Beshinchi guruxning p-elementlari. Azot va uning birikmalari

NOva manfiy 3 4



NH oksidlanish darajasidagi azotlar mavjudligi uchun, ularning о‘zaro ta’sirlashuvi natijasida neytral azot molekulasi hosil bо‘ladi:

KNO2 + NH4Cl = N2↑ + KCl + 2H2O

Hosil bо‘lgan erkin azot atmosferaga kо‘tariladi va u yerda tо‘planadi. Amalda azotning laboratoriyada olinishi ham shu reaksiyaga asoslangan (yuqoriga qarang).

Organizmlarning chirishi natijasida oqsil moddalaridan asosan ammiak hosil bо‘ladi. Yuqori organizmlarda azot metabolizm oxirgi mahsuloti karbamid, kam hollarda (qushlarda va sudralib yuruvchilarda) – mochevina kislotasi bо‘ladi.

Azotning fizikaviy va kimyoviy xossalari

Azot – rangsiz, hidsiz va ta’msiz gaz, suyuq kisloroddan farqli azot suyuqlantirilganda ham rangsiz. Kimyoviy jihatdan juda inert.

Qattiq azot dimorfen: a – shaklidagisi qirralari markazlashgan kristallar, β- shakli qirralari fazoviy joylashgan strukturaga ega. Ikkala shakli ham molekulyar panjarali, molekulalararo kuchsiz Van-der Vaals kuchlari ta’sir etadi. Azot suvda va organik erituvchilarda yomon eriydi.

Azot molekulasining maxsus barqarorligi (birorta ikki atomli molekula azotdek barqaror emas) kо‘p hollarda bu elementning kimyosini belgilaydi. Azot molekulasida bog‘lanish tartibi ham, bog‘ning karraliyligi ham uchga teng. Bundan tashqari azot molekulasida bо‘shashtiruvchi molekulyar orbitallarida birorta ham elektron yо‘q.

Bularning hammasi azot molekulasini dissosiyalanish entalpiyasining yuqoriligidan va termik barqarorligidan dalolat beradi. Shuning uchun azot yonmaydi va boshqa moddalarning yonishiga yordam bermaydi. Aksincha, molekulyar kо‘rinishida kо‘pgina azot tutgan moddalarning

eng oxirgi oksidlanish mahsuloti hisoblanadi.

Uy temperaturasida azot faqat litiy bilan birikadi va litiy nitridni hosil qiladi:

6Li + N2

200C

2Li3N

Yuqori temperaturada boshqa aktiv metallar bilan birikadi va nitridlar hosil qiladi:

3Mg + N2

0 t

Mg3N2; 3Ca + N2

0 t

Ca3N2

Elektr razryadlari ta’sirida hosil bо‘lgan atomar azot odatdagi temperaturadayoq oltingugurt, fosfor va simob bilan reaksiyaga kirishadi. Azot galogenlar bilan tо‘g‘ridan–tо‘g‘ri birikmaydi. Juda yuqori temperaturada (2500-30000S) chо‘g‘langan va elektr uchqunida va katalizatorlar ishtirokida azotning aktivligi juda ortadi.

Shunday qilib, yuqori temperaturada va bosimda, katalizatorlar ishtirokida azot vodorod bilan, kislorod bilan, uglerod va boshqa elementlar bilan tо‘g‘ridan – tо‘g‘ri birikadi.

Azot gaz holida pо‘lat ballonlarda 15 mPa (150 atm) bosim ostida saqlanadi va bir joydan ikkinchi joyga tashiladi. U inert muhit hosil qilishda ishlatiladi.

Ammiak, uning sanoatdagi sintezi, fizik va kimyoviy xossalari.

Ammiak NH3 – bu organik moddalarning tabiiy chirishidagi asosiy mahsulotdir. Azotning uchuvchan xarakterli vodorodli birikmalaridan ammiakdir. Ahamiyati bо‘yicha anorganik kimyo industriyasida va organik kimyoda ammiak – azotning eng muhim vodorodli birikmasidir.

