Top Ad unit 728 × 90

Ազոտ


                                                       Ազոտ



Քիմիական տարր


Պարբերական աղյուսակի  խմբի 7–րդ տարրը, քիմիական նշանը՝ N, ատոմային թիվը՝ 7, ատոմային զանգվածը՝ 14.0067:
Բնական իզոտոպները 147N (99,76%) և 157 (0.04%):
Մոլեկուլային բանաձև N2։
Հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը՝ Mr(N2)=28
Մոլային զանգվածքը՝ M(N2)= 28 գրամ/ մոլ։
Օդից թեթև է մոտավորապես 1,04 անգամ։

Ազոտի երկատոմ մոլեկուլը (N2) առաջանում է այդ տարրի երկու ատոմի չզույգված կենտ էլեկտրոնների զույգման շնորհիվ։ Կապը կովալենտային ոչ բևեռային է։
Կառուցվածքային բանաձևը


Ինչպես նկատում եք՝ ազոտի երկու ատոմի միջև եռակի կապ է առաջանում։ Դրանցից մեկը կապ է, որն ուղղուված է միջուկները միացնող առանցքով, իսկ երկուսը՝ կապեր, որոնք առաջանում են այդ առանցքին ուղղահայաց հարթությունում։

Ստացումը

Արդյունաբերական նպատակների համար ազոտն ստանում են հեղուկացված օդի թորմամբ՝ օգտագործելով այն հանգամանքը, որ հեղուկ ազոտը եռում է ավելի ցածր ջերմաստիչանում, քան հեղուկ թթվածինը։ Լաբորատորիայում ազոտ են ստանում ամոնիումային աղերի ու նիտրիտների խառնուրդի տաքացմամբ, օրինակ






Ազոտ ստանալու եղանակներից է նաև՝ շիկացած պղնձի վրայով օդի հոսք անցկացնելը։ Պղնջի վրայով օդն անցնելիս օդի թթվածինը կապվում է պղնջի հետ, և մնումէազոտը՝ իներտ գազերի խառնուրդի հետ

2Cu+O2=2CuO

Ֆիզիկական հատկությունները

Ազոտն անգույն, հոտ ու համ չունեցո գազ է, ինչպես արդեն նշվեց՝ օդից փոքր-ինչ թեթև։ Ջրում շատ քիչ է լուծվում 100լիտր ջրում (200C)՝ 1,54լիտր հիշեցնենք, որ այդ նույն պայմաններում ջրում 3,1 լիտր թթվածին է լուծվում։ Ահա՝ թե ինչու ջրում լուծված օդն ավելի հարուստ է թթվածնով՝ մթնոլորտայինի համեմատ, ինչն էլ նպաստում է ջրային բույսերի ու կենդանիների շնչառության։

Քիմիական հատկությունները

Սովորական պայմաններում ազոտը քիմիապես ակտիվ տարր չէ, ինչը հիմնականում պայմանավորված է մոլեկուլում առկա կովալենտային ոչ բևեռային երեք կապով, որի ճեղքման համար մեծ քանակությամբ էներգիա է պահանջում։



Ահա թե ինչու ազոտը քիմիական նյութերի ճնշող մեծամասնության հետ փոխազդում է միայն տաքացման, ճառագայթման, էլեկտրական պարպման կամ կատալիզատորի ներկայության պայմաններում։

Ա Ազոտի փոխազդեցությունը ջրածնի հետ
Ինչպես և բոլոր ոչ մետաղները՝ ազոտը միանում է ջրածնին ու առաջացնում ցնդող ջրածնային միացություն՝ ամոնիակ (NH3): Ազոտը ջրածնի հետ փոխազդում է բարձր ճնշման տակ (200-1000 մթն),  450-5000Ց ջերմաստիճանում, երկաթ կատալիզատորի ներկայությամբ




Բ Ազոտրի փոխազդեցությունը մետաղների հետ
Ալկալիական ու հողալկալիական մետաղները փոխազդում են ազոտի հետ՝ տաքացման պայմաններում, ընդ որում՝ ստացվում են իոնային բնույթի միացությունները՝ նիտրիդներ։ Միայն լիթիումը փոխազդում է ազոտի հետ համեմատաբար ցածր ջերմաստիճաններում սենյակայինից փոքր-ինչ բարձր

6Li+N2=2Li3N

Նիտրիդներն աղանման նյութեր են։ Դրանք հեշտությամբ հիդրոլիզի են ենթարկվում, օրինակ





Մագնեզիումի նիտրիդը՝ Mg3N2 ստացվում է մագնեզիումի ժապավենն օդում այրելիս։ Այս դեպքում երկու զուգահեռ ռեակցիա է ընթանում

2Mg+O2=2MgO
3Mg+N2= Mg3N2

Նշենք, որ իոնային կապով նիտրիդներ են առաջացնում միայն IA և IIA խմբերի մետաղները։

Գ Ազոտի փոխազդեցությունը թթվածնի հետ
Ազոտն ու թթվածինն օդի բաղադրամասերն են ու միմյանց հետ շատ դժվար փոխազդում։ Նման փոխազդեցություն տեղի է ունենում ամպրոպների ընթացքում կամ շատ բարձր ջերմաստիճաներում (>12000C, վոլտյան աղեղ)



Դ Ազոտի փոխազդեցություն այլ ոչ մետաղների հետ
Ինչպես և թթվածնի ու ջրածնի՝ ածխածնի հետ նույնպես ազոտը փոխազդում է խիստ պայմաններում 18000C ջերմաստիճանում
2C+N2=C2N2
Հալոգենների սովորական պայմաններում և ծծմբի հետ ազոտը չի փոխազդում։ Ազոտը չի փոխազդում նաև ալկալինների ու թթուների հետ։


Կիրառությունը

Ազոտը հիմնականում կիրառվում է ամոնիակի ու ազոտական թթվի արտադրությունում։ Քիմիական արդյունաբերությունում ու գիտական լաբորատորիաներում ազոտն օգտագործվում է որպես իներտ միջավայր թթվածնի խանգարող ազդեցություն նյութերի օքսիդացումը կանխելու նպատակով։ Բժշկության մեջ մաքուր ազոտը կիրառվում է որպես իներտ միջավայր՝ թոքախտըւ, նաև՝ ողնաշարի ու հոդերի հիվանդությունները բուժելիս:

Ազոտի շրջապտույտը  բնության մեջ

Ազոտի շրջապտույտը բնության մեջ


Բնության մեջ ազոտի շրջապտույտը Երկրի վրա կյանքի գոյության անհրաժեշտ պայմանն է: Ազոտի հիմնական մասն ազատ վիճակում գտնվում է մթնոլորտում, իսկ ավելի փոքր մասը՝ միացությունների ձևով՝ հողում, բուսական և կենդանական օրգանիզմներում: Հողից յուրացնելով հանքային աղեր՝ բույսերը դրանք օգտագործում են սպիտակուցների, նուկլեինաթթուների, վիտամինների, քլորոֆիլի սինթեզի համար: Մահացած բույսերի ու կենդանիների մնացորդները քայքայվելով անջատում են ազատ ազոտ:
Բնության մեջ ազոտի շրջապտույտը բարդ շարժընթաց է, որտեղ կարևոր նշանակություն ունեն նաև կենդանի միկրոօրգանիզմները: Հողում ապրող որոշ բակտերիաներ կլանում են օդի ազոտը և վերածում ամոնիակի ու հանքային աղերի: Այս բակտերիաների շնորհիվ 1 տարում 1 հա հողում կուտակվում է մինչև 25 կգ կապված ազոտ: Կան բակտերիաներ, որոնք մահացած բույսերի ու կենդանիների օրգանական ազոտը փոխարկում են ամոնիակի ու նիտրատների:
Օդի ազոտը կապելու հիմնական ճանապարհը դրա օքսիդացումն է` ամպրոպների ժամանակ: Դրա հետեվանքով առաջանում է ազոտի մոնօքսիդ (NO), որն օքսիդանում է մինչև ազոտի երկօքսիդ (NO2): Վերջինս անձրևի հետ թափվում է երկրի վրա՝ որպես ազոտական թթու, և հողի հանքային աղերի հետ առաջացնում է նիտրատներ:


                                     Ազոտական թթու







Ազոտական թթուքիմիական բանաձևն է (HNO3), խիստ անկայուն և պայթունավտանգ նյութ է, ուժեղ միահիմն թթու: Պինդ ազոտական թթուն ունի երկու տարաձևություն՝ մոնոկլինային և ռոմբիկ բյուրեղացանցով։ Ջրի հետ խառնվում է ցանկացած հարաբերությամբ։ Ջրային միջավայրում համարյա ամբողջությամբ դիսոցվում է իոնների: Ջրի հետ փոխազդում է 68,4% և 120°C ջերմաստիճանային պայմաններում և մթնոլորտային ճնշման տակ։ Հայտնի են երկու բյուրեղահիդրատներ՝ մոնոհիդրատ (HNO3·H2O) և եռհիդրատ (HNO3·3H2O)։

Ֆիզիկական և ֆիզիկա-քիմիական հատկությունները

Ազոտական թթուն գրգռող հոտով, հեղձուցիչ, սուր հոտով, անգույնօդում ծխացող հեղուկ է։ Ուժեղ թթու է և օժտված թթուներին բնորոշ հատկություններով։ Փոխազդում է հիմնային օքսիդներիհիմքերիաղերիամոնիակի հետ։ Ազոտական թթուն ուժեղ օքսիդիչ է. փոխազդում է զանազան վերականգնիչների հետ։ Ընդ որում՝ օքսիդիչ ուժը կախված է թթվի լուծույթի կոնցենտրացիայից, օգտագործում են «նոսր» և «խիտ» թթուները։ Վերօքս ռեակցիաներում ազոտը քառավալենտ է և +5-ից կարող է վերականգնվել մինչև +4 և ավելի ցածր օքսիդացման աստիճաններ, մինչև անգամ -3, որը կախված է ինչպե թթվի կոնցենտրացիայից, այնպես էլ վերականգնիչի ուժգնությունից։ Ազոտական թթվում ջրային լուծույթները վերածվում են բյուրեղահիդրատների

մոնոհիդրատներ HNO3·H2O, Tհլ = −37,62 °C
եռհիդրատներ HNO3·3H2O, Tհլ = −18,47 °C

Ուժեղ ազոտական թթուն ձևավորում է 2 բյուրեղավանդակներ.
բազմանկյան տարածական ձև՝ P 21/a, a = 1,623 նմ, b = 0,857 նմ, c = 0,631, β = 90°, Z = 16;
շեղանկյան տարածական ձև

Ազոտական թթվում ազոտը քառավալենտ է՝ +5 օքսիդացման աստիճանով։ Ազոտական թթուն անգույնօդում ծխացող հեղուկ է։ Պնդանում է −41,59 °C, եռում `+82,6 °C:

հիմնային օքսիդների հետ`




հիմքերի հետ՝




աղերի հետ՝




ամոնիակի հետ՝








Քիմիական հատկություններ

Խիտ և նոսր ազոտական թթուները միմյանցից տարբերվում են քիմիական հատկություններով։
Տաքացնելիս քայքայվում են։




Ոսկին և պլատինային շարքի մետաղները չեն փոխազդում ազոտական թթվի հետ ոչ մի խտության դեպքում։ Որպես ուժեղ թթու ազոտական թթուն փոխազդում է՝
Հիմնային և ամֆոտեր օքսիդների հետ









Հիմքերի հետ՝








թույլ թթվից աղի դուրս մղում




Նաև բարձր ջերմաստիճանում և լույսի առկայության դեպքում ազետական թթուն քայքայվում է






Փոխազդում է նաև մետաղների հետ








Ազոտական թթուն փոխազդում է նաև արոմատիկ ածխաջրածինների հետ։ Որպես օրինակ է՝ 2,6-երկբրոմ, 4-նիտրոֆենոլի ստացումը՝
Հետևյալ շարքում մեծանում է թթվային հատկությունները թուլանում է մետաղական հատկությունները։ Ազոտական թթվի և HCl-ի խառնուրդը կոչվում է արքայաջուր։ Այդ խառնուրդն ունի այնպիսի ուժեղ օքսիդիչ հատկություններ, որ լուծում է նույնիսկ ոսկին և պլատինը.



Ազոտական թթվի ստացումը

Ազոտական թթուն լանբարատորիայում ստանում են նատրիումի նիտրատի չոր աղ և խիտ ծծմբական թթվի փոխազդեցությամբ՝ գոլորշու ձևով, որն այնուհետև անցկացնելով սառնարանի միջով՝ վերածում են հեղուկի.



Ազոտական թթվի արդյունաբերական ստացումը բաղկացած է երեք փուլից.
Ամոնիակը խառնում են թթվածնի հետ և մղում պողպատե իրանով հպումային ապարատ, որտեղ տեղադրված են որպես կատալիզատոր ծառայող պլատինառոդիումային մետաղական ցանցեր։ Տեղի է ունենում ամոնիակի կատալիզային օքսիդացման ռեակցիան.


Ռեակցիայի հետևանքով անջատվող ջերմությունը բավարար է, որ ապարատում պահպանվի ռեակցիայի ընթացքի համար անհրաժեշտ 800°C ջերմաստիճանը: Այսինքն՝ ապարատը տաքացվում է միայն գործընթացից առաջ, որից հետո դրա անհրաժեշտությունը վերանում է։
Այնուհետև գոյացած ազոտի(II) օքսիդը վերածում են ազոտի (IV) օքսիդի։ Փոխարկումն իրականացնում են օքսիդացման աշտարակում, սենյակային ջերմաստիճանում.


Վերջին փուլն իրագործում են կլանման աշտարակում։ Ներքևից տրվում է ազոտի երկօքսիդի և թթվածնի խառնուրդ, իսկ վերևից ցողվում ջուրը: Լուծման գործընթացն ավելի լավ ընթանալու համար նախ՝ կիրառում են, ինչպես հակահոսանքի սկզբունքը սե(գազերը և ջուրը շարժվում են դեմ հանդիման), և երկրորդ՝ մեծ մակերես ապահովելովու նպատակով ապարատը լցնում են խեցե օղակներով.


Ազոտական թթուն գրգռող հոտով, անգույնօդում ծխացող հեղուկ է։ Ուժեղ թթու է և օժտված է թթուներին բնորոշ հատկություններով։ Փոխազդում է հիմնային օքսիդներիհիմքերիաղերիամոնիակի հետ։ Ազոտական թթուն նաև ուժեղ օքսիդիչ է։ Մետաղների հետ փոխազդելիս անջատվում է ոչ թէ ջրային, այլ ազոտական թթվի վերականգման տարբեր արգասիքներ։ Թթվի կոնցենտրացիայի և մետաղի վերականգնիչ հատկությունից կախված՝ կարող են առաջանալ ազոտի օքսիդներազոտ կամ, նույնիսկ, ամոնիակ։ Բնորոշ է ռեակցիան պղնձի հետ.


Նույն ձևով ընթանում են ռեակցիաներն արծաթի և սնդիկի հետ։ Երկաթը և ալյումինը խիտ ազոտական թթվի ազդեցությամբ պատվում են օքսիդային թաղանթով, պասիվանում են սենյակային ջերմաստիճանում չեն փոխազդում թթվի հետ։ Իսկ ոսկին ու պլատինը չեն փոխազդում ազոտական թթվի հետ անգամ տաքացնելիս։ Ազոտական թթուն օքսիդացնում է նաև մի շարք ոչմետաղներ՝ C, P, S՝ դրանց վերածելով օքսիդների կամ թթուների։ Օրինակ՝


Ազոտական թթվի բնորոշ ռեակցիաներից մեկը սպիտակուցների հետ փոխազդելն է, որի հետևանքով վերջիններս ստանում են դեղին գույն։ Այդ պատճառով թթուն մարդու մաշկի վրա ընկնելիս առաջացնում է դեղին բծեր։ Խիտ ազոտական թթվի մեծ մասն օգտագործվում է ամոնիումի նիտրատ ստանալու համար։ Օգտագործվում է մանրաթելերի, օրինակ՝ նայլոն, ինչպես նաև պայթուցիկ նյութեր, օրինակ՝ տոլ և դինամիտ ստանալու համար։ Երկաթի և ալյումինի հետ խիտ ազոտական թթուն սովորական պայմաններում չի փոխազդում։



                                   Նիտրատային աղետ


1970-ական թվականներին աշխարհի տարբեր երկրներում հանելուկային թունավորումների բռնկումներ գրանցվեցին։ Ինչպես պարզվեց՝ պատճառը նիտրատներն էին, որոնք մեծ քանակություններով օգտագործել էին որպես պարարտանյութ։ Ահա թե ինչու նիտրատներ պարունակող սննդամթերքներով զանգվածային թունավորումներն անվանեցին նիտրատային աղետ։
Նախկինում, երբ որպես պարարտանյութ օգտագործում էին գոմաղբը, նիտրատների հիմնախնդիր չի առաջացել։ Գոմաղբն ու օրգանական բնույթի մյուս պարարտանյութերը դանդաղ քայքայվում են՝ ապահովելով ազոտի մուտքը դեպի բույսեր, և հողում նիտրատների ավելցուկ չի առաջանում։
Մինչդեռ միլիոնավոր տոննաներով արտադրվող հանքային պարարտանյութերի չափից ավելի մեծ քանակության դեպքում բույսերը ցողումներում, տերևներում և պտուղտներում նիտրատներ են կուտակում։ Բացի այդ՝ ազոտի միացությունների ավելցուկը հողի մակերեսային շերտից ջրով անցնում է խորքային ջրերի մեջ, այնուհետև՝ խմելու ջրի հետ թափանցում մեր բնակարանները։
Ջրի կամ սննդամթերքի հետ մարդու օրգանիզմ թափանցելով՝ նիտրատները փոխարկվում են նիտրիտների, որոնք ավելի վտանգավոր միացություններ են, քանի որ փոխազդում են արյան հեմոգլոբինի հետ։ Որպես արդյունք՝ արյան կարմի բջիջները՝ էրիտրոցները, կորցնում են թոքերից դեպի հյուսվածքները թթվածին տեղափոխելու ունակությունը, և օրգանիզմում թթվածնային քաղց է սկսվում։
Ներկայումս գիտնականները նիտրատային աղետ դեմ պայքարելու արդյունավետ միջոցներ են փտրում։ Մասնավորապես՝ խորհուրդ է տրվում սահմնափակել լայնել էկոլոգիապես մաքուր՝ ավանդական պարարտանյութերի կիրառումը։






Ազոտ Reviewed by Zhora aslanyan on March 19, 2017 Rating: 5

No comments:

All Rights Reserved by Ժորա Ասլանյանի բլոգ․ © 2014 - 2015
Powered by Themes24x7

Contact Form

Name

Email *

Message *

Theme images by sebastian-julian. Powered by Blogger.