Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ, Лидин Ростислав Александрович

Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

на обложку

Лидин Ростислав Александрович

Шрифт:

Гидрат аммиакаNH 3Н 2O.Межмолекулярное соединение. Белый, в кристаллической решетке – молекулы NH 3и Н 2O, связанные слабой водородной связью H 3N… НОН. Присутствует в водном растворе аммиака, слабое основание (продукты диссоциации – катион NH 4 – и анион ОН – ). Катион аммония имеет правильно-тетраэдрическое строение (sp 3– гибридизация). Термически неустойчив, полностью разлагается при кипячении раствора. Нейтрализуется сильными кислотами. Проявляет восстановительные свойства (за счет N III)

в концентрированном растворе. Вступает в реакции ионного обмена и комплексообразования.

Качественная реакция– образование белого «дыма» при контакте с газообразным НCl.

Применяется для создания слабощелочной среды в растворе, при осаждении амфотерных гидроксидов.

В 1М растворе аммиака содержится в основном гидрат NH 3Н 2O и лишь 0,4 % ионов NH 4 +и ОН – (за счет диссоциации гидрата); таким образом, ионный «гидроксид аммония NH 4OH» практически не содержится в растворе, нет такого соединения и в твердом гидрате. Уравнения важнейших реакций:

NH 3Н 2O (конц.) = NH 3^ + Н 2O (кипячение с NaOH)

NH 3Н 2O + НCl (разб.) = NH 4Cl + Н 2O

3(NH 3Н 2O) (конц.) + CrCl 3= Cr(OH) 3V + 3NH 4Cl

8(NH 3Н 2O) (конц.) + ЗBr 2(р)= N 2^ + 6NH 4Br + 8Н 2O (40–50 °C)

2(NH 3Н 2O) (конц.) + 2КMnO 4= N 2^ + 2MnO 2V + 4Н 2O + 2КОН

4(NH 3Н 2O) (конц.) + Ag 2O =2[Ag(NH 3) 2]OH + 3H 2O

4(NH 3Н 2O) (конц.) + Cu(OH) 2+ [Cu(NH 3) 4](OH) 2+ 4Н 2O

6(NH 3Н 2O) (конц.) + NiCl 2= [Ni(NH 3) 6]Cl 2+ 6Н 2O

Разбавленный раствор аммиака (3—10 %-ный) часто называют нашатырным спиртом(название придумано алхимиками), а концентрированный раствор (18,5—25 %-ный) – аммиачной водой(выпускается промышленностью).

7.4.2. Оксиды азота. Азотная кислота

Монооксид азотаNO.Несолеобразующий оксид. Бесцветный газ. Радикал, содержит ковалентную -связь ( N=O), в твердом состоянии димер N 2O 2со связью N – N. Чрезвычайно термически устойчив. Чувствителен к кислороду воздуха (буреет). Мало растворим в воде и не реагирует с ней. Химически пассивен по отношению к кислотам и щелочам. При нагревании реагирует с металлами и неметаллами. Весьма реакционноспособна смесь NO и NO 2(«нитрозные газы»). Промежуточный продукт в синтезе азотной кислоты.

Уравнения важнейших реакций:

2NO + O 2(изб.) = 2NO 2(20 °C)

2NO + С (графит) = N 2+ СO 2(400–500 °C)

lONO + 4Р (красн.) = 5N 2+ 2Р 2O 5(150–200

°C)

2NO + 4Cu = N 2+ 2Cu 2O (500–600 °C)

Реакции смеси NO и NO 2:

NO + NO 2+ Н 2O = 2HNO 2(p)

NO + NO 2+ 2KOH (разб.) = 2KNO 2+ H 2O

NO + NO 2+ Na 2CO 3= 2NaNO 2+ CO 2(450–500 °C)

Получение: в промышленности– окисление аммиака (см.) кислородом на катализаторе, в лаборатории– взаимодействие разбавленной азотной кислоты с восстановителями:

8HNO 3(хол.) + 6Hg = 3Hg 2(NO 3) 2+ 2 NO^ + 4Н 2O

или восстановление нитритов:

2NaNO 2+ 2H 2SO 4(разб.) + 2NaI = 2 NO^ + I 2V + 2H 2O + 2Na 2SO 4

Диоксид азотаNO 2.Кислотный оксид, условно отвечает двум кислотам – HNO 2и HNO 3(кислота для N IVне существует). Бурый газ, при комнатной температуре мономер NO 2, на холоду жидкий бесцветный димер N 2O 4(тетраоксид диазота). Молекула NO 2– радикал со строением незавершенного треугольника [-N(O) 2] (sр 2– гибридизация) с ковалентными , -связями N=O. Молекула N 2O 4содержит очень длинную связь N – N (175 пм), которая легко разрывается при температуре выше комнатной (в интервале 20,7—135,0 °C). Полностью реагирует с водой, щелочами. Очень сильный окислитель, вызывает коррозию металлов. Усиливает химическую активность NO (см.). Применяется для синтеза азотной кислоты и безводных нитратов, как окислитель ракетного топлива, очиститель нефти от серы и катализатор окисления органических соединений. Ядовит. Уравнения важнейших реакций:

Получение: в промышленности– окисление NO (см.) кислородом воздуха, в лаборатории– взаимодействие концентрированной азотной кислоты с восстановителями:

6HNO 3(конц., гор.) + S = H 2SO 4+ 6NO 2^ + 2Н 2O

5HNO 3(конц., гор.) + Р (красн.) = Н 3РO 4+ 5NO 2^ + Н 2O

2HNO 3(конц., гор.) + SO 2= H 2SO 4+ 2NO 2^

Оксид диазотаN 2O.Бесцветный газ с приятным запахом («веселящий газ»), N=N=O, формальная степень окисления азота +I, плохо растворим в воде. Поддерживает горение графита и магния:

2N 2O + С = СO 2+ 2N 2 (450 °C)

N 2O + Mg = N 2+ MgO (500 °C)

Получают термическим разложением нитрата аммония: