Азот Скачать
презентацию
<<  Урок Азот Молекула аммиака  >>
Проектная работа по химии «Жидкий азот»
Проектная работа по химии «Жидкий азот»
Содержание
Содержание
Содержание
Содержание
Открытие
Открытие
Открытие
Открытие
Открытие
Открытие
Открытие
Открытие
Происхождение названия
Происхождение названия
Происхождение названия
Происхождение названия
Азот в природе
Азот в природе
Азот в природе
Азот в природе
Получение
Получение
Свойства
Свойства
Свойства
Свойства
Свойства
Свойства
Свойства
Свойства
Свойства
Свойства
Соединения азота
Соединения азота
Применение
Применение
Азот и его соединения
Азот и его соединения
Фото из презентации «Азот и его соединения» к уроку химии на тему «Азот»

Автор: Dark Lord 008 & ReapeR 666. Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке химии, скачайте бесплатно презентацию «Азот и его соединения» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 1294 КБ.

Скачать презентацию

Азот и его соединения

содержание презентации «Азот и его соединения»
Сл Текст Эф Сл Текст Эф
1Проектная работа по химии «Жидкий азот». Выполнили6 16Получение. Содержание. Самый чистый азот можно9
учащиеся 10Б класса Лобакин А. и Тумаков И. МОУ получить разложением азидов металлов: 2NaN3 ?(t) 2Na +
“Средняя общеобразовательная школа №6 с углубленным 3N2? Так называемый «воздушный», или «атмосферный»
изучением французского языка”. Рязань 2009. азот, то есть смесь азота с благородными газами,
2Содержание. Открытие Происхождение названия9 получают путём реакции воздуха с раскалённым коксом:
Круговорот азота в природе Азот в природе Получение O2+ 4N2 + 2C ? 2CO + 4N2 При этом получается так
Свойства Соединения азота Применение. называемый «генераторный», или «воздушный», газ — сырьё
3Открытие. В 1777 году Генри Кавендиш провёл3 для химических синтезов и топливо. При необходимости из
следующий опыт: он многократно пропускал воздух над него можно выделить азот, поглотив монооксид углерода.
раскалённым углём, затем обрабатывал его щёлочью, в Молекулярный азот в промышленности получают фракционной
результате получался остаток, который Кавендиш назвал перегонкой жидкого воздуха. Этим методом можно получить
удушливым (или мефитическим) воздухом. С позиций и «атмосферный азот». Также широко применяются азотные
современной химии ясно, что в реакции с раскалённым установки, в которых используется метод адсорбционного
углём кислород воздуха связывался в углекислый газ, и мембранного газоразделения. Один из лабораторных
который затем реагировал со щёлочью. При этом остаток способов — пропускание аммиака над оксидом меди (II)
газа представлял собой по большей части азот. Таким при температуре ~700°С: 2NH3 + 3CuO ? N2? + 3H2O + 3Cu
образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что Аммиак берут из его насыщенного раствора при
это новое простое вещество (химический элемент). В том нагревании. Количество CuO в 2 раза больше расчётного.
же году Кавендиш сообщил об этом опыте Джозефу Пристли. Непосредственно перед применением азот очищают от
Содержание. примеси кислорода и аммиака пропусканием над медью и её
4Открытие. Пристли в это время проводил серию1 оксидом (II) (тоже ~700°C), затем сушат
экспериментов, в которых также связывал кислород концентрированной серной кислотой и сухой щёлочью.
воздуха и удалял полученный углекислый газ, то есть Процесс происходит довольно медленно, но он того стоит:
также получал азот, однако, будучи сторонником газ получается весьма чистый.
господствующей в те времена теории флогистона, 17Свойства. Физические свойства При нормальных6
совершенно неверно истолковал полученные результаты (по условиях азот это бесцветный газ, не имеет запаха, мало
его мнению, процесс был противоположным — не кислород растворим в воде (2,3 мл/100г при 0 °C, 0,8 мл/100г при
удалялся из газовой смеси, а наоборот, в результате 80 °C). В жидком состоянии (темп. кипения -195,8 °C) –
обжига воздух насыщался флогистоном; оставшийся воздух бесцветная, подвижная, как вода, жидкость. При контакте
(азот) он и назвал насыщенным флогистоном, то есть с воздухом поглощает из него кислород. При -209,86 °C
флогистированным). Очевидно, что и Пристли, хотя и смог азот переходит в твердое состояние в виде снегоподобной
выделить азот, не сумел понять сути своего открытия, массы или больших белоснежных кристаллов. При контакте
поэтому и не считается первооткрывателем азота. с воздухом поглощает из него кислород, при этом
Содержание. плавится, образуя раствор кислорода в азоте.
5Открытие. Одновременно схожие эксперименты с тем же3 Содержание.
результатом проводил и Карл Шееле. В 1772 году азот 18Свойства. Известны три кристаллические модификации1
