← Азот

Оксиды азота

Пять оксидов на один элемент — и у каждого своя степень окисления и свой характер.

3. Оксиды азота: 5 оттенков валентности

Уникальность азота в том, что он образует оксиды во всех положительных степенях окисления от +1 до +5.

Получение оксидов азота

ОксидУравнения реакций
N₂O (Оксид азота I)
Закись азота, "Веселящий газ"
Термическое разложение нитрата аммония (осторожно):
NH₄NO₃ t°→ N₂O↑ + 2H₂O
Реакция 15
NO (Оксид азота II)
Несолеобразующий
В природе (гроза), Окисление аммиака (пром.), Реакция Cu с HNO₃(р) (лаб.):
N₂ + O₂ ⇄ 2NO - Q
4NH₃ + 5O₂ Pt, t°→ 4NO + 6H₂O
3Cu + 8HNO₃(разб) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
Реакция 16
N₂O₃ (Оксид азота III)
Азотистый ангидрид
Охлаждение смеси оксидов (образуется синяя жидкость):
NO₂ + NO ⇄ N₂O₃
Реакция 17
NO₂ (Оксид азота IV)
Бурый газ, "Лисий хвост"
Окисление NO кислородом, разложение нитратов, реакция Cu с HNO₃(к):
2NO + O₂ → 2NO₂
2AgNO₃ t°→ 2Ag + 2NO₂↑ + O₂↑
Cu + 4HNO₃(конц) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
Реакция 18
N₂O₅ (Оксид азота V)
Азотный ангидрид
Обезвоживание азотной кислоты мощным водоотнимающим средством (P₂O₅):
2HNO₃ + P₂O₅ → 2HPO₃ + N₂O₅
Реакция 19

Химические свойства: Несолеобразующие оксиды (N₂O, NO)

ОксидУравнения реакций
N₂O (Оксид азота I)
Скрытый окислитель при t°
Расширяется с выделением кислорода (поддерживает горение, отлично окисляет):
N₂O + H₂ t°→ N₂ + H₂O
N₂O + Mg t°→ N₂ + MgO
5N₂O + 2P t°→ 5N₂ + P₂O₅
Реакция 20
NO (Оксид азота II)
Легко окисляется
Мгновенно окисляется кислородом на воздухе (буреет):
2NO + O₂ → 2NO₂
С сильными восстановителями при нагревании выступает окислителем (как и N₂O):
2NO + 2H₂ t°→ N₂ + 2H₂O

Химические свойства: Солеобразующие оксиды (N₂O₃, NO₂, N₂O₅)

ОксидУравнения реакций
N₂O₃ (Оксид азота III)
Ангидрид HNO₂
Типичный кислотный оксид (даёт нитриты с щелочами):
N₂O₃ + 2NaOH → 2NaNO₂ + H₂O
N₂O₃ + H₂O ⇄ 2HNO₂
NO₂ (Оксид азота IV)
Смешанный ангидрид + Окислитель
Диспропорционирует в воде и щелочах, давая смесь кислот/солей азота (+3 и +5):
2NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂
2NO₂ + 2NaOH → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
В присутствии кислорода (или озона) окисляется строго до нитратов (+5):
4NO₂ + 2H₂O + O₂ → 4HNO₃
4NO₂ + 4NaOH + O₂ → 4NaNO₃ + 2H₂O
Мощный окислитель:
2NO₂ + 2C t°→ N₂ + 2CO₂
N₂O₅ (Оксид азота V)
Ангидрид HNO₃
Типичный кислотный оксид (образует нитраты):
N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃
N₂O₅ + 2NaOH → 2NaNO₃ + H₂O
Сильный окислитель (легко отдает кислород):
2N₂O₅ t°→ 4NO₂ + O₂

Вопрос 1: Оксиды азота (Уравнения)

Проверка

Допишите уравнения химических реакций:

  1. $NO + O_2 \rightarrow \dots$ (при н.у.)
  2. $NO_2 + H_2O \rightarrow \dots + \dots$ (диспропорционирование)
  3. $NO_2 + H_2O + O_2 \rightarrow \dots$ (в присутствии кислорода)
  4. $NO_2 + NaOH \rightarrow \dots + \dots + \dots$

Ответ:

  1. $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$ (бесцветный газ мгновенно буреет)
  2. $3NO_2 + H_2O \rightarrow 2HNO_3 + NO\uparrow$ (так как $NO_2$ — ангидрид сразу двух кислот)
  3. $4NO_2 + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4HNO_3$ (получение азотной кислоты)
  4. $2NO_2 + 2NaOH \rightarrow NaNO_3 + NaNO_2 + H_2O$ (образование нитрата и нитрита)