Olinishi. 1) Ammoniy tuzlarini ishqorlar bilan qizdirib ammakni siqib chiqarish:

NH4Cl + NaOH = NaCl + H2O + NH3↑
yoki ammiakning suvdagi eritmasini qizdirib va keyingi gazni natron ohagi (NaOH + CaO qattiq aralashmasi) bilan quritib olish. Ushbu usul laboratoriya sharoitida qо‘llaniladi.

2) Kо‘mirni kokslash. Kokslash mahsulotidan ammiakni ajratish Koks gazi suvga yuttiriladi, ammiak suvda eriydi va ammiakli suv hosil bо‘ladi.

Bu usul bilan sanoatda ammiak kamroq miqdorda olinadi.

Azot va vodoroddan sintez usuli (Gaber – Bosh reaksiyasi):

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 ΔH0 = -92 kj

Bu asosiy, zamonaviy kо‘p tonnali ammiak ishlab chiqarish usulidir.

Nemis olimi F. Gaber 1905 - 1916 y. oddiy moddalardan ammiak sintez qilishni nazariy asosladi. 1913 – yil K. Bosh ishtirokida jarayonni tajriba qurilmasida amalga oshirdi va 1916 –yil amalda ammiak sintezini sanoat sharoitida bajardi.

Gaz holidagi azot va vodoroddan ammiak sintezi katalitik, qaytar, ekzotermik jarayon, reaksiya hajm kamayish tomonga boradi. Leshatelye prinsipiga muvofiq, ammiak chiqish muvozanatining ortishi bosimning kо‘payishi va temperaturani pasaytirish hisobiga erishila-

di. Biroq temperatura qancha past bо‘lsa reaksiya tezligi shuncha kichik bо‘ladi. Jarayonni tezlashtirish uchun t>4500S va katalizator ishtirokida olib boriladi. Yaxshi ta’sir qiladigan katalizator: Fe –qirindisi va K2O hamda Al2O3 aralashmasi bо‘lib chiqdi. Jarayon 400-

6000 S da olib boriladi. Bosim 100-1000 atm. gacha tanlab olinadi.

Agar bosim R = 300 atm. gacha bо‘lsa quyi bosim deyiladi. R = 600 atm. bо‘lsa о‘rta bosim, R = 1000 atm___________. bо‘lsa yuqori bosim deyiladi.

Yuqori bosimda muvozanat tez qaror topadi va ammiak unumi yuqori bо‘ladi. Ammo texnologik jarayonni 1000 atm bosimda olib borish, asboblarning portlash xavfini tug‘diradi. Shuning uchun odatda ammiak sintezi о‘rtacha (R= ~600atm) bosimda olib boriladi. Hozirgi paytda

jahon bо‘yicha har yili bir necha о‘n million tonnalab ammiak ishlab chiqariladi. Sotiladigan ammiakning zichligi ( r 0.91 g/sm3), unda 25 % gacha NH3 erigan bо‘ladi. Ammiak rangsiz о‘ziga xos о‘tkir hidli gaz shilliq qavatlarni yallig‘lantiradi, ayniqsa kо‘zni va о‘pkani kuchli

zaharlaydi.

Ammiak suyuq holatida pо‘lat ballonlarda (7,1.105 – 8,1.105 Pa) bosim ostida saqlanadi va tashiladi. tc= -77,80C, tq= -33,40S. Ammiak havodan ancha yengil 200S da 0,85Mpa (8,5atm) bosimda suyuqlanadi.

Ammik molekulasi NH3 uchburchakli piramida shaklda, azot atomi sp3-gibridlangan holatda uchta vodorod atomi bilan 3 ta s bog‘ hosil qiladi va salgina buzilgan tetraedrni 3 ta uchida 3-vodorod turadi va tetraedrning tо‘rtinchi uchida azotning bо‘linmas elektron jufti bilan

band bо‘ladi.

1070

1,01A0

N

H

H

H

Bu hol ammiak molekulasining tо‘yinmaganligini, reaksion qobilyatini hamda uning elektr dipol momentini yuqoriligini ( m =0,5.10-29Kl/mol) ta’minlaydi.