В состав чего входит азот

В состав чего входит азот

Общая характеристика элементов Va группы

От N к Bi (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Основное и возбужденное состояние азота

Сравнивая возможности перемещения электронов у азота и фосфора, разница становится очевидна.

Природные соединения

Селитры являются распространенными азотными удобрениями, которые обеспечивают быстрый рост и развитие растений, повышают урожайность. Однако, следует строго соблюдать правила их применения, чтобы не превысить допустимые концентрации.

В промышленности азот получают путем сжижения воздуха. В дальнейшем путем испарения из сжиженного воздуха получают азот.

Применяют и метод мембранного разделения, при котором через специальный фильтр из сжатого воздуха удаляют кислород.

В лаборатории методы не столь экзотичны. Чаще всего получают азот разложением нитрита аммония

Также азот можно получить путем восстановления азотной кислоты активными металлами.

Молекула азота отличается большой прочностью из-за наличия тройной связи. Вследствие этого многие реакции эндотермичны: даже горение азота в кислороде сопровождается поглощением тепла, а не выделением, как обычно бывает при горении.

Без нагревания азот взаимодействует только с литием. При нагревании реагирует и с другими металлами.

Важное практическое значение имеет синтез аммиака, который применяется в дальнейшим при изготовлении удобрений, красителей, лекарств.

Аммиак

Бесцветный газ с резким едким запахом, раздражающим слизистые оболочки. Раствор концентрацией 10% аммиака применяется в медицинских целях, называется нашатырным спиртом.

В промышленности аммиак получают прямым взаимодействием азота и водорода.

В лабораторных условиях сильными щелочами действуют на соли аммония.

Аммиак проявляет основные свойства, окрашивает лакмусовую бумажку в синий цвет.

Как основание аммиак способен реагировать с кислотами с образованием солей.

NH₃ + HCl → NH₄Cl (хлорид аммония)

Горение аммиака без катализатора приводит к образованию азота в молекулярном виде. Окисление в присутствии катализатора сопровождается выделением NO.

Соли аммония

В воде ион аммония подвергается гидролизу с образованием нестойкого гидроксида аммония.

Получают N₂O разложением нитрата аммония при нагревании:

Оксид азота I разлагается на азот и кислород:

В промышленных масштабах оксид азота II получают при каталитическом окислении аммиака.

При н.у. жидкость синего цвета, в газообразной форме бесцветен. Высокотоксичный, приводит к тяжелым ожогам кожи.

При охлаждении газов образуется оксид азота III.

Бурый газ, имеет острый запах. Ядовит.

В лабораторных условиях данный оксид получают в ходе реакции меди с концентрированной азотной кислотой. Также NO₂ выделяется при разложении нитратов.

Проявляет высокую химическую активность, кислотный оксид.

Как окислитель NO₂ ведет себя в реакциях с фосфором, углеродом и серой, которые сгорают в нем.

Если растворение в воде оксида проводить в избытке кислорода, образуется азотная кислота.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Азотные и азотосодержащие удобрения

Задача по увеличению урожайности стоит перед каждым хозяйством, занимающимся растениеводством, независимо от его подчиненности или объемов выращиваемой продукции.

Просто регулярного полива и ухода за растениями в этом случае недостаточно. Для этого используются специальные удобрения, улучшающие состояние почвы и условия вызревания растительных культур.

К ним относятся азотные удобрения, повышающие уровень азота в почве.

Для чего азот нужен растениям

Азот относится к макроэлементам, значение которых для развития растений носит основополагающий характер.

Любое азотсодержащее удобрение обеспечивает потребности растения в период роста сельскохозяйственной культуры. Благодаря ему:

Только природных ресурсов для получения хорошего урожая недостаточно. Каждый огородник мечтает, чтобы домашние овощи и фрукты вырастали быстро, были красивыми и здоровыми.

Что такое азот

Азот — элемент таблицы Менделеева с обозначением (N) под номером 7. Представляет собой газ без цвета, запаха и вкуса, относится к четырем важнейшим элементам (три остальных — кислород, углерод и водород), без которых невозможно существование микро и макроорганизмов.

Белковые соединения, составляющие основу всего живого, содержат в себе азот. Присутствует он в нуклеиновой кислоте, являющейся основой любой клетки. Нуклеиновая кислота участвует в синтезе белков и формировании ДНК.

