكيميائية المذكورة، ما يلي هو الأقل سالبية كهربية في المركبات:
أ. البريليوم.

6. أكبر نصف قطر لذرة العنصر الكيميائي ورمزه:
أ. سي.

7. فقط المادة التي لها الصيغة يمكن أن تكون عاملاً مؤكسدًا:
جي.HN03.

8. يتوافق حمض الأرثوفوسفوريك مع أكسيد بالصيغة:
ز.P2O5.

10. المعامل قبل المؤكسد في الدائرة
النحاس + HN03(ديل) -> النحاس (N03)2 + NO + H20:
ز.8.

الجزء ب. أسئلة ذات إجابات حرة

11. قم بتكوين معادلات التفاعل الجزيئي حسب المخطط:
لا → N02 → HN03 → NH4N03.
خذ المعادلة 1 من وجهة نظر ORR، واكتب المعادلة 3 في الصورة الأيونية.
1. 2NO + O2 = 2NO2
N+2 -2e→N+4 عامل اختزال
O20 +2*2e→2O-2 عامل مؤكسد
2. 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
3. NH3 + HNO3 = NH4NO3
NH3 + H+ = NH4+

12. أكمل العبارة: "التعديلات المتآصلة للفوسفور هي..."
الفوسفور الأبيض والأحمر والأسود

13. أي من المواد التي صيغها هي: Zn, CuO, Cu, NaOH, S02, NaN03, K2C03 يتفاعل معها حمض الأرثوفوسفوريك؟ اكتب معادلات التفاعلات المحتملة في الصورة الجزيئية.
3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3 الزنك + 2H3PO4 = Zn3(PO4)2↓ + 3H2
3CuO + 2H3PO4 = Cu3(PO4)2 + 3H2O
3K2CO3 + 2H3PO4 = 2K3PO4 + 3H2O + 3CO2

14. أكمل مخطط التحلل الحراري لنترات الحديد (II):
Fe(N03)2 → FeO + N02 + X.
أوجد مجموع المعاملات في المعادلة.
2Fe(NO3)2 = 2FeO + 4NO2 + O2

15. عندما تم حرق 62 جم من الفوسفور في الأكسجين، تم الحصول على 130 جم من أكسيد الفوسفور (V) من الكمية الممكنة نظريًا. احسب الجزء الكتلي من محصول أكسيد الفوسفور (V).
4P + 5O2 = 2P2O5
ن(ف) = 62/31 = 2 مول
نثور.(P2O5) = 0.5*2 = 1 مول
مثيور (P2O5) = 1*142 = 142 جم
الإخراج = mpract./mtheor. = 130/142=0.92 = 92%

يتم تمثيل مركبات النيتروجين في حالة الأكسدة -3 بواسطة الأمونيا ونيتريدات المعادن.

الأمونيا- NH3 هو غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة مميزة. يحتوي جزيء الأمونيا على بنية هرمية ويحتوي على زوج وحيد من الإلكترونات على ذرة النيتروجين:

عند درجة حرارة -33.4 درجة مئوية، تتكثف الأمونيا مكونة سائلًا ذو حرارة تبخر عالية جدًا، مما يجعل من الممكن استخدامه كمبرد في الأغراض الصناعية. وحدات التبريد. تعتبر الأمونيا السائلة مذيبًا جيدًا؛ حيث تذوب فيه المعادن القلوية والقلوية الأرضية، وتشكل محاليل موصلة ملونة. في وجود المحفز (FeCl 3)، يتفاعل المعدن المذاب مع الأمونيا لتحرير الهيدروجين وتكوين الأميد، على سبيل المثال:

2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + H2

أميد الصوديوم

في جو الأكسجين، تحترق الأمونيا لتكوين النيتروجين؛ على محفز البلاتين، تتأكسد الأمونيا إلى أكسيد النيتروجين (II):

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

الأمونيا شديدة الذوبان في الماء، حيث تظهر فيها خواص القاعدة الضعيفة:

NH 3 + H 2 O ® NH 3 × H 2 O NH 4 + + OH -

= 1.85·10 -5

كقاعدة، تتفاعل الأمونيا مع الأحماض لتكوين أملاح كاتيون الأمونيوم، على سبيل المثال:

NH 3 + حمض الهيدروكلوريك = NH 4 Cl

أملاح الأمونيوم قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء وتتحلل قليلاً. في الحالة البلورية فهي غير مستقرة حرارياً. يعتمد تكوين منتجات التحلل الحراري على خصائص الحمض الذي يشكل الملح:

NH4 Cl® NH3 + حمض الهيدروكلوريك

(NH 4) 2 SO 4 ® NH 3 + (NH 4) H SO 4

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 ® N 2 + Cr 2 O 3 + 4 H 2 O

عندما تتعرض المحاليل المائية لأملاح الأمونيوم للقلويات عند تسخينها، يتم إطلاق الأمونيا، مما يسمح باستخدام هذا التفاعل كتفاعل نوعي لأملاح الأمونيوم وكطريقة مختبرية لإنتاج الأمونيا.

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O

في الصناعة، يتم إنتاج الأمونيا عن طريق التوليف المباشر.

ن2+3ح22نه3

وبما أن التفاعل قابل للعكس إلى حد كبير، يتم تنفيذ التوليف في ضغط دم مرتفع(حتى 100 ميجا باسكال). لتسريع لحظة التوازن، تتم العملية في وجود محفز (الحديد الإسفنجي المعزز بواسطة المواد المضافة) وعند درجة حرارة حوالي 500 درجة مئوية.

النتريداتالفلزات القلوية والقلوية الترابية عبارة عن مركبات أيونية تتحلل بسهولة بالماء لتكوين الأمونيا.

Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3

نيتريدات المعدن D عبارة عن مركبات بلورية ذات تركيبة متغيرة (بيرتوليدات)، شديدة المقاومة للحرارة ومستقرة كيميائيًا.

الهيدرازين- N2H4 هو أهم مركب نيتروجين غير عضوي في حالة الأكسدة -2.

الهيدرازين سائل عديم اللون، درجة غليانه 114 درجة مئوية، يتصاعد في الهواء. أبخرة الهيدرازين شديدة السمية وتشكل مخاليط متفجرة مع الهواء. يتم الحصول على الهيدرازين عن طريق أكسدة الأمونيا مع هيبوكلوريت الصوديوم:

2NH3 + NaClO = N2H4 + NaCl + H2O

يمتزج الهيدرازين مع الماء بأي نسبة وفي المحلول يتصرف كقاعدة ثنائية الحمض ضعيفة مكونًا سلسلتين من الأملاح.

N 2 H 4 + H 2 O N 2 H 5 + + OH - , ك ب = 9.3 × 10 -7 ;

N 2 H 5 + + H 2 O N 2 H 6 2+ + OH - , K b = 8.5 × 10 -15 ;

ن 2 ح 4 + حمض الهيدروكلوريك ن 2 ح 5 كلور؛ N 2 H 5 Cl + حمض الهيدروكلوريك N 2 H 6 Cl 2

كلوريد الهيدروزونيوم ثنائي كلوريد هيدروسونيوم

الهيدرازين هو أقوى عامل اختزال:

4KMnO4 + 5N2H4 + 6H2SO4 = 5N2 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 16H2O

ويستخدم الهيدرازين ومشتقاته على نطاق واسع كوقود للصواريخ.

هيدروكسيلامين- NH 2 OH هو مركب النيتروجين غير العضوي الرئيسي في حالة الأكسدة -1.

الهيدروكسيلامين مادة بلورية عديمة اللون (درجة حرارة 33 درجة مئوية)، شديدة الذوبان في الماء، تظهر فيها خواص القاعدة الضعيفة.

NH 2 OH + H 2 O + + OH - , K b = 2×10 -8

يتم الحصول على الهيدروكسيلامين عن طريق اختزال حمض النيتريك بالهيدروجين في وقت إطلاقه أثناء التحليل الكهربائي:

HNO 3 + 6[H] = NH 2 OH + 2H 2 O

تُظهر ذرة النيتروجين في جزيء NH 2 OH حالة أكسدة متوسطة (بين -3 و+5)، لذلك يمكن أن يعمل الهيدروكسيلامين كعامل اختزال وعامل مؤكسد:

2N -1 H 2 OH + I 2 + 2KOH = N 0 2 + 2KI + 4H 2 O

الحد من وكيل

2N -1 H 2 OH + 4FeSO 4 + 3H 2 SO 4 = 2Fe 2 (SO 4) 3 + (N -3 H 4) 2 SO 4 + 2H 2 O

مؤكسد

يظهر النيتروجين حالات أكسدة إيجابية في الأكاسيد، وكذلك الأحماض المحتوية على الأكسجين وأملاحها.

أكسيد النيتريك (I) - N2O (أكسيد النيتروز، غاز الضحك). يمكن نقل بنية جزيئه من خلال رنين مخططي التكافؤ، مما يوضح أن هذا المركب لا يمكن اعتباره رسميًا إلا كأكسيد النيتروجين (I)؛ في الواقع هو أوكسونيتريد النيتروجين (V) - ON +5 N -3.

N2O هو غاز عديم اللون ذو رائحة طيبة خفيفة. بتركيزات صغيرة يسبب نوبات من الفرح الجامح، وبجرعات كبيرة يكون له تأثير مخدر عام. يستخدم في الطب خليط من أكسيد النيتروز (80%) والأكسجين (20%) للتخدير.

