Mavzu: 12. Germaniy guruhchasi elementlari 13. Azot va uning birikmalari. Via guruh elementlari (xalkogenlar). Topshirdi: Raxmonov Suhrob tekshirdi: Azizov Olim

Azot va Fosfor
Azot va fosforning azotli va fosforli birikmalari. Nitratlar, ularning olinishi va xossalari. Nitratlarning termik parchalanishi. Azot va uning birikmalaridan foydalanish. O'g'itlarni birgalikda qo'llash
Azot ikki atomli molekulalar ko'rinishida bog'lanmagan holda er atmosferasining bir qismidir. Atmosferaning umumiy hajmining taxminan 78% azotdan iborat. Bundan tashqari, azot o'simlik va hayvon organizmlarida oqsil shaklida bo'ladi. O'simliklar tuproqdagi nitratlar yordamida oqsillarni sintez qiladi. U erda nitratlar tuproqda uchraydigan atmosfera azot va ammoniy birikmalaridan hosil bo'ladi. Atmosfera azotini o'simliklar va hayvonlar o'zlashtira oladigan shaklga aylantirish jarayoni azot fiksatsiyasi (yoki fiksatsiya) deb ataladi.
Azot bilan bog'lanish ikki yo'l bilan sodir bo'lishi mumkin:
1) Chaqmoq chaqishi paytida atmosferadagi azot va kislorodning bir qismi birlashib, azot oksidlarini hosil qiladi. Ular suvda eriydi va suyultirilgan nitrat kislota hosil qiladi, bu esa tuproqda nitratlar hosil qiladi.
2) Atmosfera azoti ammiakga aylanadi, so‘ngra u bakteriyalar tomonidan nitrifikatsiya deb ataladigan jarayonda nitratlarga aylanadi. Biroz
bu bakteriyalarning tuproqda, boshqalari esa tugunli o'simliklarning ildiz tizimining tugunlarida, masalan, yoncalarda mavjud.
Nitrozamin. So'nggi paytlarda nitratlar miqdori ortib bormoqda ichimlik suvi, asosan sun'iylardan foydalanishning ko'payishi bilan bog'liq. azotli o'g'itlar qishloq xo'jaligi... Nitratlarning o'zlari kattalar uchun unchalik xavfli bo'lmasa-da, ular inson tanasida nitritlarga aylanishi mumkin. Bundan tashqari, nitratlar va nitritlar ko'plab oziq-ovqatlarni, jumladan jambon, cho'chqa go'shti, makkajo'xori go'shti va ayrim turdagi pishloq va baliqlarni qayta ishlash va saqlash uchun ishlatiladi. Ba'zi olimlar nitratlar inson organizmida nitrozaminlarga aylanishi mumkinligiga ishonishadi:
Ma'lumki, nitrozaminlar hayvonlarda saraton kasalligini keltirib chiqarishga qodir. Ko'pchiligimiz allaqachon ifloslangan havoda, sigaret tutunida va ba'zi pestitsidlarda oz miqdorda topilgan nitrozaminlarga duchor bo'lganmiz. Nitrozaminlar saraton kasalligining 70-90% holatlarining sababi bo'lishi mumkin, deb ishoniladi, ularning paydo bo'lishi atrof-muhit omillarining ta'siriga bog'liq.

(qarang skanerlash)

Nitratlar tuproqqa o'g'itlar shaklida ham qo'llaniladi. ch.da. Kaltsiy nitrat ammoniy nitrat natriy nitrat va kaliy nitrat kabi 13 ta azotli o'g'itlar allaqachon tasvirlangan.
O'simliklar ildiz tizimi orqali tuproqdan nitratlarni o'zlashtiradi.
O'simliklar va hayvonlarning o'limidan so'ng, ularning oqsillari parchalanib, ammoniy birikmalarini hosil qiladi. Bu birikmalar oxir-oqibat chirigan bakteriyalar tomonidan tuproqda qoladigan nitratlarga va atmosferaga qaytariladigan azotga aylanadi.
Bu jarayonlarning barchasi tabiatdagi azot aylanishining ajralmas qismidir (15.15-rasmga qarang).
