Оксиды азота и их свойства

Существует пять оксидов азота (если считать, что N₂O₄ является димером NO₂).

I. Гемиоксид азота N₂O. Гемиоксид азота N₂O (оксид диазота, “веселящий газ”) имеет слабый запах и сладковатый вкус. Молекула оксида диазота линейна и имеет следующую структуру:

· выше 500 °С с заметной скоростью разлагается на N₂ и О₂;

· с Н₂, NH₃ и CO образует взрывоопасные смеси;

· растворим в воде (1объем воды при 0°С растворяет 1,3 объема N₂O);

· с водой не реагирует.

В производственных условиях N₂O обнаружен в отходящих газах после конденсации азотной кислоты при получении последней из натриевой селитры.

II. Моноксид азота NO. Моноксид азота NO парамагнитен и склонен к димеризации. Бесцветный трудно сжижаемый газ. Молекула монооксида линейна:

· мало растворим в воде (0,00988 г на 100 г воды);

· растворим в спирте, в серной кислоте, СS₂;

· начинает разлагаться при >1000°С по реакции:

2NO→N₂+O₂;

обратная реакция

N₂+O₂→2NO

возможна при дуговом способе и нагреве >2000 °С;

· быстро окисляется по реакции:

2NO+O₂ 2NO₂+124 кДж,

С увеличением температуры скорость реакции замедляется.

Моноксид азота получают контактным окислением аммиака, как промежуточный продукт в производстве азотной кислоты.

III. Сесквиоксид азота N₂O₃ (диазота триоксид). Молекула плоская, структурная формула приведена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная формула молекулы сесквиоксида азота

· при обычной температуре неустойчивое соединение, диссоциирует на NO₂ и NO:

N₂O₃=NO₂+NO;

· при минус 101 °С затвердевает в голубые кристаллы;

· в реакции с водой дает азотистую кислоту (HNO₂):

N₂O₃+Н₂О→2HNO₂.

IV. Диоксид азота NO₂. Диоксид азота NO₂ при обычных условиях красно-бурый газ с удушливым запахом, молекула имеет следующий вид (рис. 3):

Рис. 3. Структурная формула молекулы диоксида азота

· взаимодействует с водой с образованием эквимолярной смеси азотной и азотистой кислот:

2NO₂+Н₂О=HNO₃+HNO₂;

· хорошо растворим в концентрированной азотной кислоте, но плохо в разбавленной азотной кислоте;

· имеет характерную особенность – склонность к полимеризации (образование тетраксида диазота) по реакции 2NO₂ N₂O₄+57 кДж.

Равновесие реакции сдвигается вправо при снижении температуры. Молекула N₂O₄ плоская и имеет вид (рис. 4):

Рис. 4. Структурная формула молекулы N₂O₄

V. Оксид азота V (пентоксид диазота). Оксид азота V при обычной температуре твердое вещество. Молекула плоская (рис. 5):

Рис.5. Структурная формула молекулы N₂O₅

· неустойчивое соединение, при нагревании или под действием света разлагается по реакции:

2N₂O₅=4NO₂+O₂;

· сильный окислитель и при нагревании может взрываться;

· с водой бурно реагирует и образует азотную кислоту.

Физические свойства оксидов азота приведены в табл. 7.

Таблица 7

Поиск по сайту: