Chirchiq davlat pedagogika instituti fizika kimyo fakulteti

Azotning tabiatda uchrashi
Azot-o’zining yerda tarqalishi jihatidan boshqa elementlar orasida oldingi o’rinlardan birini egallaydi. Azot tabiatda erkin va birikmalar holida uchraydi. Erkin holatlardagi azot havoda bo’ladi. Havoda hajm jihatdan 78,09% , massa jihatdan 75,53% azot bor. Yer qobig’ida azotning massa miqdori 0,01% ga teng. Azot birikma holida hamma o’simlik va hayvonlar organizmida bo’ladi.Azotning tabiiy holda uchraydigan anorganik birikmalaridan chili selitrasi, boshqacha aytganda NaNO3 ma’lum. Tabiatda azotning 2 ta izotopi uchraydi 14N va 15N, bulardan atiga 0,365% 15N izotopi, qolgani esa 14N izotopi hisoblanadi.
Azotning davriy sistemadagi o’rni. Azot D.I.Mendeleyev davriy sistemasining II davr V guruh asosiy guruh elementi hisoblanadi. Sanoatdaazot havodan olinadi.azot rangsiz, hidsiz va mazasiz gazdir, suvda oz eriydi. Azot odatdagi temperaturada inert gaz. Qizdirilganda u metallarga nisbatan aktivlashadi. Ba’zi metallar bilan birikib nitridlar hosil qiladi. 3Ca + N2 = Ca3N2 Azot yuqori darajada vodorod, kislorod bilan birikadi. Azot ammiak ishlab chiqarish uchun elektr sanoatida elektr lampalarini to’ldirish, benzin omborlarida benzinni boshqa idishga haydash, laboratoriyalarda inert muhit, ya’ni oson oksidlanuvchi moddalarni havo kislorodi ta’siridan himoya qiluvchi muhit yaratish uchun ishlatiladi. Olinishi Labaratoriyada azot ammoniy nitratni qizdirib olinadi, reaksiya ikki bosqichda boradi. NH4Cl(kons) + NaNO2(kons) NH4NO2 + NaCl NH4 NO2 N2 + 2H2O Shuningdek, Br2 ta’sirida ammiakni oksidlab olinadi. 2NH3 + 3Br2 → 6HBr + N2 Juda toza azot olish uchun natriy azitni termik parchalash usulidan foydalaniladi. 2NaN3 2Na + 3N2 Sanoatda azot suyultirilgan havoni rektifikatsiyalash yo’li bilan olinadi.


Ishlatilishi
Gaz хоlatidagi azоt tеz оksidlanadigan mоddalar rеaksiyasida va tеz ayniydigan maхsulоtlarni saklashda inеrt muхit sifatida ishlatiladi. Azоt (I) оksidi N2O ning оz mikdоri bilan nafas оlganda insоn оrganizmi оgrikni sеzmaydigan bulib kоladi. Shuning uchun uning kislоrоdli aralashmasi mеditsinada narkоz sifatida ishlatiladi. Azоt (IV) - оksidi kuchli оksidlоvchi. Sulfat kislоta оlishda SO2- ni SO3 ga utkazishda NO2 gazidan оksidlоvchi sifatida fоydalaniladi. Ammiakning suvdagi eritmasi, karbamid CO(NH2)2, natriy nitrat, kaliy nitrat, kaltsiy nitrat, ammоniy nitrat, ammоniy sulfat azоtli ugitlar sifatida ishlatiladi. Azоt tехnikada pоrtlоvchi mоddalar tayyorlashda elеktr lampalarini tuldirishda azоbirikmalari va mеditsinada dоrilar tayyorlashda ishlatiladi. Nitrat kislоta va azоtning bоshka birikmalari хimiya sanоatida kеng kulamda ishlatiladi. Amiakdan eng ko’p azotli o’g’itlar va HNO3 ishlab chiqarishda foydalaniladi. Azotning xossalari Odatdagi sharoitda azot rangsiz va xidsiz gaz. Azot suyuq va qattiq xolatlarda xam rangsiz. Azotning kritik xaroratsi juda past (-147,1oC) shuning uchun xam uni suyuq xolatga aylantirish ancha qiyin. Azot kimyoviy reaksiyalarga kirishmaslik jixatidan inert gazlaridan keyin birinchi o’rinda turadi. Lekin ba'zi metallar (masalan, litiy) bilan salgina qizdirgandayoq birikib ketadi. Azot litiy bilan birikkanda litiy nitrid Li3N xosil bo'ladi. Azot magniy bilan xam magniy nitrid Mg3N2 xosil qiladi.
Ishqoriy va ishqoriy – yer metallarning nitridlari suvda gidrolizga uchraydi: Mg3N2 + 6H2O -->3Mg(OH)2 +2NH3
Azot kalsiy, alyuminiy va kremniylar bilan faqat yuqori xaroratda reaksiyaga kirishadi. Og’ir metallar (titan, sirkoniy, xrom, niobiy, tantal, toriy va uran) xam azot bilan nitridlar xosil qiladi; lekin bu metallarning nitridlari, ayniqsa toriy nitridi, suvda gidrolizlanmaydi. Ammiak NH3, gidrazin N2H4va azid kislota NH3 azotning vodorodli birikmalaridir. Gidroksilamin (NH2OH) xam azotning vodorodli birikmasi qatoriga kiradi. Ammiak tabiatda oksil moddalarning chirishidan xosil bo'ladi, bundan tashqari, u ammoniy tuzlari ( masalan, ammoniy xlorid) kuchli asoslar ta'siridan parchalanganda ammiak xosil bo'ladi:
2NH4Cl + Ca(OH)2 --> CaCl2+2NH3+2H2O
Ammiakli suv – novshadil spirtni kizdirish yuli bilan xam laboratoriyada ammiak olinadi. Ba'zan nitridlar gidroliz qilinganda xam ammiak xosil bo'ladi. Sanoatda ammiak olish asosiy xom ashyo erkin xolatdagi vodorod bilan azotdir. Bu ikki moddadan ammiak sintez qilinadi: N2+3H2 « 2NH3 Ammiak o'ziga xos o’tkir xidli, rangsiz gaz. U suvda juda yaxshi (20o C da 1 l H2O da 700 l NH3) eriydi. Ammiak 20o C da va 8,5 atm bosimda suyuq xolatga o'tadi. Suyuq ammiak ba'zi anorganik moddalarni yaxshi eritadi, shuning uchun turli sintez reaksiyalarida erituvchi sifatida ishlatiladi.
Ammiak odatdagi sharoitda barkaror modda. Ammiak quyidagi bir qator reaksiyalarga kirisha oladi: 1. Ammiak molekulalari metallarning tuzlari bilan birikib, ammiakatlar xosil qiladi. 2. Ammiakning suvdagi eritmasi asosli xossaga ega; uni ammoniy gidroksid deb ataladi. Ammoniy ionining xosil bo'lishini donor – akseptor bog'lanish natijasi deb qaraladi: ammiak molekulasidagi bir juft erkin elektronlarga proton kelib birikadi:
H3N: + H+ --> [NH4]+
3. Ammiak kislotalar bilan birikib ammoniy tuzlarini xosil qiladi, masalan: NH3 + HCl --> NH4Cl
4. Ammiak bilan kislorod (yoki oldindan qizdirilgan xavo) aralashmasi yonganida erkin azot va suv bugi xosil bo'ladi:
4NH3 + 3O2 --> 2N2 + 6H2O
Ammiakning bu tarika yonishi xech qanday amaliy axamiyatga ega emas, aksincha uni katalizator (platina) ishtirokida 800oC da xavo kislorodi NO ga qadar oksidlanishi katta texnikaviy axamiyatga ega:
4NH3 +5O2 --> 6H2O +4NO
chunki xosil bo'lgan NO xavo kislorodi bilan birikib, NO2 ga aylanadi: NO2 dan esa nitrat kislota olinadi. Ammiakning katalitik oksidlanishi xozirgi vaqtda nitrat kislota olishning asosiy usuli xisoblanadi.
5. Ammiak oqimi 300oC ga qadar qizdirilgan nitratga (xavosiz joyda) yuborilsa, nitriy amid NH2Na xosil bo'ladi: Xuddi shu yo’l bilan boshqa ishqoriy va ishqoriy – yer metallarning amidlari olinadi. 6. Ammiakning suvdagi eritmasi orqali xlor o’tkazilsa, ammiak oksidlanib azotga aylanadi:
8NH3+Cl2 --> N2+NH4Cl
7. Ammiak molekulasidagi bir vodorod atomining xlorga almashinish maxsuloti xloramin NH2Cl ammiakning natriy gipoxlorit ta'sirida oksidlanishdan olinadi:
NH3 +NaOCl --> NaOH +NH2Cl
Xloramin minus 66oC da suyuqlanadigan yomon xidli gaz. Xloramindan tashqari ftoramin NH2F va xloramin NHCl2 va ftoramin NHF2 lar xam ma'kul. Ammiak asoslar qatoriga kiradi. U kuchli va kuchsiz kislotalar bilan (xatto karbonat kislota bilan xam) tuzlar xosil qiladi.
Ammoniy tuzlarining o'ziga xos xossalari quyidagidan iborat: 1. Ammoniy tuzlari suvdagi eritmalarda gidrolizga uchraydi. 2. Ammoniy tuzlari ishqorlar ta'siridan parchalanadi, masalan:
NH4Cl +NaOH --> NH3+NaCl+H2O
3. Ammoniy tuzlari issiq ta'siridan parchalanadi, masalan:
NH4Cl --> NH3 + HSl NH4NO3 --> N3+O2+2H2O.
XIX asrdan XX asrning boshlariga qadar nitrat kislota Chili selitrasiga sulfat kislota ta'sir ettirish yuli bilan olinar edi: 
NaNO3 + H2SO4 --> NaHSO4+HNO3.
Xozirgi vaqtda bu usuldan nixoyatda kam foydalaniladi. 1905 yildan boshlab Norvegiyada sanoatda nitrat kislota olishning elektr yoy usuli joriy etildi. Bu usulning moxiyati shundan iboratki, avval xavo orqali elektr yoyi utkaziladi, bunda azot bilan kislorod o'zaro reaksiyaga kirishib NO ni xosil qiladi. NO xavoda tez soviganda xavo kislorodi va suv bilan birikib nitrat kislotaga aylanadi:
N2+O2 --> 2NO; 2NO + O2 --> 2NO2 3NO2 + H2O -->2 HNO3 + NO.
Ortib qolgan NO yana xavo kislorodi bilan birikib NO2 ga aylanadi, yana suv bilan birikib HNO3 xosil qiladi.
Yoy usulida elektr energiyasi ko’p sarf bo'ladi. masalan, 1 kg kislota tayyorlash uchun 70 kvt energiya ketadi. Shuning uchun bu usul kam qo’llaniladi. Xozirgi vaqtda sanoatda nitrat kislota asosan ammiakni katalizator ishtirokida oksidlash yo’li bilan olinadi. Ammiak bilan xavo aralashmasi 600-800oC da platinadan yasalgan tur (katalizator) orqali o’tkazilganda NO xosil bo'ladi va bu gaz xavo kislorodi bilan darxol birikib NO2 ga aylanadi. Azot (IV) - oksid esa suv va xavo kislorodi bilan o'zaro ta'sirlanib HNO3 ni xosil qiladi:
4NH3 + 5O2 --> 6H2O + 4 NO 2NO + O2 --> 2NO 3NO2 + H2O --> 2HNO3+NO
Toza nitrat kislota rangsiz suyuqlik; solishtirma og'irligi 1,526 g/sm3 (15oC da); uning kotish xaroratsi 41,3oC; u 86oC da qaynaydi; suv bilan xar kanday nisbatda aralashadi; Tarkibida 68% HNO3 bo'lgan nitrat kislota eritmasi (dq1,42/sm3) uz tarkibini uzgartirmay 120,5oC da qaynaydi. Konsentrlangan nitrat kislota ( ayniqsa yoruglik ta'siridan) qisman parchalanadi.
4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2
Xosil bo'lgan azot (IV) - oksid kislotaga sariq tus beradi. O’zida NO2ni eritgan nitrat kislota tutuvchi nitrat kislota nomi bilan yuritiladi. 
Nitrat kislota kuchli kislota xisoblanadi. U juda kuchli oksidlovchi. Nitrat kislota boshqa moddalarni oksidlaganda azotning oksidlanish darajasi +4, +3, +2, +1, 0 va -3 ga qadar o‘zgara oladi; natijada NO2, HNO2, NO, N2O, N2 va NH3 lar xosil bo'lishi mumkin. Bu o’zgarishlarning sxematik ifodasi quyidagicha: (V) (IV) (III) (II) (I) (0) (-III)
HNO3--> NO2 --> HNO2 --> NO --> N2O --> N2 --> NH3
Nitrat kislotaning kanday oksidlanish darajasiga qadar kaytarilishi uning konsentrasiyasiga va kaytaruvchi moddaning aktivligiga bog'liq. Masalan, konsentrlangan nitrat kislotada ko’rgoshin va kalay eriganida NO2 ajralib chiqadi; kumush eriganida esa NO bilan NO2 xosil bo'ladi, suyuqlantirilgan HNO3 kislota mis va temirga ta'sir ettirilganda NO gazi ajralib chiqadi. Konsentrlangan nitrat kislota ruxga ta'sir etganda, kislotaning konsentrasiyasiga qarab, N2O yoki N2 yoki NH3 xosil bo'ladi (bu ammiak ortiqcha HNO3 bilan birikib NH4NO3 xosil qiladi). Konsentrlangan nitrat kislotaga solib qizdirilgan oltingugurt sulfat kislotaga va fosfor - fosfat kislotaga, kumir esa karbonat angidritga aylanadi: S + 2HNO3 --> 3H2SO4 + 2NO 3P + 5HNO3+2H2O --> 3H3PO4 + 5NO 3C + 4HNO3 -->3 CO2 + 2H2O + 4NO
Ba'zi metallar, masalan temir, xrom, alyuminiy va boshqa ba'zi metallar suyultirilgan nitrat kislotada eriydi-yu, ammo konsentrlangan kislotada erimaydi; bu metallar konsentrlangan nitrat kislotaga tushurilganda ularning sirtida mustaxkam oksid parda xosil bo'ladi; bu xodisa passivlashish deyiladi. Umuman, konsentrlangan nitrat kislota kupchilik metallar uchun erituvchi xisoblanadi. 1 xajm konsentrlangan nitrat kislotaning 3 xajm xlorid kislota bilan aralashmasi zar suvi - metallar uchun HNO3 ning o'ziga qaraganda xam kuchli erituvchidir, chunki bu aralashmada xlor va nitrozil xlorid bor:
3HCl + HNO3 =2Cl + NOCl + 2HCl
Bu aralashma nixoyatda kuchli oksidlovchi bo'lgani uchun uzida oltin (radiy) va platinani erita oladi:
Au + 3HCl + HNO3 --> AuCl3 + NO + 2H2O AuCl3+ HCl --> H [AuCl4] 3Pt + 12HCl + 4HNO3 --> 3PtCl4 + 4NO + 8H2O PtCl4 + 2HCl -->H2[PtCl6]
Nitrat kislotaning sanoatda ishlatilishi uning oksidlash va nitrolash xossalariga asoslanadi. Bundan tashqari nitrat kislata nitratlar, mineral o'g'itlar, ayniqsa ammiakli selitra olishda juda ko’p ishlatiladi. Ammiakli selitra NH4NO3 - muxit azotli o'g'it xisoblanadi.
Azotning vodorodli birikmalari. Ammiak. Laboratoriyada ammiak NH4Cl va suyultirilgan ohak Ca(OH)2 ning quruq kukunlari aralashmasini qizdirish yo’li bilan olinishi mumkin.
NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O 2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O
Sanoatda olinishi. Sanoatda amiak havodan ajratib olingan azot va vodorod gazi aralashmasining yuqori 200 – 1000 atom bosim, 500 – 550 o C temperaturada Fe + Al2O3 katalizatori ishtirokidagi reaksiyasi natijasi olinadi.
N2 + 3H2 =2NH3 - ∆H; ∆H = -92,6 kJ/mol N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 22 kkal
yuqori bosim ostida 500-550ºC temperaturada katalizator ishtirokida amalga oshiriladi. Katalizator sifatida ozroq kaliy oksid va Al2O3 qo'shilgan Fe metali ishlatiladi. Muvozanatning yuqori temperaturada shap tomonga siljuvi yuqori bosimdan foydalanish yo’li bilan qisman kompensatsiya qilinadi. Ammiak o’ziga xos hidli rangsiz gazdir
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
Ishlatilishi.Azotli o’g’itlar va HNO3 ishlab chiqarish bilan bog’liqdir. Suyuq ammaik bug’langanda ko’p miqdor 5,6 kkal/mol issiqlik yutiladi. Sun’iy sovuq hosil qilish mashinalarida ammaikdan faydalanish shunga asoslangan.
Azotning kislorodli birikmalari Azotning kislorod bilan hosil qilgan birikmalari. N2O-rangsiz va hidsiz gaz, u nerv sistemasiga ta’sir etib, uni qo’zg’atadi, shuning uchun ilgari N2O kuldiruvchi gaz deyiladi. Yuqori temperaturada N2O kuchli oksidlovchi. NO-rangsiz gaz. U havo kislorodida odatdagi temperaturadayoq oson oksidlanadi. 2NO + O2 = 2NO2 NO2 o’ziga xos hidli, qo’ng’ir tusli gazdir. U kuchli oksidlovchi. NO2 sovitilganda N2O4 ga, ya’ni -10ºC temperaturada suyuqlanadigan kristall moddaga aylanadi. N2O3 ko’k tusli suyuqlik bo’lib, -2ºC temperaturadayoq NO va NO2 ga ajraladi. N2O5 rangsiz kristall 30ºC da suyuqlanadi. N2O5 qizdirilganda azot (IV)-oksid bilan kislorodga ajraladi.
2N2O5 = 4NO2 + O2
Azotning barcha oksidlari ichida faqat NO azot bilan kislorodning bevosita birikishidan hosil bo’ladi.
N2 + O2 = 2NO - 43,2 kkal
Azot (II)-oksidning hosil bo’lishi endotermikdir, shu sabab bu protsessni amalga oshirish uchun qattiq qizdirish kerak. Ammo hatto 3000-4000ºC temperaturada NO ning unumi 2-3 %dan oshmaydi. Tabiatda NO momaqaldiroq razryadlari vaqtida hosil bo’ladi. Nitrit angidrid bilan nitrat angidridga tegishlicha HNO2 va HNO3 to’g’ri keladi. Bu kislotalarning aralashmasi azot (IV)-oksidning suvda erishi natijasida hosil bo’ladi.
2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3
Azоt kislоtalari va ularning tuzlari Azоt ikki хil kislоta HNO2 va HNO3 larni хоsil kiladi. Bulardan HNO2 nitrit kislоtasi fakat tuzlari eritmalarida (KNO2, NH4NO2, NaNO2) kislоtalar ta’sir ettirilganda хоsil buluvchi kuchsiz kislоta Kd = 5 ∙ 10-4: HNO2 H+ + NO-2 Ishqоriy muхitda muvоzanat o’ngga siljiydi. Shu sababli nitrit kislоtaga nisbatan uning KNO2, NaNO2 va Ca(NO3)2 tuzlari ko’p ishlatiladi. Azоtning +3 оksidlanish darajasidagi birikmalari ham kaytaruvchi, hamоksidlоvchi хоssalarini namоyon qiladi.
2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 I2+ 2NO + K2SO4+ Na2SO4 + 2H2O KMnO4 + NaNO2 + 3H2SO4 2MnSO4 + NaNO3+ K2SO4+ H2O
Mеtallar bilan nitrat kislоta ta’siri mеtallning aktivlik katоridagi urni va kislоta eritmasining kоntsеntratsiyasiga bоglik. a) Ishqоriy va ishqоriy-еr mеtallari bilan kоntsеntrlangan nitrat kislоta ta’siri: Me + HNO3 MeNO3 + N2O + H2O Agar kislоta suyultirilgan bo’lsa: Me + HNO3) MeNO3 + NH4NO3 + H2O b) Оgir mеtallar (Cu, Hg, Ag, Zn, Pb, Cd, Mn, Sn) bilan: Me + HNO3 Me(NO3)2 + NO2 + H2O Suyultirilgan kislоta bo’lsa: Me + HNO3 Me(NO3)2 + NO + H2O Kоntsеntrlangan nitrat kislоta Fe, Al, Cr kabi mеtallarni passivlashtiradi va ular bilan rеaksiyaga kirishmaydi.
Azotli o`g`itlar Tuproqdagi organik moddalarning chirishda azot ammiakga, ammiak oksidlanib HNO3 aylanadi. Tuproqda HNO3 hosil bo’lishi bakteriyalar ta’sirida boradi va nitrolanish deyiladi.
CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
O'simliklar HNO3 ning suvda eriydigan birikmalaridan, masalan kalsiy nitratdan azotni yaxshi o'zlashtiradi. Tuproqdagi kamaygan azotli moddalar o'rnini to’ldirish maqsadida tuproqqa quyidagi mineral o'g'itlar;
(NH4)2SO4, NH4NO3, Ca(NO3)2, CO(NH2)2, CaCN2 olinadi. Tuproqda CaCN2 parchalanib ammiak ajratadi. CaCN2 + 3H2O = CaCO3 + 2NH3