Основная масса в свободном состоянии находится в воздухе (78,09 %), в почве азот присутствует в виде соединений (общее содержание — 0,01%). Насыщенность почвы меняется в зависимости от почвенно-климатических зон. Максимально обеспечены им черноземы, минимальное количество присутствует в песчаных почвах.

Большая по объему часть азота (до 5 %) содержится в гумусе, который питает растения всеми необходимыми веществами для их нормального роста. Учитывая, что распад азотосодержащих соединений протекает в нем очень медленно, растения могут получить из почвы только до 1 % азота.

Основные источники азота, находящегося в почве:

Азот входит в состав хлорофилла, с помощью которого усваивается солнечная энергия, необходимая для роста растений.

Разновидности удобрений, содержащих азот

Удобрения называются азотными, если в качестве главного компонента в них присутствует азот.

Классифицируют удобрения по двум основным признакам.

По агрегатному состоянию:

По действующему компоненту, в котором содержится азот:

Аммиачные — на основе аммония:

Смешивание сульфата аммония с щелочными удобрениями (золой, гашеной известью) уменьшает количество азота.

Нитратные — на основе нитратных соединений:

Амидные — органическое соединение на основе аммиака и углекислого газа:

Мочевину рекомендуется вносить в комплексе с калийными удобрениями из-за содержания биурета — токсичного вещества, оказывающего негативное действие на растения.

Количество азота в различных видах удобрений

Минеральные

Выпускаемые промышленностью азотные минеральные удобрения условно делятся на простые и комплексные.

В состав первых входит один основной химический элемент и несколько других в незначительных количествах. В составе комплексных до 3-х основных элементов и несколько дополнительных в небольших количествах.

Каждый вид азотосодержащих удобрений отличается долей содержащегося азота от общей массы.

Простые минеральные удобрения:

Комплексные:

Скорость поглощения удобрений почвой не зависит от концентрации азота.

Фосфорные

Фосфорные удобрения, содержащие азот, называют азотно-фосфорными. Это сложные двух- или трехкомпонентные удобрения на основе азота, фосфора, калия.

Фосфорно-калийные удобрения не содержат хлора и натрия, поэтому подходят для подкормки любых овощей, ягод, фруктов.

Удобрения аммонийной и аммиачной формы быстрее впитываются в почву и практически не вымываются осадками.

Карбамид

Относится к группе амидных удобрений, созданных на основе мочевины (второе название карбамида) с высоким содержанием азота:

Мочевина также хорошо поглощается почвой, как и удобрения аммиачной формы, но не обжигает листья.

Прежде чем внести удобрение в почву, необходимо рассчитать его количество. Для этого нужно знать состав почвы, содержание в ней азота, необходимую норму потребления его для растений, подкормка которых планируется.

Жидкие виды азотистых удобрений

В настоящее время используется три основных вида азотных удобрений:

Растворение аммиака происходит гораздо быстрее в увлажненной почве, как следствие, гораздо ниже испарение азота и его потери.

Особенности внесения в грунт жидких подкормок

Жидкие азотосодержащие удобрения имеют плюсы и минусы.

Преимущества:

Недостатки:

Жидкие удобрения вносят только на определенную глубину в зависимости от вида почвы:

Жидкие удобрения запрещено вносить на поверхность почвы из-за быстрого испарения, в результате которого наносится вред окружающей среде. При этом эффективность процесса практически нулевая (удобрение в землю попадает в мизерных количествах).

Последствия нехватки азота для растений

Кроме визуально видимых последствий нехватки азота происходят невидимые воочию изменения, происходящие в почве.

Чаще всего это можно наблюдать ранней весной, когда земля еще не успевает прогреться. Низкая температура препятствует процессу минерализации, из-за чего возникающий дефицит азота приходится на ранний этап развития растения.

Это приводит к неправильному росту растений. У каждого вида могут быть свои особенные изменения:

Как определить, что растение нуждается в подкормке?

Недостаток азота легко определить даже визуально в домашних условиях. Основные симптомы:

Однако избыток азота также небезопасен для растений:

Особенно последствия нехватки азота проявляются на почвах с повышенной кислотностью и большим количеством сорной травы, забирающих дефицитный азот у сельскохозяйственных культур.

Азот необходим растениям на протяжении всего периода развития. Правильно выбранное и рассчитанное количество азотного удобрения не только ускорит рост, но обогатив белком, увеличит урожайность и качество растительных культур.

Главный редактор и автор сайта. Агроном-овощевод по образованию, закончил аграрный университет МСХА им. К. А. Тимирязева в 2010 г.

Увлекаюсь опытным садоводством и журналистикой. Люблю читать классику, любимый автор — Ф. М. Достоевский. Мечтаю стать директором крупного с/х предприятия 🙂

Источник

Содержание:

Азот — химический элемент и простое вещество:

Неметалл азот N в периодической системе химических элементов открывает VA-группу, в которой также расположены неметаллы фосфор Р и мышьяк As и металлы сурьма Sb и висмут Bi.

Свойства атомов элементов VA-группы, а также свойства их простых веществ закономерно изменяются с ростом их атомного номера: неметаллические свойства ослабевают, а металлические — усиливаются.

Азот в природе

В природе химический элемент азот находится в виде простого вещества

Строение атомов

В атоме азота 7 электронов, из них 5 располагаются на внешнем электронном слое: Следовательно, атому азота не хватает трех электронов до завершения внешнего электронного слоя. Поэтому в своих соединениях с металлами и водородом азот обычно проявляет степень окисления, равную –3, как, например, в аммиаке

В соединениях с кислородом атом азота проявляет максимальную положительную степень окисления, равную +5, как, например, в азотной кислоте

Строение и физические свойства простого вещества

Простое вещество азот состоит из двухатомных молекул Атомы азота в молекуле связаны между собой тремя общими электронными парами:

При обычных условиях азот — бесцветный газ, без вкуса и запаха, не поддерживает дыхания и горения, не ядовит. Молекулы азота неполярны, поэтому азот мало растворим в воде. Животные в атмосфере чистого азота погибают из-за того, что лишаются необходимого для дыхания кислорода. С этим связано название азота, происходящее от греческого а — отрицательная приставка, зое — жизнь, т. е. непригодный для жизни.

При повышении давления растворимость азота в тканях организма человека увеличивается. Это приводит к состоянию «азотного наркоза»: водолаз перестает уверенно управлять своими движениями. Поэтому при погружении на большие глубины вместо сжатого воздуха пользуются искусственной дыхательной смесью, в которой азот заменен гелием.

Химические свойства азота

Простое вещество азот химически малоактивно и, как правило, вступает в химические реакции только при высоких температурах.

Окислительные свойства азота проявляются в реакциях с водородом и активными металлами. Так, при высокой температуре (t) и большом давлении (p) азот соединяется с водородом в присутствии катализатора, образуя аммиак:

При обычных условиях азот реагирует только с литием, образуя нитрид лития:

С другими металлами азот взаимодействует при высоких температурах.

Восстановительные свойства азота проявляются при его взаимодействии с кислородом. Азот реагирует с кислородом при температуре около 3000 °С, образуя оксид азота(II):

Эта реакция может также протекать при пропускании электрического разряда через смесь газов, например при разряде молнии во время грозы (рис. 66).

Применение азота

Применение азота обусловлено присущими ему свойствами инертного газа. Он используется для продувки и очистки систем трубопроводов и пожаротушения. В атмосфере азота замедляются процессы окисления и гниения, что позволяет увеличить сроки хранения лекарственных препаратов и пищевой продукции — мясных изделий, орехов, чипсов, масла, кофе, пива и др. Поэтому азот используется при их упаковке, а также для создания определенной атмосферы в овощехранилищах.

Жидкий азот, температура которого равна –196 °С, применяется для глубокого охлаждения и вымораживания, в косметологии.

В химической промышленности азот применяется при производстве минеральных удобрений и для синтеза аммиака.

Аммиак

Одним из важнейших соединений азота является аммиак в котором степень окисления азота равна –3. Графическая формула его молекулы представлена на рисунке 67.

Молекула аммиака имеет форму пирамиды (рис. 68).

Химические связи между атомом азота и атомами водорода в молекуле являются ковалентными полярными, общие электронные пары сильно смещены к атому азота. Молекула аммиака полярна и является диполем.

Аммиак (в европейских языках его название звучит как «аммониак») своим названием обязан оазису Аммона, расположенному в Северной Африке, на перекрестке караванных путей. Мочевина (NH₂)₂CO, содержащаяся в моче животных, в жарком климате разлагается особенно быстро. Одним из продуктов разложения и является аммиак.

Физические свойства аммиака

Аммиак — бесцветный газ, с резким характерным запахом, ядовит. Он хорошо растворим в воде. В одном объеме воды при комнатной температуре растворяется около 700 объемов аммиака.

Водный раствор с массовой долей аммиака, равной 3 %, в быту называется нашатырным спиртом, под таким же названием он продается в аптеке. В технике водный раствор с массовой долей аммиака, равной 25 %, называют аммиачной водой.

Медики используют водные растворы аммиака (нашатырный спирт) в повседневной практике: ватка, смоченная в нашатырном спирте, выводит человека из обморочного состояния, не причиняя вреда.

При увеличении давления или охлаждении аммиак легко сжижается. Жидкий аммиак при испарении поглощает много теплоты, поэтому его применяют в холодильных установках, а также для получения искусственного льда в спортивных сооружениях.

Химические свойства аммиака

Для аммиака характерны реакции окисления и соединения.

Степень окисления атома азота в аммиаке равна –3, поэтому аммиак проявляет восстановительные свойства, окисляясь кислородом и другими окислителями. Реакция горения аммиака в кислороде описывается уравнением:

В присутствии катализатора (платины) аммиак реагирует с кислородом с образованием оксида азота(II) NO:

Эта реакция лежит в основе промышленного способа получения азотной кислоты. Подробнее этот процесс вы изучите в 11-м классе.

Запомните!

Смеси аммиака с кислородом или воздухом могут взрываться при нагревании, поэтому они опасны

С водой и кислотами аммиак вступает в реакции соединения. Колбу, заполненную аммиаком и закрытую пробкой со вставленной в нее трубочкой, опустим в воду, к которой добавлено несколько капель фенолфталеина (рис. 69). Внутри колбы начнет бить малиновый «фонтан».

При растворении аммиака в воде происходит химическая реакция с образованием гидрата аммиака который частично диссоциирует на катионы аммония и гидроксидионы (рис. 70):

Раствор аммиака в воде (аммиачная вода) за счет присутствия в нем гидроксид-ионов обладает свойствами слабого основания, поэтому в опыте, иллюстрирующем растворимость аммиака в воде, «фонтан» окрашивается в малиновый цвет. Если вместо фенолфталеина в воду добавить лакмус, то раствор окрасится в синий цвет.

Поскольку реакция взаимодействия аммиака с водой обратима, в растворе помимо катионов аммония и гидроксид-ионов содержатся нейтральные молекулы аммиака и воды. Аммиачная вода пахнет аммиаком, который улетучивается из открытого сосуда или при нагревании.

При взаимодействии аммиака с кислотами образуются соли аммония, например хлорид аммония сульфат аммония Смочим одну стеклянную палочку концентрированным раствором аммиака, а другую — концентрированной соляной кислотой и поднесем их друг к другу (рис. 71). Появится белый дым, состоящий из мелких кристалликов образующейся соли хлорида аммония:

Аммиак способен реагировать и с другими кислотами. Эти реакции протекают без изменения степени окисления атомов азота.

Применение аммиака

По объемам производства в мире аммиак занимает одно из первых мест — ежегодно получают около 100 млн т этого соединения. Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора — аммиачной воды.

Огромные количества аммиака используются для получения азотной кислоты, которая идет на производство удобрений и множества других продуктов.

Из аммиака получают различные соли аммония и мочевину (карбамид).

Аммиак используется также для получения синтетических волокон, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ, красителей (рис. 72).

Азотная кислота

Азотная кислота была открыта алхимиками в раннее Средневековье. В XVII в. нeмeцкий xимик Иoгaнн Pyдoльф Глayбep получил кoнцeнтpиpoвaнную aзoтную киcлoту при взaимoдeйcтвии cepнoй киcлoты с нитратом калия (кaлиeвoй ceлитpой). Метод Глаубера применялся до начала XX в. В настоящее время в промышленности азотную кислоту в больших масштабах получают, используя в качестве исходного вещества аммиак.

Модель молекулы азотной кислоты представлена на рисунке 73.

Физические свойства азотной кислоты

Азотная кислота — бесцветная жидкость с резким удушливым запахом, хорошо растворяется в воде, смешивается с ней в любых соотношениях. Пары азотной кислоты токсичны, поэтому обращаться с ней надо с осторожностью.

Азотная кислота — сильный электролит, в водном растворе практически полностью диссоциирует на ионы:

Присутствие в разбавленном водном растворе ионов водорода можно обнаружить по изменению окраски индикатора: лакмус окрашивается в красный цвет (рис. 74).

Химические свойства азотной кислоты

Подобно другим кислотам, азотная кислота вступает в реакции с осно Ђвными оксидами и основаниями. При этом образуются соли азотной кислоты — нитраты:

Азотная кислота как сильная кислота взаимодействует с солями более слабых кислот. На рисунке 75 показано растворение раковины моллюска, состоящей в основном из карбоната кальция, под действием азотной кислоты с выделением углекислого газа:

Азотная кислота проявляет окислительные свойства по отношению к металлам, но в отличие от других кислот реагирует с большинством металлов, кроме благородных.

При этом водород обычно не выделяется.

Продуктами взаимодействия азотной кислоты с металлами являются нитраты металлов и соединения азота со степенью окисления атомов меньшей, чем в азотной кислоте. Например, если поместить в колбу обрезки медной проволоки и осторожно (в вытяжном шкафу!) прилить к ним концентрированную азотную кислоту, то сразу начнет выделяться «бурый газ» — оксид азота(IV) (рис. 76):

Один объем азотной и три объема соляной кислоты образуют смесь, называемую царской водкой. Она способна растворять даже «царя металлов» — золото.

Азотная кислота способна окислять и другие вещества, как неорганические, так и органические. Поэтому с азотной кислотой надо обращаться крайне осторожно: не проливать, не допускать попадания на кожу (азотная кислота реагирует с белками, вследствие чего на коже образуются желтые пятна), на одежду (разрушаются шерсть и натуральный шелк).

Применение азотной кислоты и нитратов

Азотная кислота — одноосновная кислота, образующая соли нитраты.

Из предыдущего параграфа вы уже знаете, что нитраты образуются при взаимодействии азотной кислоты с различными химическими веществами: металлами, оксидами и гидроксидами металлов, солями слабых кислот.

При обычных условиях нитраты — твердые кристаллические вещества. Все они хорошо растворимы в воде.

Нитраты являются сильными электролитами. При диссоциации этих солей в качестве катионов образуются ионы металлов (или аммония), а в качестве анионов — нитрат-ионы:

В больших количествах нитраты ядовиты.

Нитраты участвуют во всех обменных реакциях, характерных для солей. Они взаимодействуют с металлами, при этом более активный металл вытесняет менее активные из растворов их солей:

Реакции с кислотами, щелочами и солями протекают, если в результате образуются нерастворимые соединения, а нитрат-ионы остаются в растворе, например:

Все нитраты термически неустойчивы. При нагревании они разлагаются с образованием кислорода. Подробнее с этими реакциями вы познакомитесь в курсе химии 11-го класса.

Книга была переведена на многие европейские языки, и чуть ли не два столетия оставалась самой популярной научной работой по артиллерии. В свое время по книге Казимира Семеновича учились Ньютон, российский император Петр I и французский император Наполеон I. Основоположник российской космонавтики К. Э. Циолковский ссылался в некоторых своих работах на труды Казимира Семеновича.

Применение азотной кислоты и нитратов:

Азотная кислота широко используется для получения минеральных удобрений, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ и ракетного топлива, полимерных материалов, красителей и т. п.

Очень широка и область применения нитратов. Они используются в качестве удобрений, как окислители — в пиротехнических смесях, для производства стекла.

Нитрат серебра(I) (ляпис) применяют как противомикробное и противовоспалительное средство.

Нитраты используются для обработки и консервирования пищевых продуктов. Так нитрат натрия NaNO₃ в строго определенном количестве добавляют в мясо при изготовлении колбас. Он восстанавливается микроорганизмами до нитрита натрия NaNO₂, который препятствует окислению мяса и способствует сохранению розового цвета мясных изделий. Присутствие нитритов в колбасе необходимо еще и по другой причине: они предотвращают развитие микроорганизмов, выделяющих ядовитые вещества.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник