Azotul

 În sistemul periodic, elementul chimic azotul N este situat în subgrupa principalã a grupei a V-a. Tot aici se gãsesc fosforul, arsenul, stibiul ºi bismutul. Azotul este situat în perioada a II-a. Structura electronicã ºi alte caracteristici ale azotului sînt indicate în tabelul 4.1. Cei mai importanþi oxizi de azot sînt NO ºi NO2, iar dintre compuºii cu hidrogen – amoniacul NH3. Substanþa simplã azot este alcãtuitã din molecule diatomice N2, cu legãturã covalentã triplã nepolarã, :N: . : . N: sau N º N. 4.6. Azotul 1. Caracterizaþi acidul sulfuric dupã: a) compoziþie; *b) structurã; c) bazicitate; d) tãrie; e) modul de disociere; f) acþiunea asupra indicatorilor. 2. Descrieþi proprietãþile chimice ale acidului sulfuric. Pentru aceasta repartizaþi reacþiile de mai jos conform schemei legãturilor genetice. Completaþi ecuaþiile reacþiilor: a) H2SO4 + KOH ® b) H2SO4 + Na2SiO3 ® c) H2SO4 + Fe(OH)3 ® d) H2SO4 + Fe ® e) H2SO4 + FeO ® f) H2SO4 + BaCl2 ® g) H2SO4 + K2CO3 ® h) H2SO4 + Zn ® H2 + ? i) H2SO4conc. +NaCl(crist.) ®HCl +? j) H2SO4conc. + Ca3(PO4)2 ® H3PO4 + ? ® ® 2. Pentru a obþine piatrã vînãtã CuSO4·5H2O, oxidul de cupru cu masa de 8 kg a fost tratat cu acid sulfuric. Calculafli masa: a) acidului sulfuric; b) sulfatului de cupru anhidru; *c) cristalohidratului. *3. Au fost dizolvate 25 g de CuSO4·5H2O în 175 ml de apã. Calculafli partea de masã a sulfatului de cupru în soluþie. 4. Calculafli masa acidului sulfuric în soluþia cu masa de 50 g ºi partea de masã a acidului egalã cu 96%. *5. Calculafli masa ºi volumul soluþiei de acid sulfuric cu partea de masã 96% (densitatea 1,84 g/cm3 ) necesare pentru a prepara 100 g soluþie cu partea de masã a acidului 20%. Aceastã soluþie este folositã pentru obþinerea hidrogenului în laborator. L U C R U Î N E C H I P à t o t o 87 Nemetalele şi compuşii lor Azot N Fosfor P Structura atomului +7 ) ) +15 ) ) ) 2e– 5e– 2e– 8e– 5e– Gradul de oxidare –3,+1, +2,+3, +4, +5 –3, +3, +5 Valenþa I, II, III, IV III, V Oxidul superior N2O5 P2O5 oxid acid oxid acid Hidroxidul HNO3 HPO3 – acid (acidul oxigenat) acid azotic metafosforic H3PO4 –acid ortofosforic Alþi oxizi N2O, NO, N2O3, NO2 P2O3 Compuºi cu hidrogenul NH3 – amoniac PH3 – fosfinã Criteriul Elementul Tabelul 4.1. Caracterizarea comparativã a azotului ºi fosforului Legãtura triplã face molecula de azot deosebit de stabilã. Iatã de ce, în condiþii obiºnuite, azotul este aproape inert, adicã nu intrã în reacþii chimice. Rãspîndirea în naturã, rolul biologic. În stare liberã, azotul se gãseºte în aer (78% din volumul aerului). În sol, azotul existã în cantitãþi reduse ºi doar sub formã de nitraþi. El intrã în componenþa proteinelor din organismele vii. Omul, animalele ºi plantele nu pot asimila, în timpul respiraþiei, moleculele rezistente de azot. Unele bacterii însã, numite azotobacterii, ºi plante, de exemplu, leguminoasele (fasolea, mazãrea), pot fixa azotul liber în combinaþii chimice (îl pot asimila). Obþinerea. Azotul se obþine din aerul lichid – la vaporizarea acestuia, mai întîi se volatilizeazã azotul (la –196o C), apoi oxigenul (la –183o C). Proprietãþile fizice. Azotul este un gaz fãrã culoare ºi fãrã miros, puþin mai uºor decît aerul: Mr(N2) = 28; Mr(aer) = 29 Este puþin solubil în apã (mai puþin chiar decît oxigenul). Azotul trece în stare lichidã la temperatura –196o C ºi la aceeaºi temperaturã se vaporizeazã. Proprietãþile chimice. Datoritã legãturii triple, moleculele de azot sînt stabile ºi intrã în reacþii chimice numai la temperaturi înalte sau sub acþiunea descãrcãrilor electrice. Astfel, la trecerea unei descãrcãri electrice prin aer se formeazã oxid de azot (II): N2 0 + O2 0 2N +2 O –2 – Q –4e – +4e – oxid reducãtor oxidant de azot (II) desc. electr. • Într-un an, fulgerele produc pînã la 600 kg de oxizi de azot pentru fiecare km2 de suprafaþã terestrã. • Boala de cheson sau boala de decompresie, observatã la scafandri, apare din cauza creºterii concentraþiei de azot în sînge. • Corpul uman conþine cca 3% de azot (prezent sub formã de compuºi). • În muzeele de artã, tablourile valoroase sînt pãstrate în containere închise ermetic, conþinînd azot în loc de aer. Orizonturile chimiei ¾® ®¾ 88 Nemetalele şi compuşii lor Reacþia azotului cu hidrogenul necesitã condiþii speciale de temperaturã ºi presiune, dar ºi prezenþa unui catalizator: N2 0 + 3H2 0 2N –3 H3 +1 + Q +6e – –2e – amoniac oxidant reducãtor Aceste douã reacþii demonstreazã cã nemetalul azot prezintã atît proprietãþi oxidante, cît ºi reducãtoare. Utilizarea. Azotul lichid este utilizat la rãcirea pînã la temperaturi foarte joase a diferitor obiecte. Mari cantitãþi de azot se consumã la sinteza industrialã a amoniacului. În traducere din limba greacã, azot înseamnã „fãrã viaþã“. Toate organismele vii pier, nimerind în atmosfera de azot. În acelaºi timp, fãrã azot nu ar putea exista moleculele proteice – baza vieþii pe pãmînt. Compuºii azotului au o importanþã considerabilã pentru lumea animalã ºi vegetalã. b) N2 + H2 ? + Q 1. Completaþi ecuaþiile reacþiilor de mai jos: a) N2 + O2 ¬® t o ? – Q Numiþi tipul fiecãrei reacþii, caracterizaþi-le în funcþie de sensul decurgerii lor ºi de efectul termic. În care dintre reacþii încãlzirea (t o ) este o condiþie pentru începerea reacþiei ºi în care – o condiþie pentru decurgerea ei? 2. Scrieþi formula oxidului superior al ele