في الظروف المختبرية يمكن الحصول على أكسيد النيتريك (I) عن طريق تحلل نترات الأمونيوم:

NH 4 NO 3 ¾® N 2 O + 2H 2 O

يحتوي N 2 O الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة على شوائب من أكاسيد النيتروجين الأعلى، وهي شديدة السمية!

من حيث الخصائص الكيميائية، فإن أكسيد النيتريك (I) هو أكسيد نموذجي لا يشكل الملح، ولا يتفاعل مع الماء والأحماض والقلويات. عند تسخينه، فإنه يتحلل لتكوين الأكسجين والنيتروجين. ولهذا السبب يمكن أن يعمل N 2 O كعامل مؤكسد، على سبيل المثال:

ن 2 س + ح 2 = ن 2 + ح 2 أو

أكسيد النيتريك (II)- NO هو غاز عديم اللون وسام للغاية. في الهواء يتأكسد بسرعة بواسطة الأكسجين ليشكل أكسيد النيتروجين (IV) الأقل سمية. في الصناعة، يتم إنتاج أكسيد النيتروجين عن طريق تمرير الهواء عبر قوس كهربائي (3000-4000 درجة مئوية).

الطريقة المعملية لإنتاج أكسيد النيتريك (II) هي تفاعل النحاس مع حمض النيتريك المخفف.

3Cu + 8HNO 3 (مخفف) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H2O

أكسيد النيتروجين (II) هو أكسيد غير ملح، وهو عامل اختزال قوي، ويتفاعل بسهولة مع الأكسجين والهالوجينات.

2NO + O 2 = 2NO 2؛ 2NO + Cl 2 = 2NOCl

كلوريد النتروسيل

وفي الوقت نفسه، عند التفاعل مع عوامل الاختزال القوية، يعمل NO كعامل مؤكسد:

2NO + 2H2 = N2 + 2H2O

أكسيد النيتريك (III)- ن2و3 - سائل بشكل مكثف من اللون الأزرق(درجة الحرارة - 100 درجة مئوية). مستقرة فقط في الحالات السائلة والصلبة في درجات الحرارة المنخفضة. والظاهر أنه يوجد في شكلين:

يتم الحصول على أكسيد النيتروجين (III) عن طريق التكثيف المشترك لأبخرة NO و NO 2. ينفصل في السوائل والأبخرة.

لا 2 + لا ن 2 يا 3

الخصائص هي أكسيد حمض نموذجي. يتفاعل مع الماء مكونًا حمض النيتروز ومع القلويات يشكل أملاحًا - النتريت.

N2O3 + H2O = 2HNO2

N 2 O 3 + 2NaOH = 2NaNO 2 + H 2 O

حمض النيتروز- حمض متوسط ​​القوة (K a = 1×10 -4). في شكل نقيغير معزولة، توجد في المحاليل في شكلين توتوميريين (التوتوميرات هي أيزومرات في حالة توازن ديناميكي).

شكل النتريت شكل نيترو

أملاح حمض النيتروز مستقرة. يُظهر أنيون النتريت ازدواجية الأكسدة والاختزال الواضحة. اعتمادًا على الظروف، يمكنه أداء كل من وظيفة العامل المؤكسد ووظيفة العامل المختزل، على سبيل المثال:

2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = I 2 + 2NO + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

مؤكسد

KMnO 4 + 5NaNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

الحد من وكيل

يميل حمض النيتروز والنتريت إلى عدم التناسب:

3HN +3 O 2 = HN +5 O 3 + 2N +2 O + H 2 O

أكسيد النيتريك (الرابع)- رقم 2 - غاز بني ذو حاد رائحة كريهةسامة للغاية! في الصناعة، يتم إنتاج NO 2 عن طريق أكسدة NO. إحدى الطرق المعملية لإنتاج ثاني أكسيد النيتروجين هي تفاعل النحاس مع حمض النيتريك المركز، وكذلك التحلل الحراري لنترات الرصاص.

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2

يحتوي جزيء NO 2 على إلكترون واحد غير متزاوج وهو جذر حر مستقر. ولذلك، فإن أكسيد النيتريك يتضاءل بسهولة. هذه العملية قابلة للعكس وحساسة للغاية لدرجة الحرارة.

مغناطيسية مغناطيسية,

بني عديم اللون

ثاني أكسيد النيتروجين هو أكسيد حمضي يتفاعل مع الماء، مكونًا خليطًا من حمض النيتريك والنيتروز (أنهيدريد مختلط).

