NH 4 NR. 3
Kalium-, Natrium-, Calcium- und Ammoniumnitrate werden als Salpeter bezeichnet . Zum Beispiel Salpeter: KNO 3 - Kaliumnitrat (indischer Salpeter), NaNO 3 - Natriumnitrat (chilenischer Salpeter), Ca(NO 3) 2 - Calciumnitrat (norwegischer Salpeter), NH 4 NO 3 - Ammoniumnitrat (Ammonium oder Ammoniumnitrat, davon gibt es in der Natur keine Vorkommen). Die deutsche Industrie gilt als die erste der Welt, die Salz erhält NH4NO3 aus Stickstoff N2 Luft und Wasserstoffwasser geeignet für die Pflanzenernährung.
Physikalische Eigenschaften
Nitrate sind Substanzen mit überwiegend ionischem Kristallgittertyp. Unter normalen Bedingungen sind dies feste kristalline Substanzen, alle Nitrate sind gut wasserlöslich, starke Elektrolyte.
Nitrat bekommen
Nitrate entstehen durch die Wechselwirkung:
1) Metall + Salpetersäure
Cu + 4HNO 3 (k) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
2) Basisches Oxid + Salpetersäure
CuO + 2HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + H 2 O
3) Base + Salpetersäure
HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O
4) Ammoniak + Salpetersäure
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3
5) Salz einer schwachen Säure + Salpetersäure
Entsprechend einer Anzahl von Säuren kann jede vorhergehende Säure die nächste aus dem Salz verdrängen. :
2 HNO 3 + Na 2 CO 3 \u003d 2 NaNO 3 + H 2 O + CO 2
6) Stickoxid (IV) + Alkali
2NO 2 + NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
in Gegenwart von Sauerstoff
4 NO 2 + O 2 + 4 NaOH = 4 NaNO 3 + 2 H 2 O
Chemische Eigenschaften von Nitraten
ICH . Gemeinsam mit anderen Salzen
1) C Metalle
Das Metall, das in der Aktivitätsreihe links steht, verdrängt folgendes aus seinen Salzen:
Cu(NO 3) 2 + Zn = Cu + Zn(NO 3) 2
2) MIT Säuren
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3
3) Mit Laugen
Cu(NO 3) 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + 2NaNO 3
4) CC Olami
2AgNO 3 + BaCl 2 = Ba(NO 3 ) 2 + 2AgCl↓
II . Spezifisch
Alle Nitrate sind thermisch instabil. Beim Erhitzen Sie zersetzen unter Sauerstoffbildung. Die Art anderer Reaktionsprodukte hängt von der Position des Metalls ab, das das Nitrat in der elektrochemischen Spannungsreihe bildet:
1) Alkalische Nitrate (mit Ausnahme von Lithiumnitrat) und Erdalkalimetalle zu Nitriten zerfallen:
2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2
2KNEIN 3 = 2 KNO 2 + Ö 22) Nitrate weniger aktiver Metalle von Mg bis Cu inklusive und Lithiumnitrat zu Oxiden zerfallen:
2Mg(NO 3) 2 \u003d 2MgO + 4NO 2 + O 2
2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2
3) Nitrate der am wenigsten aktiven Metalle (rechts von Kupfer) zu Metallen zerfallen:
Hg (NO 3) 2 \u003d Hg + 2NO 2 + O 2
2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2
4) Ammoniumnitrat und Nitrit:
Ammoniumnitrat zersetzt sich temperaturabhängig wie folgt:
NH 4 NO 3 \u003d N 2 O+ 2H2O (190-245°C)
2NH 4 NO 3 \u003d N 2 + 2NO + 4H 2 O (250-300 ° C)
2NH 4 NEIN 3 \u003d 2N 2+ O 2 + 4 H 2 O (über 300 °C)
Ammoniumnitrit:
NH 4 NO 2 \u003d N 2+ 2H2O
Zusätzlich:
Zersetzung von Ammoniumnitrit
Ausnahmen:
4LiNO 3 \u003d 2Li 2 O + 4NO 2 + O 2
Mn(NO 3) 2 \u003d MnO 2 + 2NO 2
4Fe(NO 3) 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2
Qualitative Reaktion auf Nitrationen NR. 3 - - die Wechselwirkung von Nitraten mit metallischem Kupfer beim Erhitzen in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure oder mit einer Lösung von Diphenylamin darin H 2 SO 4 (Konz.).
Erfahrung. Qualitative Reaktion auf das NO 3 - Ion.
Gib eine gereinigte Kupferplatte, ein paar Kaliumnitratkristalle und ein paar Tropfen konzentrierte Schwefelsäure in ein großes trockenes Reagenzglas. Verschließen Sie das Reagenzglas mit einem mit konzentrierter Alkalilösung angefeuchteten Wattestäbchen und erhitzen Sie es.
Anzeichen einer Reaktion – braune Dämpfe von Stickstoffmonoxid (IV) erscheinen im Reagenzglas, was am besten auf einem weißen Bildschirm zu beobachten ist, und grünliche Kristalle von Kupfer(II)-nitrat erscheinen an der Grenze zwischen Kupfer und Reaktionsmischung .
Es treten folgende Reaktionsgleichungen auf:
KNO 3 (cr.) + H 2 SO 4 (konz.) \u003d KHSO 4 + HNO 3
ÜBER ERKENNUNG
Qualitative Analysemethoden, die für ihre Durchführung nicht viel Zeit, Reagenzien und Analysematerial benötigen, ermöglichen dem Analytiker, die Grenzen des Gehalts des zu bestimmenden Elements schnell und einfach abzuschätzen (mit dem Ziel, anschließend eine quantitative Methode für dessen Auswahl auszuwählen Bestimmung) und in einigen Fällen auch, um Informationen über die Formen ihres Vorhandenseins in der Testprobe zu erhalten.
Ausführliche Informationen zu qualitativen Nachweisverfahren Anorganische Verbindungen Stickstoff finden Sie in einer Reihe von Handbüchern. Methoden zum Nachweis von Stickstoff in organischen Materialien (organische qualitative Analyse) sind in dem Buch detailliert beschrieben. Außerdem wird beschrieben, wie Gesamtstickstoff in leicht messbare Formen umgewandelt werden kann. Die Arbeit widmet sich Fragen der systematischen Mikroidentifizierung organischer Verbindungen, einschließlich Methoden zur schnellen Entdeckung von Stickstoff unter Verwendung eines Weiss-Ringbades (zusammen mit anderen wichtigen Heteroatomen). Das Öffnungsminimum von Stickstoff beträgt 0,01-1 mcg. In der Arbeit wird die qualitative Elementaranalyse organischer Substanzen ohne deren vorherige Mineralisierung beschrieben. Die Arbeit widmet sich der ultramikrokaskallären Methode zum Auffinden von Stickstoff in organischen Substanzen.
Zum qualitativen Nachweis stickstoffhaltiger Ionen werden deren spezifische chemische und physikalische Eigenschaften genutzt: Farbreaktionen im Reagenzglas, Tropfenreaktionen, auch auf Papier, mikrokristalloskopische Reaktionen, Sorption auf Al03, Elektrophorese auf Papier, IR-Spektroskopie, Fluoreszenz, katalytisch Methoden usw. d.
Das Folgende ist Kurzbeschreibung die gebräuchlichsten Methoden zum Auffinden von Ammoniumionen, Nitrat-, Nitrit-, Thiocyanat- und Cyanidionen.
Ätzalkalien (NaOH, KOH) setzen aus Lösungen von Ammoniumsalzen beim Erhitzen gasförmiges Ammoniak frei, das mit Lackmus- oder Phenolphthaleinpapier geruchlich wahrgenommen wird.
Das Nessler-Reagenz, das eine Mischung aus einem Komplexsalz von K2 mit KOH ist, bildet mit Lösungen von Ammoniumsalzen einen charakteristischen rotbraunen Niederschlag (oder in sehr geringen Mengen eine gelbe Farbe). Die Empfindlichkeit der Reaktion beträgt 0,0003 mg in einem 0,002-ml-Tropfen. Ionen der Elemente Ag, Hg(II), Pb, S2- Ion stören.
Nitritionen
Säure zersetzt alle Nitrite unter Bildung von gasförmigem, braun gefärbtem NO2.
Kaliumjodid wird in Gegenwart von H2SO4 durch Nitrite zu freiem Ja oxidiert (andere Oxidationsmittel wirken in gleicher Weise: MnO4, CrOG, AsO4~).
Eine essigsaure Lösung von Benzidin bildet in Gegenwart von NOj-Ionen eine gelb gefärbte Verbindung.
Sulfanilsäure und a-Naphthylamin (Griess-Idosway-Reagenz) bilden in einem Essigsäuremedium mit Nitritionen einen farbigen Azofarbstoff.
Für den Nachweis von Nitritionen wird eine mikrokristalloskopische Reaktion vorgeschlagen: Ein Körnchen der Testsubstanz wird in einen Tropfen einer Lösung gegeben, die Kalium-, Blei- und Kupfer(II)-acetat und angesäuertes CH3COOH enthält. Schwarze Kristalle von K2Pb fallen auf. Auf diese Weise ist es möglich, bis zu 0,75 mg NOa zu öffnen - Die Grenzverdünnung beträgt 1: 1500. Die Anwesenheit von NO3-Ionen stört die Reaktion nicht.
Die Reaktion der Bildung von K3. Wenn die Testlösung mit Lösungen von Co(NO3)2, verdünnter Essigsäure und KCl in Gegenwart von NO2 gemischt wird, erscheint ein gelber kristalliner Niederschlag.
Kaliumpermanganat entfärbt sich in saurer Umgebung beim Erhitzen in Gegenwart von Nitrationen infolge der Reduktion von Mangan zu MPa +.
o-Aminoanilid der Benzolsulfonsäure (Schwefelsäurelösung) fällt im sauren Medium NO2-Ionen aus.
Nitrationen
Um Nitrationen zu öffnen, werden hauptsächlich Oxidations-Reduktions-Reaktionen verwendet.
Die Reaktion mit Kupfer und Schwefelsäure führt beim Erhitzen zur Entwicklung des braunen Gases NO2.
Die Reaktion mit FeSO4 in Gegenwart von konzentrierter HjSO4 führt im Reagenzglas durch die Bildung der Komplexverbindung lFe(N03)]SO4 zur Bildung eines braunen Rings. Ionen J -, Br~, oxidierende Anionen, SCN- stören.
2 V. F. Volynets, M. P. Volynets
Reduktionsreaktion zu Ammoniak in Gegenwart einer konzentrierten Alkalilösung mit Zinkstaub, Aluminiumpulver oder Devard-Legierung. NH3 wird mit Lackmus- (blau) oder Phenolphthalein- (rot) Papier nachgewiesen. Sie stören NHj", NOs, SCN", 2_. Interferieren mit MnOj, Siu\~, N02.
Die Reduktionsreaktion von NO3 zu NO^ unter Einwirkung metallischer Zinknitrate in Gegenwart von CH3CO0H. Darüber hinaus wird NO^ durch seine charakteristischen Reaktionen nachgewiesen (siehe oben).
Reaktion mit Diphenylamin (G,Hs)aNH. Geben Sie 4-5 Tropfen einer Lösung von Diphenylamin in konzentrierter H2SO4 auf ein Uhrglas. Dort wird ein wenig der analysierten Lösung auf die Spitze eines sauberen Glasstabes gegeben und gemischt. In Anwesenheit von NO3 erscheint eine intensive blaue Farbe aufgrund der Oxidation von Diphenylamin durch die entstehende Salpetersäure. Sie stören N0^. Cr04~, Mn04, 3_, Fe3+ und andere Oxidationsmittel,
Individuelles Merkmal organische Materie ist sein IR-Spektrum.
Es sei darauf hingewiesen, dass selbst ein unerfahrener Forscher oft nur auf der Grundlage von IR- und UV-spektroskopischen Daten einen Rückschluss auf die Zuordnung einer Substanz zu der einen oder anderen Klasse ziehen kann. Chemische Komponenten ohne mühsam auszugeben chemische Reaktionen. In den meisten Fällen wird das Problem auf äußerst einfache Weise durch den Einsatz der PMR-Spektroskopie gelöst.
Die Identifizierung der Verbindung erfolgt durch Feststellung der Identität der Konstanten (Tmelt, Tbp, Rf, nD usw.) sowohl der bestimmten Verbindung selbst als auch ihrer Derivate mit Konstanten bekannter Substanzen, die in der Tabelle der Derivate zur Identifizierung aufgeführt sind. Die Studie wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt.
Die physikalischen Eigenschaften der Verbindung werden untersucht: Aggregatzustand, Farbe, Geruch, Siede- und Schmelzpunkt, Löslichkeit und Verhältnis zur Kalzinierung. Aus diesen Daten lässt sich teilweise sofort die Verbindungsklasse bestimmen, zu der der Analyt gehört, was die Zahl der Folgeoperationen deutlich reduziert.
Die qualitative Zusammensetzung wird bestimmt, d. h. es werden Proben auf das Vorhandensein von Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Halogenen und Schwefel entnommen. In Abwesenheit des einen oder anderen der aufgeführten Elemente ist es möglich, keine qualitativen Reaktionen mit den sie enthaltenden funktionellen Gruppen durchzuführen. (Die Kenntnis der quantitativen elementaren Zusammensetzung einer Substanz ist für die Identifizierung einer Verbindung von großem Vorteil. Quantitative Elementaranalysen können jedoch nur in einem speziell ausgestatteten Labor oder auf automatischen Geräten - C-, H-, N-Analysatoren - durchgeführt werden.)
Öffnen Sie einzelne Funktionsgruppen und stellen Sie die Klasse des Analyten fest.
Substanz wird in ein oder zwei der charakteristischsten umgewandelt diese Klasse Derivate, nach deren Konstanten auf die genaue Struktur eines Stoffes geschlossen wird (Identifikation).
Die Struktur der Verbindung wird bestätigt, indem die UV-, IR- und PMR-Spektren der Substanz genommen oder vom Lehrer erhalten werden.
1. Voruntersuchung des Stoffes
Die Untersuchung beginnt mit einer Beschreibung der äußeren Eigenschaften des Stoffes: Aggregatzustand, Farbe, Geruch. Wenn die Substanz fest ist, schreiben sie auf, welche kristallin (Nadeln, Platten, Prismen usw.), mikrokristallin, amorph ist. Achten Sie darauf, ob die Substanz homogen ist oder nicht. Schreibe seine Farbe auf. Unter den farbigen sind Chinone, einige α-Diketone, Azo-, Nitroso-, Nitroderivate, einige Polyhalogenderivate, Verbindungen mit einer großen Anzahl konjugierter Bindungen. Es wird festgehalten, ob die Farbe beim Umkristallisieren und Destillieren erhalten bleibt, also stoffinhärent oder durch Verunreinigungen bedingt ist. Bei kristallinen Stoffen wird der Schmelzpunkt bestimmt, bei flüssigen Stoffen der Siedepunkt, der Brechungsindex des Lichts.
Schreiben Sie die Konstanten der Substanz auf; Farbe und Geruch einer reinen Substanz. Viele organische Verbindungen haben einen spezifischen Geruch, der mit etwas Übung verwendet werden kann, um zu bestimmen, zu welcher Klasse sie gehören (Ether, Phenole, Nitroverbindungen, Amine usw.).
Kalzinierung. 0,1 ml (0,1 g) der Substanz auf den Tiegeldeckel geben (fest an der Spatelspitze). Bringen Sie es vorsichtig in den oberen oder seitlichen Teil der farblosen Flamme des Brenners und bewegen Sie die Abdeckung allmählich in den heißeren Teil der Flamme. Beobachten Sie sorgfältig die laufenden Veränderungen in der Substanz. Sie erfassen die Art des Schmelzens (ob sich die Substanz zersetzt) und Brennen (schnell, blitzend, langsam), die Farbe der Flamme und den Geruch. Wenn die Substanz mit einer schwachen Flamme (fast blau) brennt, weist dies auf das Vorhandensein von sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen darin hin. Eine gelb leuchtende (rauchige) Flamme ist charakteristisch für kohlenstoffreiche Verbindungen (aromatische und acetylenische Kohlenwasserstoffe).
Bestimmung der Löslichkeit. Anhand der Löslichkeit einer Substanz in verschiedenen Lösungsmitteln kann auf das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen in der Substanz geschlossen werden. Darüber hinaus ermöglicht Ihnen die Bestimmung der Löslichkeit, ein geeignetes Lösungsmittel für die Umkristallisation eines Stoffes auszuwählen (Gleiches löst sich in Gleichem). Die Löslichkeit sollte in folgenden Lösungsmitteln untersucht werden: Wasser, 6%ige Lösungen von Natriumhydroxid, Natriumbicarbonat, Salzsäure; konzentrierte Schwefelsäure, Ethylalkohol, Benzol, Petrolether, Essigsäure. Ein Tropfen einer Flüssigkeit oder 0,01 g einer festen Verbindung wird in das Reagenzglas gegeben und 0,2 ml (10 Tropfen) des Lösungsmittels werden tropfenweise zugegeben. Schütteln Sie das Röhrchen nach jeder Zugabe von Lösungsmittel. Wenn die Verbindung vollständig löslich ist, wird sie als löslich registriert. Wenn die Substanz schwer löslich ist oder sich bei Raumtemperatur nicht auflöst, erhitzen Sie die Mischung zum Kochen. Bei schlechter Löslichkeit in anorganischen Lösungsmitteln wird die unlösliche Substanz abgetrennt, die Lösung neutralisiert und beobachtet, ob die Ausgangsverbindung daraus freigesetzt wird. Die Trübung des neutralisierten Filtrats zeigt die Eigenschaften der Substanzen an: sauer, wenn das Lösungsmittel Alkali oder Soda war; basisch - saures Lösungsmittel. Beim Einbringen eines Stoffes in eine Bicarbonatlösung ist darauf zu achten, ob Kohlenmonoxid (IV) freigesetzt wird.
2. Qualitative Analyse
Stickstoff, Schwefel, Halogen können in einer Portion einer Substanz nachgewiesen werden, indem man sie mit Natrium verschmilzt (wenn die Substanz flüssig ist, stellen Sie zuerst sicher, dass es keine Säure ist, sonst ist eine Explosion möglich):
CnHmHalNS → NaHal + NaCN + Na2S
Nach dem Auflösen der Legierung werden qualitative Reaktionen für Ionen durchgeführt: Hal-, S2-, CN-. ~ 0,1 g der Substanz werden in ein Reagenzglas gegeben. Fixieren Sie das Rohr in einem Gestell schräg in einem Abzug. Ein kleines Stück (etwa ein Viertel einer Erbse) gereinigtes Natrium wird hinzugefügt. Vorsichtig bis zur Dunkelrotglut erhitzen und das Reagenzglas schnell in ein Becherglas mit 5 ml destilliertem Wasser absenken. ~Achtung, Brille auf! ~ Die Lösung wird von Glassplittern filtriert und in mehrere Reagenzgläser in getrennte Portionen von 1-1,5 ml gegossen. Jede Portion wird verwendet, um eine qualitative Reaktion durchzuführen (das Filtrat sollte farblos sein). Sie machen Belstein-Tests, mit Silbernitrat für Halogene, mit Bleiacetat für Schwefel und Stickstoff.↓
Qualitative Reaktionen auf Halogene
Belstein-Test. Halogene können in der Testsubstanz nachgewiesen werden, ohne sie mit Natrium zu fusionieren. Das Ende des Kupferdrahts wird zu einer kleinen Schleife gebogen und in der Flamme eines Brenners kalziniert, bis die grüne Farbe der Flamme verschwindet. Lassen Sie den Draht abkühlen, tauchen Sie ihn in die Testsubstanz und erhitzen Sie ihn erneut in der Flamme des Brenners. Eine grüne Flamme zeigt das Vorhandensein von Halogenen an. Diese Reaktion ist äußerst empfindlich (auch Verunreinigungen können eine positive Reaktion hervorrufen! Daher sollte ihr positives Ergebnis immer durch Reaktion mit Silbernitrat überprüft werden):
AgNO3 + NaHal → AgHal + NaNO3
Das nach der Zersetzung der Prüfsubstanz durch Schmelzen mit Natrium erhaltene Filtrat wird mit Salpetersäure bis zur sauren Reaktion angesäuert und mit einer wässrigen Silbernitratlösung versetzt. Es fällt ein käsiger Niederschlag von Silberhalogenid von weißer (Chlor), gelblicher (Brom) und hellgelber (Jod) Farbe aus.
Qualitative Reaktion auf Stickstoff
FeSO4 + 2NaCN → Fe(CN)2 + Na2SO4
Fe(CN)2 + 4NaCN → Na4Fe(CN)6
3Na4Fe(CN)6 + 2Fe2(SO4)3 → Fe43 + 6Na2SO4
Dem Filtrat wird ein Kristall Eisensulfat oder 2 Tropfen seiner frisch zubereiteten Lösung zugesetzt. Kochen Sie eine Minute. Fügen Sie einen Tropfen Fe3+ Salzlösung hinzu. Mit Salzsäure (5-6 Tropfen) ansäuern. Wenn Stickstoff in der Testsubstanz vorhanden ist, fällt Preußischblau aus oder es erscheint eine hellblaue Farbe.
Qualitative Reaktion auf Schwefel
Na2S + 2HCl → H2S + 2NaCl (a)
Na2S + Pb(OCOCH3)2 → PbS↓ + 2CH3COOHa (b)
Na2S + Na2 → Na4 (c)
Zum Nachweis des S2-Ions wird ein Teil des Filtrats mit Salzsäure angesäuert. Der charakteristische Geruch von Schwefelwasserstoff weist auf das Vorhandensein von zweiwertigem Schwefel (a) hin. In einem weiteren Reagenzglas wird das Filtrat mit Essigsäure angesäuert und mit Bleiacetatlösung versetzt. In Gegenwart von S2- bildet sich ein schwarzer PBS-Niederschlag. Bei wenig Schwefel färbt sich die Lösung statt Niederschlag nur braun (b). Zum dritten Teil des Filtrats fügen Sie einige Tropfen einer verdünnten Lösung von Natriumnitroprussid hinzu. Das Erscheinen einer blauvioletten Farbe des Thionitrokomplexes weist auf das Vorhandensein von Schwefel (c) hin.
3. Entdeckung funktioneller Gruppen
Basierend auf den Ergebnissen der Studie physikalische Eigenschaften und die qualitative Zusammensetzung der Verbindung bestimmen die ungefähre mögliche Klasse des Analyten. Machen Sie dann qualitative Reaktionen auf die angeblichen funktionellen Gruppen. Angenommen, es wird festgestellt, dass die Substanz flüssig, farblos ist, keinen Stickstoff, Halogene und Schwefel enthält, sich gut in Wasser löst, neutral reagiert und bei 78 ° C siedet. Vermutlich kann eine solche Substanz ein Alkohol, ein Aldehyd, ein Keton sein. Zur Verdeutlichung werden qualitative Reaktionen nur für Alkohol-, Aldehyd- und Ketongruppen durchgeführt. Es sollten kleine Proben (0,1–0,15 g) der Substanz entnommen werden, wobei der Großteil für die Derivatisierung und (ein Teil als Reserve) für abschließende spezifische Reaktionen auf eine bestimmte einzelne Substanz zurückbehalten wird.
Vor Durchführung einer bestimmten Reaktion mit einem Analyten empfiehlt es sich, einen Versuch mit einer bekannten Verbindung dieser Klasse durchzuführen. Und erst nachdem man das Verfahren zur Durchführung der Operation beherrscht und sichergestellt hat, dass die Reagenzien von guter Qualität sind, sollte man mit den Proben mit dem Analyten fortfahren.
Mehrfachbindung
Reaktion mit Brom.
Die überwiegende Mehrheit der Verbindungen, die eine Mehrfachbindung enthalten (Doppel-, Dreifach- oder Kombinationen davon, mit Ausnahme aromatischer Systeme), fügt leicht Brom hinzu:
Die Reaktion wird üblicherweise in Essigsäure oder Tetrachlorkohlenstoff durchgeführt. Zu einer Lösung von 0,1 g oder 0,1 ml einer Substanz in 2-3 ml Eisessig, die in ein kleines Reagenzglas gegeben wird, wird unter Schütteln eine 1%ige Lösung von Brom in Eisessig getropft. Befindet sich in der Substanz eine Mehrfachbindung, wird die Lösung sofort farblos.
In einigen Fällen entfärben auch Verbindungen, die Wasserstoff enthalten, der leicht durch Brom ersetzt werden kann (Anilin, Phenol, Ketone, einige tertiäre Kohlenwasserstoffe), die Bromlösung. Dabei wird jedoch Bromwasserstoff freigesetzt, der mit nassem Lackmuspapier oder Kongo leicht bestimmt werden kann:
2.1.1. Qualitative Reaktionen zum Sulfidanion S 2-. Von den Sulfiden sind nur Alkalimetall- und Ammoniumsulfide löslich. Unlösliche Sulfide haben eine spezifische Farbe, durch die das eine oder andere Sulfid identifiziert werden kann.
Färbung:
MnS - Fleisch (rosa).
ZnS - weiß.
PBS - schwarz.
Ag 2 S - schwarz.
CdS - zitronengelb.
SnS - Schokolade.
HgS (Metakinovar) - schwarz.
HgS (Zinnober) - rot.
Sb 2 S 3 - orange.
Bi 2 S 3 - schwarz.
Einige Sulfide bilden sich bei der Wechselwirkung mit nicht oxidierenden Säuren giftiges Gas Schwefelwasserstoff H 2 S mit unangenehmem Geruch (faule Eier):
Na2S + 2HBr \u003d 2NaBr + H2S
S 2- + 2H + = H 2 S
Und einige sind beständig gegen verdünnte Lösungen von HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HCOOH, CH 3 COOH – zum Beispiel CuS, Cu 2 S, Ag 2 S, HgS, PbS, CdS, Sb 2 S 3 , SnS und einige andere. Sie werden aber in eine Lösung von konz. Salpetersäure beim Kochen (Sb 2 S 3 und HgS lösen sich am schwersten, und letzteres löst sich viel schneller in Königswasser):
CuS + 8HNO 3 \u003d t \u003d CuSO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O
Das Sulfidanion kann auch nachgewiesen werden, indem eine Sulfidlösung in Bromwasser gegossen wird:
S 2– + Br 2 = S↓ + 2Br –
Der entstehende Schwefel fällt aus.
2.1.2. Qualitative Reaktion auf das Sulfat-Anion SO 4 2-. Das Sulfatanion wird normalerweise mit einem Blei- oder Bariumkation ausgefällt:
Pb 2+ + SO 4 2- \u003d PbSO 4 ↓
Weißer Bleisulfatniederschlag.
2.1.3. Qualitative Reaktion zum Silikatanion SiO 3 2-. Das Silikat-Anion fällt bei Zugabe starker Säuren leicht in Form einer glasigen Masse aus:
SiO 3 2- + 2H + = H 2 SiO 3 ↓ (SiO 2 * nH 2 O)
2.1.4. Qualitative Reaktionen auf Chlorid-Anion Cl – , Bromid-Anion Br – , Iodid-Anion I – siehe Abschnitt "Qualitative Reaktionen auf das Silberkation Ag +".
2.1.5. Qualitative Reaktion auf das Sulfit-Anion SO 3 2-. Wenn einer Lösung starke Säuren zugesetzt werden, entsteht Schwefeldioxid SO 2 - ein Gas mit stechendem Geruch (der Geruch eines brennenden Streichholzes):
SO 3 2- + 2H + = SO 2 + H 2 O
2.1.6. Qualitative Reaktion zum Carbonatanion CO 3 2-. Wenn einer Carbonatlösung starke Säuren zugesetzt werden, entsteht Kohlendioxid CO 2, das einen brennenden Splitter löscht:
CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
2.1.7. Qualitative Reaktion zum Thiosulfat-Anion S 2 O 3 2-. Wenn eine Lösung von Schwefel- oder Salzsäure zu einer Lösung von Thiosulfat gegeben wird, entsteht Schwefeldioxid SO 2 und elementarer Schwefel S fällt aus:
S 2 O 3 2- + 2H + = S↓ + SO 2 + H2O
2.1.8. Qualitative Reaktion auf das Chromatanion CrO 4 2-. Wenn eine Lösung von Bariumsalzen zu einer Chromatlösung gegeben wird, fällt ein gelber Niederschlag von Bariumchromat BaCrO 4 aus, der sich in stark saurer Umgebung zersetzt:
Ba 2+ + CrO 4 2– = BaCrO 4 ↓
Chromatlösungen sind gelb gefärbt. Wenn die Lösung angesäuert wird, ändert sich die Farbe nach Orange, was dem Dichromat-Anion Cr 2 O 7 2- entspricht:
2CrO 4 2- + 2H + = Cr 2 O 7 2- + H 2 O
Darüber hinaus sind Chromate Oxidationsmittel in alkalischen und neutralen Medien (Oxidationsfähigkeit ist schlechter als die von Dichromaten):
S 2- + CrO 4 2- + H 2 O \u003d S + Cr (OH) 3 + OH -
2.1.9. Qualitative Reaktion auf das Dichromat-Anion Cr 2 O 7 2-. Wenn einer Dichromatlösung eine Silbersalzlösung zugesetzt wird, bildet sich ein orangefarbener Niederschlag Ag 2 Cr 2 O 7:
2Ag + + Cr 2 O 7 2– = Ag 2 Cr 2 O 7 ↓
Lösungen von Dichromaten sind orange gefärbt. Beim Alkalisieren der Lösung ändert sich die Farbe nach gelb, entsprechend dem Chromatanion CrO 4 2-:
Cr 2 O 7 2- + 2OH - \u003d 2CrO 4 2- + H 2 O
Außerdem sind Dichromate in saurer Umgebung starke Oxidationsmittel. Bei Zugabe eines Reduktionsmittels zu einer angesäuerten Dichromatlösung verändert sich die Farbe der Lösung von orange nach grün, entsprechend dem Chrom(III)-Cr 3+ -Kation (Bromid-Anion als Reduktionsmittel):
6Br – + Cr 2 O 7 2– + 14H + = 3Br 2 + 2Cr 3+ + 7H 2 O
Spektakuläre qualitative Reaktion auf sechswertiges Chrom - dunkelblaue Färbung der Lösung bei Zugabe von konz. Wasserstoffperoxid in Äther. Gebildete Chromperoxidzusammensetzung CrO 5 .
2.2.0. Qualitative Reaktion auf das Permanganat-Anion MnO 4 -. Das Permanganat-Anion "gibt" eine dunkelviolette Farbe der Lösung. Außerdem sind Permanganate die stärksten Oxidationsmittel, in einer sauren Umgebung werden sie zu Mn 2+ reduziert (violette Farbe verschwindet), in einer neutralen zu Mn +4 (Farbe verschwindet, ein brauner Niederschlag aus Mangandioxid MnO 2 fällt aus) und in alkalischem Medium - zu MnO 4 2- (die Farbe der Lösung ändert sich zu dunkelgrün):
5SO 3 2- + 2MnO 4 - + 6H + = 5SO 4 2- + 2Mn 2+ + 3H 2 O
3SO 3 2- + 2MnO 4 - + H 2 O \u003d 3SO 4 2- + 2MnO 2 ↓ + 2OH -
SO 3 2- + 2MnO 4 - + 2OH - \u003d SO 4 2- + 2MnO 4 2- + H 2 O
2.2.1. Qualitative Reaktion auf das Manganat-Anion MnO 4 2-. Beim Ansäuern der Manganatlösung ändert sich die dunkelgrüne Farbe in dunkelviolett, entsprechend dem Permanganat-Anion MnO 4 -:
3K 2 MnO 4 (p.) + 4HCl (diff.) \u003d MnO 2 ↓ + 2KMnO 4 + 4KCl + 2H 2 O
2.2.2. Qualitative Reaktion auf das Phosphatanion PO 4 3-. Wenn eine Silbersalzlösung zu einer Phosphatlösung gegeben wird, fällt ein gelblicher Niederschlag von Silber(I)-phosphat Ag 3 PO 4 aus:
3Ag + + PO 4 3– = Ag 3 PO 4 ↓
Die Reaktion auf das Dihydrophosphat-Anion H 2 PO 4 - ist ähnlich.
2.2.3. Qualitative Reaktion auf das Ferratanion FeO 4 2-. Fällung aus einer Lösung von rotem Bariumferrat (die Reaktion wird in alkalischem Medium durchgeführt):
Ba 2+ + FeO 4 2- \u003d OH - \u003d BaFeO 4 ↓
Ferrate sind die stärksten Oxidationsmittel (stärker als Permanganate). Stabil im alkalischen Milieu, instabil im sauren:
4FeO 4 2- + 20H + = 4Fe 3+ + 3O 2 + 10H 2 O
2.2.4. Qualitative Reaktion auf das Nitratanion NO 3 -. Nitrate in Lösung zeigen keine Oxidationsfähigkeit. Aber wenn die Lösung angesäuert wird, können sie beispielsweise Kupfer oxidieren (die Lösung wird normalerweise mit verd. H 2 SO 4 angesäuert):
3Cu + 2NO 3 – + 8H + = 3Cu 2+ + 2NO + 4H 2 O
2.2.5. Qualitative Reaktion für Hexacyanoferrat (II) und (III) Ionen 4- und 3-. Bei Zugabe von Fe 2+ -haltigen Lösungen bildet sich ein dunkelblauer Niederschlag (Turnbullblau, Preußischblau):
K 3 + FeCl 2 \u003d KFe + 2KCl (in diesem Fall besteht der Niederschlag aus einer Mischung aus KFe (II), KFe (III), Fe 3 2, Fe 4 3).
2.2.6. Qualitative Reaktion auf das Arsenatanion AsO 4 3-. Die Bildung von wasserunlöslichem Silberarsenat (I) Ag 3 AsO 4 mit der Farbe von "Kaffee mit Milch":
3Ag + + AsO 4 3– = Ag 3 AsO 4 ↓
Hier sind die wichtigsten qualitativen Reaktionen auf Anionen. Als nächstes betrachten wir qualitative Reaktionen auf einfache und komplexe Substanzen.
3. Qualitative Reaktionen auf einfache und komplexe Substanzen. Einige einfache und komplexe Substanzen, wie Ionen, werden durch qualitative Reaktionen nachgewiesen. Im Folgenden werde ich qualitative Reaktionen auf einige Substanzen beschreiben.
3.1.1. Qualitative Reaktion für Wasserstoff H 2 . Bellende Baumwolle, wenn ein brennender Splitter zu einer Wasserstoffquelle gebracht wird.
3.1.2. Qualitative Reaktion auf Stickstoff N 2. Löschen eines brennenden Splitters in einer Stickstoffatmosphäre. Beim Einleiten in eine Ca(OH) 2 -Lösung fällt kein Niederschlag aus.
3.1.3. Qualitative Reaktion auf Sauerstoff O 2. Die helle Entzündung eines glimmenden Splitters in einer Sauerstoffatmosphäre.
3.1.4. Qualitative Reaktion auf Ozon O 3 . Die Wechselwirkung von Ozon mit einer Lösung von Jodiden mit der Ausfällung von kristallinem Jod I 2 im Niederschlag:
2KI + O 3 + H 2 O \u003d 2KOH + I 2 ↓ + O 2
Im Gegensatz zu Ozon entsteht bei dieser Reaktion Sauerstoff Nicht
betritt.
3.1.5. Qualitative Reaktion auf Chlor Cl 2.Chlor ist ein gelbgrünes Gas mit einem sehr unangenehmen Geruch. Wechselwirkung von Chlormangel mit Jodidlösungen, elementares Jod I 2 fällt aus:
2KI + Cl 2 \u003d 2KCl + I 2 ↓
Ein Überschuss an Chlor führt zur Oxidation des entstehenden Jods:
I 2 + 5Cl 2 + 6H 2 O \u003d 2HIO 3 + 10HCl
3.1.6. Qualitative Reaktionen auf Ammoniak NH 3 . Hinweis: Diese Reaktionen werden im Schulkurs nicht vermittelt. Dies sind jedoch die zuverlässigsten qualitativen Reaktionen für Ammoniak.
Schwärzung eines in einer Lösung aus Quecksilber (I) Hg 2 + Salz getränkten Papiers:
Hg 2 Cl 2 + 2NH 3 \u003d Hg (NH 2) Cl + Hg + NH 4 Cl
Durch die Freisetzung von fein verteiltem Quecksilber verfärbt sich das Papier schwarz.
Die Wechselwirkung von Ammoniak mit einer alkalischen Lösung von Kaliumtetraiodomercurat (II) K 2 (Nessler-Reagenz)
:
2K2 + NH3 + 3KOH = I ·
H 2 O↓ + 7KI + 2H 2 O
Komplex I ·
H 2 O braun (rostfarben) fällt aus.
Die letzten beiden Reaktionen sind für Ammoniak am zuverlässigsten.
Die Reaktion von Ammoniak mit Chlorwasserstoff ("Rauch" ohne Feuer):
NH 3 + HCl = NH 4 Cl
3.1.7. Qualitative Reaktion für Phosgen (Carbonylchlorid, Carbonylchlorid) COCl 2 . Die Emission von weißem "Rauch" von einem in eine Ammoniaklösung getauchten Blatt Papier:
COCl 2 + 4NH 3 \u003d (NH 2) 2 CO + 2NH 4 Cl
3.1.8. Qualitative Reaktion auf Kohlenmonoxid (Kohlenmonoxid) CO. Trübung der Lösung beim Einleiten von Kohlenmonoxid in eine Lösung von Palladium(II)chlorid:
PdCl 2 + CO + H 2 O \u003d CO 2 + 2 HCl + Pd ↓
3.1.9. Qualitative Reaktion auf Kohlendioxid (Kohlendioxid) CO 2 . Löschen eines glimmenden Splitters in einer Kohlendioxidatmosphäre.
Der Durchgang von Kohlendioxid in eine Lösung von gelöschtem Kalk Ca (OH) 2:
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O
Der weitere Durchgang führt zur Auflösung des Niederschlags:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
3.2.1. Qualitative Reaktion auf Stickoxid (II) NO. Stickstoffmonoxid (II) ist sehr empfindlich gegenüber Luftsauerstoff, daher wird es an der Luft braun und oxidiert zu Stickstoffmonoxid (IV) NO 2:
2NO + O 2 \u003d 2NO 2
Stickstoff- Element der 2. Periode der V A-Gruppe Periodensystem, Seriennummer 7. Die elektronische Formel des Atoms ist [ 2 He] 2s 2 2p 3, die charakteristischen Oxidationsstufen sind 0, -3, +3 und +5, seltener +2 und +4 usw. die N v Zustand gilt als relativ stabil.
Skala des Stickstoffoxidationszustands:
+5 - N 2 O 5, NO 3, NaNO 3, AgNO 3
3 - N 2 O 3 , NO 2 , HNO 2 , NaNO 2 , NF 3
3 - NH 3, NH 4, NH 3 * H 2 O, NH 2 Cl, Li 3 N, Cl 3 N.
Stickstoff hat eine hohe Elektronegativität (3,07), die dritte nach F und O. Er weist typische nichtmetallische (saure) Eigenschaften auf, während er verschiedene sauerstoffhaltige Säuren, Salze und binäre Verbindungen sowie das Ammoniumkation NH 4 und seine bildet Salze.
In der Natur - siebzehnter nach chemischem Häufigkeitselement (neunter unter den Nichtmetallen). Ein lebenswichtiges Element für alle Organismen.
N 2
Einfache Substanz. Es besteht aus unpolaren Molekülen mit einer sehr stabilen N≡N ˚σππ-Bindung, was die chemische Trägheit des Elements unter Normalbedingungen erklärt.
Ein farbloses, geschmackloses, geruchloses Gas, das zu einer farblosen Flüssigkeit kondensiert (im Gegensatz zu O2).
heim Komponente Luft 78,09 Vol.-%, 75,52 Massenprozent. Stickstoff verdampft aus flüssiger Luft, bevor es Sauerstoff tut. Leicht löslich in Wasser (15,4 ml / 1 l H 2 O bei 20 ˚C), die Löslichkeit von Stickstoff ist geringer als die von Sauerstoff.
Bei Raumtemperatur reagiert N 2 mit Fluor und in sehr geringem Maße mit Sauerstoff:
N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3, N 2 + O 2 ↔ 2NO
Die reversible Reaktion zur Gewinnung von Ammoniak verläuft bei einer Temperatur von 200 °C, unter einem Druck von bis zu 350 atm und immer in Gegenwart eines Katalysators (Fe, F 2 O 3 , FeO, im Labor bei Pt)
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 92 kJ
Nach dem Le-Chatelier-Prinzip soll bei Druckerhöhung und Temperaturerniedrigung eine Erhöhung der Ammoniakausbeute erfolgen. Die Reaktionsgeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen ist jedoch sehr gering, sodass das Verfahren bei 450–500 °C durchgeführt wird, wobei eine Ammoniakausbeute von 15 % erreicht wird. Nicht umgesetztes N 2 und H 2 kehren in den Reaktor zurück und erhöhen dadurch das Ausmaß der Reaktion.
Stickstoff ist gegenüber Säuren und Laugen chemisch passiv, unterstützt die Verbrennung nicht.
Erhalt v Industrie- fraktionierte Destillation von flüssiger Luft oder chemische Entfernung von Sauerstoff aus Luft, beispielsweise durch die Reaktion 2C (Koks) + O 2 \u003d 2CO beim Erhitzen. In diesen Fällen wird Stickstoff gewonnen, der auch Verunreinigungen von Edelgasen (hauptsächlich Argon) enthält.
Im Labor lassen sich kleine Mengen chemisch reinen Stickstoffs durch eine Schaltreaktion bei mäßiger Erwärmung gewinnen:
N -3 H 4 N 3 O 2 (T) \u003d N 2 0 + 2H 2 O (60-70)
NH 4 Cl(p) + KNO 2 (p) = N 2 0 + KCl + 2H 2 O (100˚C)
Es wird zur Synthese von Ammoniak verwendet. Salpetersäure und andere stickstoffhaltige Produkte als Inertmedium für chemische und metallurgische Prozesse und Lagerung brennbarer Stoffe.
NH 3
Binäre Verbindung, Stickstoffoxidationszustand ist - 3. Ein farbloses Gas mit einem scharfen charakteristischen Geruch. Das Molekül hat die Struktur eines unvollständigen Tetraeders [: N(H) 3 ] (sp 3 -Hybridisierung). Die Anwesenheit von Stickstoff im Molekül NH 3 eines Donor-Elektronenpaars im sp 3 -Hybridorbital verursacht eine charakteristische Additionsreaktion eines Wasserstoffkations unter Bildung eines Kations Ammonium NH4. Es verflüssigt sich unter Überdruck bei Raumtemperatur. IN flüssigen Zustandüber Wasserstoffbrücken verbunden. Thermisch instabil. Lassen Sie uns gut in Wasser auflösen (mehr als 700 l/1 l H 2 O bei 20˚C); der Anteil in der gesättigten Lösung beträgt 34 Gew.-% und 99 Vol.-%, pH = 11,8.
Sehr reaktiv, neigt zu Additionsreaktionen. Verbrennt in Sauerstoff, reagiert mit Säuren. Zeigt reduzierende (durch N-3) und oxidierende (durch H+1) Eigenschaften. Es wird nur mit Calciumoxid getrocknet.
Qualitative Reaktionen - die Bildung von weißem "Rauch" bei Kontakt mit gasförmigem HCl, Schwärzung eines mit einer Lösung von Hg 2 (NO3) 2 angefeuchteten Papiers.
Ein Zwischenprodukt bei der Synthese von HNO 3 und Ammoniumsalzen. Es wird zur Herstellung von Soda, Stickstoffdünger, Farbstoffen, Sprengstoffen verwendet; Flüssiges Ammoniak ist ein Kältemittel. Giftig.
Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:
2NH 3 (g) ↔ N 2 + 3H 2
NH 3 (g) + H 2 O ↔ NH 3 * H 2 O (p) ↔ NH 4 + + OH –
NH 3 (g) + HCl (g) ↔ NH 4 Cl (g) weißer "Rauch"
4NH 3 + 3O 2 (Luft) = 2N 2 + 6 H 2 O (Verbrennung)
4NH 3 + 5O 2 = 4NO+ 6 H 2 O (800˚C, Kat. Pt/Rh)
2 NH 3 + 3 CuO = 3 Cu + N 2 + 3 H 2 O (500˚C)
2 NH 3 + 3 Mg \u003d Mg 3 N 2 + 3 H 2 (600 ˚C)
NH 3 (g) + CO 2 (g) + H 2 O \u003d NH 4 HCO 3 (Raumtemperatur, Druck)
Erhalt. IN Labore- Verdrängung von Ammoniak aus Ammoniumsalzen beim Erhitzen mit Natronkalk: Ca (OH) 2 + 2NH 4 Cl \u003d CaCl 2 + 2H 2 O + NH 3
Oder Sieden einer wässrigen Ammoniaklösung und anschließendes Trocknen des Gases.
In der Industrie Ammoniak wird aus Stickstoff mit Wasserstoff hergestellt. Von der Industrie entweder in verflüssigter Form oder in Form einer konzentrierten wässrigen Lösung unter dem technischen Namen hergestellt Ammoniakwasser.
AmmoniakhydratNH 3
*
H 2
Ö.
Intermolekulare Verbindung. Weiß, im Kristallgitter - NH 3 - und H 2 O-Moleküle, die durch eine schwache Wasserstoffbrücke verbunden sind. Es ist in wässriger Ammoniaklösung eine schwache Base (Dissoziationsprodukte sind das NH 4 -Kation und das OH-Anion). Das Ammoniumkation hat eine regelmäßige tetraedrische Struktur (sp 3 -Hybridisierung). Thermisch instabil, zersetzt sich beim Kochen der Lösung vollständig. Neutralisiert durch starke Säuren. Es zeigt reduzierende Eigenschaften (aufgrund von N -3) in einer konzentrierten Lösung. Es tritt in die Reaktion des Ionenaustauschs und der Komplexbildung ein.
Qualitative Reaktion– Bildung von weißem „Rauch“ bei Kontakt mit gasförmiger HCl. Es wird verwendet, um während der Ausfällung von amphoteren Hydroxiden eine leicht alkalische Umgebung in Lösung zu schaffen.
Eine 1 M Ammoniaklösung enthält hauptsächlich NH 3 *H 2 O-Hydrat und nur 0,4 % NH 4 OH-Ionen (aufgrund von Hydratdissoziation); somit ist das ionische "Ammoniumhydroxid NH 4 OH" praktisch nicht in der Lösung enthalten, es gibt auch keine solche Verbindung im festen Hydrat.
Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:
NH 3 H 2 O (konz.) = NH 3 + H 2 O (Kochen mit NaOH)
NH 3 H 2 O + HCl (verschieden) = NH 4 Cl + H 2 O
3(NH 3 H 2 O) (konz.) + CrCl 3 = Cr(OH) 3 ↓ + 3 NH 4 Cl
8(NH 3 H 2 O) (konz.) + 3Br 2(p) = N 2 + 6 NH 4 Br + 8H 2 O (40-50˚C)
2(NH 3 H 2 O) (konz.) + 2KMnO 4 = N 2 + 2MnO 2 ↓ + 4H 2 O + 2KOH
4(NH 3 H 2 O) (konz.) + Ag 2 O = 2OH + 3H 2 O
4(NH 3 H 2 O) (konz.) + Cu(OH) 2 + (OH) 2 + 4H 2 O
6(NH 3 H 2 O) (konz.) + NiCl 2 = Cl 2 + 6H 2 O
Oft wird eine verdünnte Ammoniaklösung (3-10%) genannt Ammoniak(der Name wurde von Alchemisten erfunden), und eine konzentrierte Lösung (18,5 - 25%) ist eine Ammoniaklösung (von der Industrie hergestellt).
Stickoxide
StickstoffmonoxidNEIN
Nicht salzbildendes Oxid. farbloses Gas. Das Radikal enthält eine kovalente σπ-Bindung (N꞊O), im Festkörper das Dimer N 2 O 2 co N-N-Verbindung. Extrem thermisch stabil. Empfindlich gegen Luftsauerstoff (wird braun). Etwas wasserlöslich und reagiert nicht damit. Chemisch passiv gegenüber Säuren und Laugen. Beim Erhitzen reagiert es mit Metallen und Nichtmetallen. hochreaktives Gemisch aus NO und NO 2 ("nitrose Gase"). Ein Zwischenprodukt bei der Synthese von Salpetersäure.
Gleichungen der wichtigsten Reaktionen:
2NO + O 2 (Bsp.) = 2NO 2 (20˚C)
2NO + C (Graphit) \u003d N 2 + CO 2 (400-500˚C)
10NO + 4P(rot) = 5N 2 + 2P 2 O 5 (150-200˚C)
2NO + 4Cu \u003d N 2 + 2 Cu 2 O (500-600 ° C)
Reaktionen auf Gemische aus NO und NO 2:
NO + NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 2 (p)
NO + NO 2 + 2KOH(razb.) \u003d 2KNO 2 + H 2 O
NO + NO 2 + Na 2 CO 3 \u003d 2 Na 2 NO 2 + CO 2 (450-500 ° C)
Erhalt v Industrie: Oxidation von Ammoniak mit Sauerstoff an einem Katalysator, in Labore- Wechselwirkung von verdünnter Salpetersäure mit Reduktionsmitteln:
8HNO 3 + 6Hg \u003d 3Hg 2 (NO 3) 2 + 2 NEIN+ 4 H 2 O
oder Reduktion von Nitraten:
2NaNO 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI \u003d 2 NEIN +
I 2 ↓ + 2 H 2 O + 2 Na 2 SO 4
StickstoffdioxidNEIN 2
Säureoxid entspricht bedingt zwei Säuren - HNO 2 und HNO 3 (Säure für N 4 existiert nicht). Braunes Gas, Monomer NO 2 bei Raumtemperatur, flüssiges farbloses Dimer N 2 O 4 (Diastickstofftetroxid) in der Kälte. Reagiert vollständig mit Wasser, Laugen. Sehr starkes Oxidationsmittel, korrosiv gegenüber Metallen. Es wird für die Synthese von Salpetersäure und wasserfreien Nitraten, als Oxidationsmittel für Raketentreibstoff, als Ölreiniger von Schwefel und als Katalysator für die Oxidation organischer Verbindungen verwendet. Giftig.
Die Gleichung der wichtigsten Reaktionen:
2NO 2 ↔ 2NO + O 2
4NO 2 (l) + H 2 O \u003d 2HNO 3 + N 2 O 3 (syn.) (in der Kälte)
3 NO 2 + H 2 O \u003d 3HNO 3 + NO
2NO 2 + 2NaOH (diff.) \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
4NO 2 + O 2 + 2 H 2 O \u003d 4 HNO 3
4NO 2 + O 2 + KOH \u003d KNO 3 + 2 H 2 O
2NO 2 + 7H 2 = 2NH 3 + 4 H 2 O (Kat. Pt, Ni)
NO 2 + 2HI(p) = NO + I 2 ↓ + H 2 O
NO 2 + H 2 O + SO 2 = H 2 SO 4 + NO (50-60˚C)
NO2 + K = KNO2
6NO 2 + Bi(NO 3) 3 + 3NO (70- 110˚C)
Erhalt: v Industrie - Oxidation von NO mit Luftsauerstoff, in Labore– Wechselwirkung von konzentrierter Salpetersäure mit Reduktionsmitteln:
6HNO 3 (konz., Berge) + S \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
5HNO 3 (konz.,hort.) + P (rot) \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
2HNO 3 (konz., Berge) + SO 2 \u003d H 2 SO 4 + 2 NO 2
DistickstoffoxidN 2 Ö
Farbloses Gas mit angenehmem Geruch ("Lachgas"), N꞊N꞊О, formale Stickstoffoxidationsstufe +1, in Wasser schwer löslich. Unterstützt die Verbrennung von Graphit und Magnesium:
2N 2 O + C = CO 2 + 2N 2 (450˚C)
N 2 O + Mg = N 2 + MgO (500 °C)
Gewonnen durch thermische Zersetzung von Ammoniumnitrat:
NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2 H 2 O (195-245 ° C)
in der Medizin als Anästhetikum verwendet.
DistickstofftrioxidN 2 Ö 3
Bei niedrigen Temperaturen ist es eine blaue Flüssigkeit, ON꞊NO 2, die formale Oxidationsstufe von Stickstoff ist +3. Bei 20 ˚C zerfällt es zu 90 % in ein Gemisch aus farblosem NO und braunem NO 2 („nitrose Gase“, Industrierauch – „Fuchsschwanz“). N 2 O 3 - Säureoxid, bildet in der Kälte mit Wasser HNO 2, reagiert bei Erwärmung anders:
3N 2 O 3 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + 4NO
Mit Laugen erhält man HNO 2 -Salze, zB NaNO 2 .
Erhalten durch die Wechselwirkung von NO mit O 2 (4NO + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3) oder mit NO 2 (NO 2 + NO \u003d N 2 O 3)
mit starker Kühlung. "Nitrogase" und umweltgefährdend wirken als Katalysatoren für die Zerstörung der Ozonschicht der Atmosphäre.
Distickstoffpentoxid N 2 Ö 5
Farblos, fest, O 2 N - O - NO 2, Stickstoffoxidationsstufe ist +5. Bei Raumtemperatur zerfällt es in 10 Stunden in NO 2 und O 2 . Reagiert mit Wasser und Laugen als saures Oxid:
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3
N 2 O 5 + 2 NaOH \u003d 2 NaNO 3 + H 2
Gewonnen durch Dehydratisierung von rauchender Salpetersäure:
2HNO 3 + P 2 O 5 \u003d N 2 O 5 + 2HPO 3
oder Oxidation von NO 2 mit Ozon bei -78˚C:
2NO 2 + O 3 \u003d N 2 O 5 + O 2
Nitrite und Nitrate
KaliumnitritKNO 2
. Weiß, hygroskopisch. Schmilzt ohne Zersetzung. Stabil in trockener Luft. Lassen Sie uns sehr gut in Wasser auflösen (Bildung einer farblosen Lösung), es wird auf Anion hydrolysiert. Ein typisches Oxidations- und Reduktionsmittel in einer sauren Umgebung reagiert sehr langsam in einer alkalischen Umgebung. Tritt in Ionenaustauschreaktionen ein. Qualitative Reaktionen auf das NO 2 -Ion - Verfärbung der violetten Lösung von MnO 4 und das Auftreten eines schwarzen Niederschlags bei Zugabe von I-Ionen Es wird bei der Herstellung von Farbstoffen als analytisches Reagenz für Aminosäuren und Jodide, eine Komponente der Fotografie, verwendet Reagenzien.
Gleichung der wichtigsten Reaktionen:
2KNO 2 (t) + 2HNO 3 (konz.) \u003d NO 2 + NO + H 2 O + 2KNO 3
2KNO 2 (dil.) + O 2 (ex.) → 2KNO 3 (60-80 ˚C)
KNO 2 + H 2 O + Br 2 = KNO 3 + 2HBr
5NO 2 - + 6H + + 2MnO 4 - (violett) \u003d 5NO 3 - + 2Mn 2+ (bts.) + 3H 2 O
3 NO 2 - + 8H + + CrO 7 2- \u003d 3NO 3 - + 2Cr 3+ + 4H 2 O
NO 2 - (gesättigt) + NH 4 + (gesättigt) \u003d N 2 + 2H 2 O
2NO 2 – + 4H + + 2I – (BC) = 2NO + I 2 (schwarz) ↓ = 2H 2 O
NO 2 - (razb.) + Ag + \u003d AgNO 2 (hellgelb) ↓
Erhalt vIndustrie– Rückgewinnung von Kaliumnitrat in den Prozessen:
KNO 3 + Pb = KN 2+ PbO (350-400˚C)
KNO 3 (konz.) + Pb (Schwamm) + H 2 O = KN 2+ Pb(OH) 2 ↓
3 KNO 3 + CaO + SO 2 \u003d 2 KN 2+ CaSO 4 (300 ˚C)
H
itrat
Kalium
KN 3
technischer Name Kalium, oder indisch Salz , Salpeter. Weiß, schmilzt ohne Zersetzung, zersetzt sich bei weiterer Erwärmung. Luftbeständig. Sehr gut wasserlöslich (high Endo-Effekt, = -36 kJ), findet keine Hydrolyse statt. Ein starkes Oxidationsmittel beim Schmelzen (aufgrund der Freisetzung von atomarem Sauerstoff). In Lösung wird es nur durch atomaren Wasserstoff reduziert (in saurem Medium zu KNO 2 , in alkalischem Medium zu NH 3 ). Es wird in der Glasherstellung als Lebensmittelkonservierungsmittel, Bestandteil pyrotechnischer Mischungen und Mineraldünger verwendet.
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (400-500 ˚C)
KNO 3 + 2H 0 (Zn, verdünnte HCl) = KNO 2 + H 2 O
KNO 3 + 8H 0 (Al, konz. KOH) = NH 3 + 2H 2 O + KOH (80 ˚C)
KNO 3 + NH 4 Cl \u003d N 2 O + 2H 2 O + KCl (230-300 ˚C)
2 KNO 3 + 3C (Graphit) + S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S (Verbrennung)
KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO (350 - 400 ˚C)
KNO 3 + 2KOH + MnO 2 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + H 2 O (350 - 400 ˚C)
Erhalt: in der Industrie
4KOH (horizontal) + 4NO 2 + O 2 = 4KNO 3 + 2H 2 O
und im Labor:
KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl ↓