Butun dunyoda har yili 50 million tonnadan ortiq azot ishlab chiqariladi. Sof azot, kislorod va boshqa gazlar, shu jumladan argon bilan birga, sanoat sharoitida suyultirilgan havoni fraksiyonel (fraksiyonel) distillash yordamida olinadi. Bu jarayon uch bosqichni o'z ichiga oladi. Birinchi bosqichda havodan chang zarralari, suv bug'lari va karbonat angidrid chiqariladi. Keyin havo suyultiriladi, sovutiladi va siqiladi
yuqori bosimlar. Uchinchi bosqichda azot, kislorod va argon suyuq havoni fraksiyonel distillash orqali ajratiladi.
Buyuk Britaniyada har yili ishlab chiqariladigan azotning to'rtdan uch qismi ammiakga aylanadi (7.2-bo'limga qarang), uning uchdan bir qismi keyin nitrat kislotaga aylanadi (pastga qarang).
Nitrat kislotasi bir qator muhim maqsadlarda qo'llaniladi:
1) taxminan 80% sintezlanadi azot kislotasi- ammiakli selitra uchun o'g'it olish;
2) neylon kabi sintetik ip ishlab chiqarishda;
3) yasash uchun portlovchi moddalar masalan, trinitrotoluol (tol) yoki trinitrogliserin (dinamit);
4) bo'yoqlar ishlab chiqarishda aromatik aminlarni nitrlash uchun.
Nitratlar o'g'itlar va portlovchi moddalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Masalan, porox oltingugurt, ko'mir va natriy nitrat aralashmasidir. Stronsiy nitrat va bariy nitrat pirotexnikada mos ravishda qizil va och yashil chiroqlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Tol va dinamit. Tol - trinitrotoluolning qisqartirilgan nomi. Dinamit tarkibida diatomli tuproq bilan singdirilgan trinitrogliserin mavjud. Nitrat kislota bu va boshqa portlovchi moddalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Kumush nitrat fotografiyada ishlatiladigan kumush galoidlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Azot qatlamli shisha, yarim o'tkazgichlar, A vitamini, neylon va ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan qo'rg'oshin-natriy qotishmasi ishlab chiqarishda inert atmosferani yaratish uchun ishlatiladi. Suyuq azot qon, qoramol urug'ini (nasl qoramol uchun) va ba'zi oziq-ovqat mahsulotlarini sovuq saqlash uchun ishlatiladi.
Fosfor ham azot kabi hayot uchun zarur bo'lgan elementlardan biri bo'lib, barcha tirik organizmlarning bir qismidir. U suyak to'qimasida mavjud bo'lib, energiyani saqlash uchun metabolik jarayonlarda hayvonlar uchun zarurdir.
Fosfor tabiiy ravishda kaltsiy fosfat o'z ichiga olgan apatit kabi minerallarda mavjud. Dunyo bo'ylab har yili taxminan 125 million tonna fosfat rudasi qazib olinadi. Uning katta qismi fosforli o'g'itlar ishlab chiqarishga sarflanadi (13-bobga qarang).
Oq fosfor fosfat rudasidan uni koks va kremniy dioksidi bilan aralashtirib, elektr pechida taxminan 1500 ° S haroratda kaltsiylash orqali olinadi. Bunday holda, oksid hosil bo'ladi, keyinchalik u koks bilan aralashmada qizdirilganda oq fosforga qaytariladi. Qizil fosfor oq fosforni bir necha kun davomida taxminan 270 ° C haroratda havoga kirmasdan isitish orqali olinadi.
Qizil fosfor gugurt tayyorlash uchun ishlatiladi. Ular gugurt qutisining yon tomonlarini qoplaydi. Gugurt boshlari kaliy, marganets (IV) oksidi va oltingugurtdan tayyorlanadi. Qutilarga gugurt surtilsa, fosfor oksidlanadi. Hozirgi vaqtda ishlab chiqarilgan oq fosforning katta qismi fosforik kislota ishlab chiqarishda iste'mol qilinadi. Fosfor kislotasi ishlab chiqarishda ishlatiladi
zanglamaydigan po'lat va alyuminiy va mis qotishmalarini kimyoviy jilolash uchun. Suyultirilgan fosfor kislotasi oziq-ovqat sanoatida jelli ovqatlar va alkogolsiz ichimliklarning kislotaliligini tartibga solish uchun ham qo'llaniladi.
Sof kaltsiy fosfat oziq-ovqat sanoatida, masalan, pishirish kukunida ham qo'llaniladi. Eng muhim fosfat birikmalaridan biri natriy tripolifosfatdir. U sintetik yuvish vositalarini va boshqa turdagi suv yumshatuvchi vositalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Polifosfatlar ba'zi oziq-ovqatlarning suv miqdorini oshirish uchun ham ishlatiladi.
Azot va fosfor
Azot va Fosfor elementlari Davriy sistemaning V guruhida, Azot 2-davrda, Fosfor 3-da.
Azot atomining elektron konfiguratsiyasi:
Azotning valentligi: III va IV, birikmalarda oksidlanish darajasi: -3 dan +5 gacha.
Azot molekulasi tuzilishi:,.
Fosfor atomining elektron konfiguratsiyasi:
Fosfor atomining hayajonlangan holatda elektron konfiguratsiyasi:
Fosforning valentligi: III va V, birikmalarda oksidlanish darajasi: -3, 0, +3, +5.
Jismoniy xususiyatlar azot. Rangsiz gaz, hidsiz va ta'msiz, havodan bir oz engilroq (g / mol, g / mol), suvda yomon eriydi. Erish nuqtasi -210 ° C, qaynash nuqtasi -196 ° S.
Fosforning allotropik modifikatsiyalari. Fosfor elementini tashkil etuvchi oddiy moddalar orasida oq, qizil va qora fosfor eng keng tarqalgan.
Azotning tabiatda tarqalishi. Azot tabiatda molekulyar azot shaklida uchraydi. Havoda hajm ulushi azot 78,1%, massasi - 75,6%. Azotli birikmalar tuproqda oz miqdorda uchraydi. ning bir qismi sifatida organik birikmalar(oqsillar, nuklein kislotalar, ATP) Azot tirik organizmlarda uchraydi.
Fosforning tabiatda tarqalishi. Fosfor minerallar tarkibida kimyoviy bog'langan holatda bo'ladi: fosforitlar, apatitlar, ularning asosiy tarkibiy qismi. Fosfor muhim element bo'lib, u lipidlar, nuklein kislotalar, ATP, kaltsiy ortofosfat (suyak va tishlarda) tarkibiga kiradi.
Azot va fosforni olish.
Azot sanoatda suyuq havodan olinadi: azot barcha atmosfera gazlaridan past qaynash nuqtasiga ega bo'lgani uchun u birinchi navbatda suyuq havodan bug'lanadi. Laboratoriyada azot ammoniy nitritning termal parchalanishi orqali olinadi:.
Fosfor apatit yoki fosforitlardan ularni koks va qum bilan haroratda kalsinlash orqali olinadi:
Azotning kimyoviy xossalari.
1) Metallar bilan o'zaro ta'siri. Ushbu reaktsiyalar natijasida hosil bo'lgan moddalar deyiladi nitrit va.
Xona haroratida azot faqat litiy bilan reaksiyaga kirishadi:
Azot yuqori haroratlarda boshqa metallar bilan reaksiyaga kirishadi:
- alyuminiy nitridi
Azot yuqori bosim va harorat uchun katalizator ishtirokida vodorod bilan o'zaro ta'sir qiladi:
- ammiak
Juda yuqori haroratlarda (taxminan) azot kislorod bilan reaksiyaga kirishadi:
- azot (II) oksidi
Fosforning kimyoviy xossalari.
1) Metallar bilan o'zaro ta'siri.
Fosfor qizdirilganda metallar bilan reaksiyaga kirishadi:
- kaltsiy fosfidi
2) Metall bo'lmaganlar bilan o'zaro ta'siri.
Oq fosfor o'z-o'zidan yonadi va yonganda qizil yonadi:
- fosfor (V) oksidi
Kislorod etishmasligi bilan fosfor (III) oksidi hosil bo'ladi (juda zaharli modda):
Galogenlar bilan o'zaro ta'siri:
Oltingugurt bilan o'zaro ta'siri:
Ammiak
Ammiakning molekulyar formulasi:.
Elektron formula:
Strukturaviy formula:
Ammiakning fizik xossalari. O'ziga xos o'tkir hidli rangsiz gaz, havodan deyarli ikki baravar engil, zaharli hisoblanadi. Bosimning oshishi yoki sovutish bilan rangsiz suyuqlikka, qaynash nuqtasiga, erish nuqtasiga osongina to'kiladi. Ammiak suvda juda yaxshi eriydi: 1 hajm suv bilan, 700 hajmgacha ammiak eriydi, - 1200 hajm bilan.
Ammiak olish.
1) Laboratoriyada ammiak kaltsiy gidroksid (söndürülmüş ohak) va ammoniy xlorid (ammiak) quruq aralashmasini qizdirish orqali olinadi:
2) Sanoatda ammiak oddiy moddalar - azot va vodoroddan olinadi:
Ammiakning kimyoviy xossalari. Ammiakdagi azot eng past oksidlanish darajasiga ega va shuning uchun faqat namoyon bo'ladi tiklovchi xususiyatlar.
1) Toza kislorodli atmosferada yoki isitiladigan havoda yonish:
2) Katalizator (qizil-issiq platina) ishtirokida azot (II) oksidigacha oksidlanishi:
3) Suv bilan teskari o'zaro ta'sir:
Ionlarning mavjudligi ammiak eritmasini ishqoriy qiladi. Olingan eritma ammiak yoki ammiak suvi deb ataladi. Ammoniy ionlari faqat eritmada mavjud. Ammoniy gidroksidni mustaqil birikma sifatida ajratib bo'lmaydi.
4) Metalllarning oksidlaridan olinishi:
5) Ammoniy tuzlarining hosil bo'lishi bilan kislotalar bilan o'zaro ta'siri (birikma reaktsiyasi):
- ammoniy nitrat.
Ammiakdan foydalanish. Ammiakning katta miqdori ammiak usulida azot kislotasi, azotli tuzlar, karbamid, soda ishlab chiqarishga sarflanadi. Sovutgich qurilmalarida foydalanish engil qirqish va keyinchalik issiqlik yutilishi bilan bug'lanishga asoslangan. Ammiakning suvli eritmalari nitratli o'g'itlar sifatida ishlatiladi.
Ammoniy tuzlari
Ammoniy tuzlari- kation guruhini o'z ichiga olgan tuzlar. Masalan, - ammoniy xlorid, - ammoniy nitrat, - ammoniy sulfat.
Ammoniy tuzlarining fizik xossalari. Oq kristall moddalar, suvda oson eriydi.
Ammoniy tuzlarini olish. Ammoniy tuzlari gazsimon ammiak yoki uning eritmalarining kislotalar bilan o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi:
Ammoniy tuzlarining kimyoviy xossalari.
1) dissotsiatsiya:
2) Boshqa tuzlar bilan o'zaro ta'siri:
3) kislotalar bilan o'zaro ta'siri:
4) Ishqorlar bilan o'zaro ta'siri:
Ammoniy tuzlari uchun bu reaksiya sifatli hisoblanadi. Chiqarilgan ammiak ho'l sinov qog'ozining hidi yoki ko'k rangi bilan aniqlanadi.
5) Isitishda parchalanish:
Ammoniy tuzlaridan foydalanish. Ammoniy tuzlari kimyo sanoatida, qishloq xoʻjaligida mineral oʻgʻit sifatida ishlatiladi.
Azot oksidi va fosfor oksidi
Azot oksidlarni hosil qiladi, bunda u +1 dan +5 gacha oksidlanish darajasini ko'rsatadi:;
Barcha azot oksidlari zaharli hisoblanadi. Oksid giyohvandlik xususiyatiga ega, ular dastlabki bosqichda eyforiya bilan namoyon bo'ladi, shuning uchun nomi - "kuluvchi gaz". Oksid nafas olish yo'llari va ko'zning shilliq qavatlarini bezovta qiladi. Kimyoviy ishlab chiqarishning zararli oqibati, atmosferaga "tulki dumi" shaklida kiradi - qizil-jigarrang rang.
Fosfor oksidlari: va. Fosfor (V) oksidi normal sharoitda eng barqaror oksid hisoblanadi.
Oksidlar azot va fosfor oksidlarini olish.
Molekulyar azot va kislorodning bevosita birikmasi bilan faqat azot (II) oksidi hosil bo'ladi:
Boshqa oksidlar bilvosita olinadi.
Fosfor (V) oksidi fosforning ortiqcha kislorod yoki havoda yonishi natijasida olinadi:
Azot oksidlarining kimyoviy xossalari.
1) - oksidlovchi vosita, yonishni qo'llab-quvvatlaydi:
2) NO - oson oksidlanadi:
Suv va ishqorlar bilan reaksiyaga kirishmaydi.
3) kislota oksidi:
4) kuchli oksidlovchi, kislotali oksid:
Ortiqcha kislorod mavjud bo'lganda
Oksid hosil qiluvchi dimerlash - rangsiz suyuqlik :. Reaktsiya teskari bo'ladi. -11 ° S da muvozanat amalda shakllanish tomon, 140 ° S da esa shakllanish tomon siljiydi.
5) - kislotali oksid:
Fosfor (V) oksidining kimyoviy xossalari. Fosfor o'z ichiga olgan kislotalar.
- odatda kislotali oksid. Unga uchta kislota mos keladi: meta-,orto- va dofosfat a. Suvda eritilganda metafosfat kislota birinchi bo'lib hosil bo'ladi:
Suv bilan uzoq vaqt qaynatilganda - ortofosfat kislotasi:
Ortofosfat kislotani ehtiyotkorlik bilan kaltsiylashda di-fosfat kislota hosil bo'ladi:
Azot va fosfor oksidlarining oksidlarini qo'llash.
Azot (IV) oksidi nitrat kislota ishlab chiqarishda, azot (I) oksidi tibbiyotda qo'llaniladi.
Fosfor (V) oksidi gazlar va suyuqliklarni quritish uchun, ba'zi hollarda kimyoviy bog'langan suvni moddalardan ajratish uchun ishlatiladi.
Nitrat va fosfat kislotalari
Ortofosfat (fosforik) kislotaning fizik xossalari. Oddiy sharoitlarda - qattiq, rangsiz, kristalli modda... Erish nuqtasi +42,3. Qattiq va suyuq kislotalarda molekulalar vodorod aloqalari orqali birlashadi. Bu fosfor kislotasining konsentrlangan eritmalarining viskozitesining oshishi bilan bog'liq. U suvda yaxshi eriydi, uning eritmasi o'rtacha quvvatli elektrolitdir.
Nitrat kislotaning fizik xossalari. Suvsiz (100%) kislota - rangsiz suyuqlik, kuchli hidli, qaynash nuqtasi. Yorug'likda saqlansa, u yuqori azot oksidi, shu jumladan jigarrang gazning parchalanishi va shakllanishi tufayli asta-sekin jigarrang bo'ladi. Har qanday nisbatda suv bilan yaxshi aralashadi.
Fosfat kislotasini olish.
1) sulfat kislota ta'sirida fosfat minerallari (apatitlar va fosforitlar) tarkibidagi tuzlaridan:
2) Fosfor (V) oksidini gidratlash orqali:
Nitrat kislotasini olish.
1) Konsentrlangan sulfat kislota ta'sirida nitrat kislotaning quruq tuzlaridan:
2) azot oksidlari bilan:
3) nitrat kislotaning sanoat sintezi:
- ammiakning katalitik oksidlanishi, katalizator - platina.
- atmosfera kislorodi bilan oksidlanish.
- kislorod ishtirokida suv bilan so'rilishi.
Fosfor kislotasining kimyoviy xossalari. Hamma narsani ko'rsatadi tipik xususiyatlar kislotalar. Fosfat kislota - uch asosli, ikki qator kislotali tuzlarni hosil qiladi - dihidrofosfat va vodorod fosfat s.
1) dissotsiatsiya:
4) Tuzlar bilan o'zaro ta'siri. Argentum nitrat bilan reaktsiya ion uchun sifatli - argentum fosfatning sarg'ish cho'kmasi:
5) Vodorodgacha bo'lgan kuchlanishning elektrokimyoviy diapazonidagi metallar bilan o'zaro ta'siri:
Nitrat kislotaning kimyoviy xossalari. Nitrat kislota kuchli oksidlovchi moddadir.
1) dissotsiatsiya:
2) Metall oksidlari bilan o'zaro ta'siri:
3) Bazalar bilan o'zaro ta'sir qilish
4) Tuzlar bilan o'zaro ta'siri:

5) Metallar bilan o'zaro ta'siri. Konsentrlangan va suyultirilgan azot kislotasi metallari bilan o'zaro ta'sirlashganda tuz (nitrat), azot oksidi, azot yoki ammiak va suv hosil bo'ladi.

Ortofosfat va nitrat kislotalardan foydalanish.
Ortofosfat kislotasi mineral oʻgʻitlar ishlab chiqarishda keng qoʻllaniladi. U zaharli emas va oziq-ovqat sanoatida siroplar, ichimliklar (Coca-Cola, Pepsi-Cola) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Nitrat kislota azotli oʻgʻitlar, portlovchi moddalar, dori vositalari, boʻyoqlar, plastmassalar, sunʼiy tolalar va boshqa materiallar ishlab chiqarishga sarflanadi. Konsentrlangan nitrat kislota raketa texnologiyasida raketa yoqilg'isi uchun oksidlovchi sifatida ishlatiladi.