2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

أكسيد النيتريك (V)- N2O5 مادة بلورية بيضاء اللون. يتم الحصول عليه عن طريق تجفيف حمض النيتريك أو أكسدة أكسيد النيتريك (IV) مع الأوزون:

2HNO3 + P2O5 = N2O5 + 2HPO3

2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2

في الحالة البلورية، يحتوي N 2 O 5 على بنية تشبه الملح - + -، في الأبخرة (درجة حرارة سامية 33 درجة مئوية) - جزيئي.

N 2 O 5 - أكسيد الحمض - أنهيدريد حامض النيتريك:

N2O5 + H2O = 2HNO3

حمض النيتريك- HNO3 سائل عديم اللون، درجة غليانه 84.1 درجة مئوية، يتحلل عند تسخينه وتعريضه للضوء.

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

شوائب ثاني أكسيد النيتروجين تعطي حمض النيتريك المركز لونًا أصفر-بني. يمتزج حمض النيتريك مع الماء بأي نسبة وهو من أقوى الأحماض المعدنية فهو يتفكك تماماً في المحلول:

يعد حمض النيتريك أحد أقوى العوامل المؤكسدة. ويعتمد عمق تعافيه على عوامل كثيرة: التركيز، ودرجة الحرارة، وعامل الاختزال. عادة، تنتج الأكسدة بحمض النيتريك خليطًا من منتجات الاختزال:

HN +5 O 3 ® N +4 O 2 ® N +2 O ® N +1 2 O ® N 0 2 ® +

المنتج السائد لأكسدة اللافلزات والمعادن غير النشطة مع حمض النيتريك المركز هو أكسيد النيتريك (IV):

I 2 + 10HNO 3 (conc) = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O

الرصاص + 4HNO 3 (conc) = الرصاص (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

يعمل حمض النيتريك المركز على تخميل الحديد والألومنيوم. يتم تخميل الألومنيوم حتى مع حمض النيتريك المخفف. حمض النيتريك بأي تركيز ليس له أي تأثير على الذهب والبلاتين والتنتالوم والروديوم والإيريديوم. يذوب الذهب والبلاتين في الماء الملكي - خليط من أحماض النيتريك والهيدروكلوريك المركزة بنسبة 1: 3:

Au + HNO3 + 4HCl = H + NO + 2H2O

يرجع التأثير المؤكسد القوي للأكوا ريجيا إلى تكوين الكلور الذري أثناء تحلل كلوريد النتروسيل، وهو نتاج تفاعل حمض النيتريك مع كلوريد الهيدروجين.

HNO3 + 3HCl = Cl2 + NOCl + 2H2O

NOCl = NO + Cl×

مذيب فعالالمعادن منخفضة النشاط عبارة عن خليط من أحماض النيتريك والهيدروفلوريك المركزة.

3Ta + 5HNO3 + 21HF = 3H2 + 5NO + 10H2O

يتم تقليل حمض النيتريك المخفف، عند التفاعل مع المعادن غير المعدنية والمعادن منخفضة النشاط، في الغالب إلى أكسيد النيتروجين (II)، على سبيل المثال:

3P + 5HNO3 (ديل.) + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO

3Pb + 8HNO 3 (ديل) = 3Pb(NO 3) 2 + 2NO + 4H2O

تعمل المعادن النشطة على اختزال حمض النيتريك المخفف إلى N 2 O أو N 2 أو NH 4 NO 3، على سبيل المثال،

4Zn + 10HNO 3 (ديل) = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

أملاح حمض النيتريك - النترات شديدة الذوبان في الماء وغير مستقرة حرارياً. يؤدي تحلل نترات المعادن النشطة (باستثناء الليثيوم)، الموجودة في سلسلة جهود القطب القياسية على يسار المغنيسيوم، إلى تكوين النتريت.

2كنو 3 = 2كنو 2 + يا 2

أثناء تحلل نترات الليثيوم والمغنيسيوم، وكذلك نترات المعادن الموجودة في سلسلة إمكانات القطب القياسية على يمين المغنيسيوم، حتى النحاس، يتم إطلاق خليط من أكسيد النيتروجين (IV) والأكسجين.

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

تتحلل نترات المعادن الموجودة في نهاية سلسلة النشاط إلى معدن حر:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

وتستخدم نترات الصوديوم والبوتاسيوم والأمونيوم على نطاق واسع لإنتاج البارود والمتفجرات، وكذلك الأسمدة النيتروجينية (الملح الصخري). كما تستخدم كبريتات الأمونيوم وماء الأمونيا واليوريا (اليوريا) - وهو أميد كامل من حمض الكربونيك H2 N-C(O)-NH2 - كأسمدة. ويستخدم الجزء الأكبر من حمض النيتريك في إنتاج الأسمدة والمتفجرات.

يتم إنتاج حامض النيتريك صناعياً بطريقة التلامس أو القوس والتي تختلف في المرحلة الأولى – إنتاج أكسيد النيتريك (II). طريقة القوسيعتمد على إنتاج NO عن طريق تمرير الهواء عبر قوس كهربائي. في طريقة التلامس، يتم إنتاج NO عن طريق أكسدة الأمونيا مع الأكسجين على محفز البلاتين. بعد ذلك، يتم أكسدة أكسيد النيتروجين (II) إلى أكسيد النيتروجين (IV) بواسطة الأكسجين الجوي. وبحل NO 2 في الماء في وجود الأكسجين يتم الحصول على حمض النيتريك بتركيز 60-65%.

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

إذا لزم الأمر، يتم تركيز حمض النيتريك عن طريق التقطير مع حامض الكبريتيك المركز. في المختبر، يمكن تحضير حمض النيتريك المركز من خلال عمل حمض الكبريتيك المركز على بلورة نترات الصوديوم عن طريق التسخين.

نانو 3 + ح 2 SO 4 = HNO 3 + NaHSO 4

لوضع بشكل صحيح الأكسدة، عليك أن تضع أربع قواعد في الاعتبار.

1) في المادة البسيطة تكون حالة الأكسدة لأي عنصر هي 0. أمثلة: Na 0، H 0 2، P 0 4.

2) يجب أن تتذكر العناصر المميزة حالات الأكسدة الثابتة. كل منهم مدرج في الجدول.

3) أعلى حالة أكسدة للعنصر، كقاعدة عامة، تتزامن مع عدد المجموعة التي يقع فيها العنصر (على سبيل المثال، الفوسفور في المجموعة V، أعلى SD للفوسفور هو +5). استثناءات مهمة: F، O.

4) يعتمد البحث عن حالات الأكسدة للعناصر الأخرى قاعدة بسيطة:

في الجزيء المحايد، يكون مجموع حالات الأكسدة لجميع العناصر مساويًا للصفر، وفي الأيون - شحنة الأيون.

بعض الأمثلة البسيطة لتحديد حالات الأكسدة

مثال 1. من الضروري إيجاد حالات أكسدة العناصر في الأمونيا (NH3).

حل. نحن نعلم بالفعل (انظر 2) أن الفن. نعم. الهيدروجين هو +1. يبقى أن نجد هذه الخاصية للنيتروجين. دع x تكون حالة الأكسدة المطلوبة. قمنا بإنشاء أبسط معادلة: x + 3 (+1) = 0. الحل واضح: x = -3. الجواب: ن -3 ح 3 +1.

مثال 2. أشر إلى حالات الأكسدة لجميع الذرات في جزيء H 2 SO 4.

حل. حالات أكسدة الهيدروجين والأكسجين معروفة بالفعل: H(+1) وO(-2). نقوم بإنشاء معادلة لتحديد حالة أكسدة الكبريت: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. وبحل هذه المعادلة نجد: x = +6. الجواب: ح +1 2 ق +6 يا -2 4.

مثال 3. احسب حالات الأكسدة لجميع العناصر الموجودة في جزيء Al(NO 3) 3.

حل. تبقى الخوارزمية دون تغيير. يتضمن تكوين "جزيء" نترات الألومنيوم ذرة Al (+3) و9 ذرات أكسجين (-2) و3 ذرات نيتروجين، والتي يتعين علينا حساب حالة الأكسدة فيها. المعادلة المقابلة هي: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. الجواب: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

مثال 4. تحديد حالات الأكسدة لجميع الذرات في أيون (AsO 4) 3-.

حل. في في هذه الحالةلن يكون مجموع حالات الأكسدة مساويًا للصفر، بل لشحنة الأيون، أي -3. المعادلة: س + 4 (-2) = -3. الجواب: ك(+5)، يا(-2).

ماذا تفعل إذا كانت حالات الأكسدة لعنصرين غير معروفة

هل من الممكن تحديد حالات الأكسدة لعدة عناصر في وقت واحد باستخدام معادلة مماثلة؟ إذا نظرنا إلى هذه المشكلة من وجهة نظر رياضية، فإن الجواب سيكون سلبيا. معادلة خط مستقيممع متغيرين لا يمكن أن يكون لها حل فريد. لكننا نحل أكثر من مجرد معادلة!

مثال 5. تحديد حالات الأكسدة لجميع العناصر في (NH 4) 2 SO 4.

حل. حالات أكسدة الهيدروجين والأكسجين معروفة، لكن الكبريت والنيتروجين ليست معروفة. مثال كلاسيكي لمشكلة ذات مجهولين! لن نعتبر كبريتات الأمونيوم "جزيءًا" واحدًا، بل كمزيج من أيونين: NH 4 + وSO 4 2-. وشحنات الأيونات معروفة لدينا، فكل منها يحتوي على ذرة واحدة فقط ذات حالة أكسدة غير معروفة. وباستخدام الخبرة المكتسبة في حل المسائل السابقة، يمكننا بسهولة العثور على حالات أكسدة النيتروجين والكبريت. الجواب : (ن -3 ح 4 +1) 2 ق +6 يا 4 -2.

الخلاصة: إذا كان الجزيء يحتوي على عدة ذرات ذات حالات أكسدة غير معروفة، فحاول "تقسيم" الجزيء إلى عدة أجزاء.

كيفية ترتيب حالات الأكسدة في المركبات العضوية

مثال 6. أشر إلى حالات الأكسدة لجميع العناصر في CH 3 CH 2 OH.

حل. العثور على حالات الأكسدة في المركبات العضوية له خصائصه الخاصة. على وجه الخصوص، من الضروري العثور على حالات الأكسدة لكل ذرة كربون بشكل منفصل. يمكنك السبب على النحو التالي. خذ على سبيل المثال ذرة الكربون في مجموعة الميثيل. ترتبط ذرة C هذه بثلاث ذرات هيدروجين وذرة كربون مجاورة. بواسطة اتصالات S-Nتنتقل كثافة الإلكترون نحو ذرة الكربون (نظرًا لأن السالبية الكهربية لـ C تتجاوز EO للهيدروجين). إذا كانت هذه الإزاحة كاملة، فإن ذرة الكربون سوف تكتسب شحنة قدرها -3.

ترتبط ذرة C في مجموعة -CH 2 OH بذرتي هيدروجين (تحول في كثافة الإلكترون نحو C)، وذرة أكسجين واحدة (تحول في كثافة الإلكترون نحو O) وذرة كربون واحدة (يمكن افتراض أن التحول في كثافة الإلكترون في هذه الحالة لا يحدث). حالة أكسدة الكربون هي -2 +1 +0 = -1.

الجواب: ج -3 ح +1 3 ج -1 ح +1 2 س -2 ح +1.

لا تخلط بين مفهومي "التكافؤ" و"حالة الأكسدة"!

غالبًا ما يتم الخلط بين رقم الأكسدة والتكافؤ. لا ترتكب هذا الخطأ. سأدرج الاختلافات الرئيسية:

• حالة الأكسدة لديها علامة (+ أو -)، والتكافؤ لا؛
• يمكن أن تكون حالة الأكسدة صفرًا حتى في مادة معقدة؛ ويعني التكافؤ صفرًا، كقاعدة عامة، أن ذرة عنصر معين غير مرتبطة بذرات أخرى (لن نناقش أي نوع من المركبات المتضمنة وغيرها من "العناصر الغريبة" هنا)؛
• حالة الأكسدة هي مفهوم رسمي يكتسب معنى حقيقيًا فقط في المركبات ذات الروابط الأيونية؛ على العكس من ذلك، يتم تطبيق مفهوم "التكافؤ" بشكل ملائم فيما يتعلق بالمركبات التساهمية.

غالبًا ما تكون حالة الأكسدة (بتعبير أدق، معاملها) مساوية عدديًا للتكافؤ، ولكن في أغلب الأحيان لا تتطابق هذه القيم. على سبيل المثال، حالة أكسدة الكربون في ثاني أكسيد الكربون هي +4؛ التكافؤ C يساوي أيضًا IV. لكن في الميثانول (CH 3 OH)، يبقى تكافؤ الكربون كما هو، وحالة أكسدة C تساوي -1.

اختبار قصير حول موضوع "حالة الأكسدة"

خذ بضع دقائق للتحقق من فهمك لهذا الموضوع. تحتاج إلى الإجابة على خمسة أسئلة بسيطة. حظ سعيد!

مركبات الأكسجين من النيتروجين. في مركبات الأكسجين، يظهر النيتروجين حالة أكسدة من +1 إلى +5.

في مركبات الأكسجينيُظهر النيتروجين حالة أكسدة تتراوح من +1 إلى +5.

أكسيد النيتروز؛ لا ؛ N2O3؛ NO2؛ N2O4؛ N2O5

أكاسيد N 2 O و NO لا تشكل الملح، والباقي يشكل الملح.

أكسيد النيتريك (I) وأكسيد النيتريك (II) غازات عديمة اللون، وأكسيد النيتريك (III) سائل أزرق، (IV) غاز بني، (V) بلورات شفافة عديمة اللون.

باستثناء N 2 O، فهي كلها سامة للغاية. يمتلك أكسيد النيتروز N 2 O تأثيرًا فسيولوجيًا فريدًا للغاية، ويُطلق عليه غالبًا اسم غاز الضحك. هكذا وصف الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي، الذي استخدم هذا الغاز لتنظيم جلسات خاصة، آثار أكسيد النيتروز: "قفز بعض السادة على الطاولات والكراسي، وآخرون انطلقت ألسنتهم، وأظهر آخرون ميلا شديدا إلى الشجار". يؤدي استنشاق N 2 O إلى فقدان الألم ولذلك يستخدم في الطب كمخدر.

MBC يفترض في الجزيء N2Oوجود أيونات N+ و N-

س التهجين

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

بسبب التهجين sp، يعطي أيون N + روابط 2σ: واحدة مع N - والأخرى مع ذرة الأكسجين. يتم توجيه هذه الروابط بزاوية 180 درجة لبعضها البعض ويكون جزيء N 2 O خطيًا. يتم تحديد بنية الجزيء من خلال اتجاه الروابط σ. يشكل الإلكترونان المتبقيان من N + رابطة π أخرى: أحدهما مع N – أيون والآخر مع ذرة الأكسجين. ومن ثم فإن N 2 O له البنية

: ن – = ن + = س :

إن ميل NO 2 إلى التضاؤل ​​هو نتيجة للعدد الفردي للإلكترونات في الجزيء (المجال المغنطيسي).

ترتبط أكاسيد النيتروجين بالخطيرة المشاكل الأيكولوجية. تؤدي زيادة تركيزها في الغلاف الجوي إلى تكوين حمض النيتريك وبالتالي المطر الحمضي.

يتفاعل N 2 O 3 مع الماء ويشكل حمض النيتروز غير المستقر HNO 2، والذي يوجد فقط في المحاليل المخففة، كما أنه يتحلل بسهولة

2HNO2 = N2O3 + H2O.

يمكن أن يكون HNO 2 عامل اختزال أقوى من HNO 3، كما يتضح من إمكانات القطب الكهربائي القياسية.

HNO 3 + 2 H + + 2e = HNO 2 + H 2 O E 0 = + 0.93 فولت

HNO 2 + H + + 1e = NO + H 2 O E 0 = + 1.10 فولت

HNO 2 + 1e = NO + H + E 0 = + 1.085 فولت

أملاح النتريت مستقرة. HNO 2 هو حمض متوسط ​​القوة (K ≈ 5 10 –4). جنبا إلى جنب مع تفكك الحمض، يحدث التفكك إلى حد ما مع تكوين NO + وOH –.

درجة أكسدة النيتروجين في النتريت متوسطة (+3)، لذلك في التفاعلات يمكن أن يتصرف كعامل مؤكسد وكعامل اختزال، أي. لديه ازدواجية الأكسدة والاختزال.

تقوم عوامل مؤكسدة قوية بتحويل NO 2 – إلى NO 3 –.

5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

تعمل عوامل الاختزال القوية عادةً على تقليل HNO 2 إلى NO.

2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 +2NO + I 2 + K 2 SO 4 +2H 2 O

يمكن أيضًا أن تحدث عملية عدم التناسب، وهي زيادة ونقصان متزامنين في حالة الأكسدة لذرات نفس العنصر.

3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O

النتريت سامة: فهي تحول الهيموجلوبين إلى ميتهيموجلوبين، وهو غير قادر على حمل الأكسجين، كما أنها تسبب تكوين مادة النتروزامين R2N–NO، وهي مواد مسرطنة، في المنتجات الغذائية.

وأهم مركب النيتروجين هو HNO3

حمض النيتريك هو المنتج الأكثر أهمية للقاعدة الصناعة الكيميائية. يتم استخدامه لتحضير المتفجرات والمواد الطبية والأصباغ والبلاستيك والألياف الصناعية وغيرها من المواد.

HNO 3 هو سائل عديم اللون ذو رائحة خانقة نفاذة، يدخن في الهواء. يتشكل بكميات صغيرة أثناء تصريفات البرق ويوجد في مياه الأمطار.

ن 2 + يا 2 → 2NO

2NO + يا 2 → 2NO 2

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3

عادةً ما يكون HNO 3 عالي التركيز بني اللون بسبب عملية التحلل التي تحدث في الضوء أو عند تسخينه.

4HNO 3 = 4NO 2 + 2H 2 O + O 2

HNO 3 مادة خطيرة جدًا.

الأكثر أهمية خاصية كيميائية HNO 3 هو أنه عامل مؤكسد قوي وبالتالي يتفاعل مع جميع المعادن تقريبًا باستثناء Au وPt وRh وIr وTi وTa؛ فهو "يعمل على تخميل" المعادن Al وFe وCo وNi وCr. يمكن اختزال الحمض، اعتمادًا على تركيز المعدن ونشاطه، إلى مركبات:

+4 +3 +2 +1 0 -3 -3

NO 2 → HNO 2 → NO → N 2 O → N 2 → NH 3 (NH 4 NO 3)

ويتكون أيضًا ملح حمض النيتريك.

كقاعدة عامة، عندما يتفاعل حمض النيتريك مع المعادن، لا يتطور الهيدروجين. يمكن أن يؤدي عمل HNO 3 على المعادن النشطة إلى إنتاج الهيدروجين. ومع ذلك، فإن الهيدروجين الذري في وقت الإطلاق له خصائص اختزال قوية، وحمض النيتريك هو عامل مؤكسد قوي. ولذلك يتأكسد الهيدروجين إلى الماء.

خواص HNO3 المركزة والمخففة

1) تأثير HNO 3 المركز على المعادن منخفضة النشاط (Cu، Hg، Ag)

النحاس + 4 HNO 3 = النحاس (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

2) تأثير HNO3 المخفف على المعادن منخفضة النشاط

3Cu + 8 HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H2O

3) تأثير الحمض المركز على المعادن النشطة

4Ca + 10HNO3 = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O

4) تأثير HNO3 المخفف على المعادن النشطة

4Ca + 10 HNO 3 = 4Ca(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

أحد أقوى الأحماض، وجميع تفاعلات الأحماض مميزة: فهو يتفاعل مع الأكاسيد الأساسية والقواعد والأكاسيد المذبذبة والهيدروكسيدات المذبذبة. يتم نطق خاصية محددة بالخصائص المؤكسدة. اعتمادا على الظروف (التركيز، طبيعة عامل الاختزال، درجة الحرارة)، يمكن أن يقبل HNO 3 من 1 إلى 8 إلكترونات.

سلسلة من المركبات N ذات حالات الأكسدة المختلفة:

NH3؛ N2H4؛ NH 2 أوه؛ أكسيد النيتروز؛ لا ؛ N2O3؛ NO2؛ N2O5

NO 3 - + 2H + + 1e = NO 2 + H 2 O

NO 3 - + 4H + + 3e = NO + 2H 2 O

2NO 3 - +10H + + 8e = N2O + 5H2O

2NO 3 - +12H + + 10e = N 2 + 6H 2 O

NO 3 - + 10H + + 8e = NH 4 - + 3H 2 O

يعتمد تكوين المنتجات على التركيز؛ فكلما زاد التركيز، قل عمقه. يتفاعل مع جميع المعادن باستثناء Au، Pt، W. لا يتفاعل HNO 3 المركز في الظروف العادية مع Fe، Cr، Al، الذي يخمد معه، ولكن عند التسخين القوي جدًا يتفاعل مع هذه المعادن.

يتم اختزال معظم المواد غير المعدنية والمواد المعقدة بواسطة HNO3 إلى NO (أقل شيوعًا NO2).

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO

S + HNO3 = H2SO4 + 2NO

3C + 4HNO3 = 3CO2 + 4NO + 2H2O

ZnS + 8HNO 3 k = ZnSO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O

6HCl + 2HNO 3 ك =3Cl 2 + 2NO + 4H 2 O

عادةً ما يكون تسجيل تفاعل الأكسدة والاختزال الذي يشتمل على HNO 3 مشروطًا، لأنه يتم تكوين خليط من المركبات المحتوية على النيتروجين، ويشار إلى منتج الاختزال الذي يتكون بكميات أكبر.

تذوب معادن الذهب والبلاتين في "أكوا ريجيا" - خليط من 3 أحجام من حمض الهيدروكلوريك المركز وحجم واحد من حمض النيتريك المركز، الذي يتمتع بخاصية أكسدة قوية، يذيب "ملك المعادن" - الذهب.

Au + HNO3 +4HCl = H + NO + 2H2O

HNO 3 هو حمض أحادي القاعدة قوي يشكل أملاح متوسطة فقط - نترات، والتي يتم الحصول عليها من خلال تأثيره على المعادن أو الأكاسيد أو الهيدروكسيدات أو الكربونات. جميع النترات شديدة الذوبان في الماء. محاليلها لها خصائص مؤكسدة ضئيلة.

عند تسخينها، تتحلل النترات. تتحول نترات الفلزات القلوية إلى نتريت ويتم إطلاق الأكسجين.

2كنو 3 = 2كنو 2 + يا 2

ويعتمد تكوين المنتجات الأخرى على موضع المعدن في سياسة تقييم التقييم (RSEP).

إلى اليسار Mg = MeNO 2 + O 2إلى المغنيسيوم

MeNO 3 = Mg – Cu = MeO + NO 2 + O 2على يمين المغنيسيوم.

إلى اليمين Cu = Me + NO 2 + O 2معادن أقل نشاطا