(под названием «испорченного воздуха») как простое твёрдого азота. В интервале 36,61–63,29К существует
вещество описал Даниэль Резерфорд, он опубликовал фаза ?-N2 с гексагональной плотной упаковкой,
магистерскую диссертацию, где указал основные свойства пространственная группа P63/mmc, параметры решётки
азота (не реагирует со щелочами, не поддерживает a=3,93? и c=6,50?. При температуре ниже 36,61 К
горения, непригоден для дыхания). Именно Даниэль устойчива фаза ?-N2 с кубической решёткой, имеющая
Резерфорд и считается первооткрывателем азота. В пространственную группу Pa3 или P213 и период a=5,660?.
дальнейшем азот был изучен Генри Кавендишем (интересен Под давлением более 3500 атмосфер и температуре ниже 83
тот факт, что он сумел связать азот с кислородом при K образуется гексагональная фаза ?-N2. Содержание.
помощи разрядов электрического тока, а после поглощения 19Свойства. Химические свойства Азот в свободном2
оксидов азота в остатке получил небольшое количество состоянии существует в форме двухатомных молекул N2,
газа, абсолютно инертного, хотя, как и в случае с электронная конфигурация которых описывается формулой
азотом, не смог понять, что выделил новые химические ?s??s*2?x, y4?z?, что соответствует тройной связи между
элементы — инертные газы). Однако и Резерфорд был молекулами азота N?N (длина связи dN?N = 0,1095 нм).
сторонником флогистонной теории, поэтому также не смог Вследствие этого молекула азота крайне прочна, для
понять, что же он выделил. Таким образом, чётко реакции диссоциации N2 ? 2N удельная энтальпия
определить первооткрывателя азота невозможно. образования ?H°298=945 кДж, константа скорости реакции
Содержание. К298=10-120, то есть диссоциация молекул азота при
6Происхождение названия. Азот (от греч. ?????? —3 нормальных условиях практически не происходит
безжизненный, лат. Nitrogenium), вместо предыдущих (равновесие практически полностью сдвинуто влево).
названий («флогистированный», «мефитический» и Молекула азота неполярна и слабо поляризуется, силы
«испорченный» воздух) предложил в 1787 году Антуан взаимодействия между молекулами очень слабые, поэтому в
Лавуазье, который в то время в составе группы других обычных условиях азот газообразен. Содержание.
французских учёных разрабатывал принципы химической 20Свойства. Даже при 3000 °C степень термической1
номенклатуры. Как показано выше, в то время уже было диссоциации N2 составляет всего 0,1 %, и лишь при
известно, что азот не поддерживает ни горения, ни температуре около 5000 °C достигает нескольких
дыхания. Это свойство и сочли наиболее важным. Хотя процентов (при нормальном давлении). В высоких слоях
впоследствии выяснилось, что азот, наоборот, крайне атмосферы происходит фотохимическая диссоциация молекул
необходим для всех живых существ, название сохранилось N2. В лабораторных условиях можно получить атомарный
во французском и русском языках. Содержание. азот, пропуская газообразный N2 при сильном разряжении
7Происхождение названия. Существует и иная версия.2 через поле высокочастотного электрического разряда.
Слово «азот» придумано не Лавуазье и не его коллегами Атомарный азот намного активнее молекулярного: в
по номенклатурной комиссии; оно вошло в алхимическую частности, при обычной температуре он реагирует с
литературу уже в раннем средневековье и употреблялось серой, фосфором, мышьяком и с рядом металлов, например,
для обозначения «первичной материи металлов», которую со ртутью. Содержание.
считали «альфой и омегой» всего сущего. Это выражение 21Свойства. Вследствие большой прочности молекулы7
заимствовано из Апокалипсиса: «Я есть Альфа и Омега, азота многие его соединения эндотермичны, энтальпия их
начало и конец». Слово составлено из начальных и образования отрицательна, а соединения азота термически
конечных букв алфавитов трёх языков — латинского, малоустойчивы и довольно легко разлагаются при
греческого и древнееврейского, — считавшихся нагревании. Именно поэтому азот на Земле находится по
«священными», поскольку, согласно Евангелиям, надпись большей части в свободном состоянии. Ввиду своей
на кресте при распятии Христа была сделана на этих значительной инертности азот при обычных условиях
языках (а, альфа, алеф и зет, омега, тав — AAAZOTH). реагирует только с литием: 6Li + N2 ? 2Li3N, при
Составители новой химической номенклатуры хорошо знали нагревании он реагирует с некоторыми другими металлами
о существовании этого слова; инициатор её создания и неметаллами, также образуя нитриды: 3Mg + N2 ? Mg3N2,
Гитон де Морво отмечал в своей «Методической 2B + N2 ?2BN, Наибольшее практическое значение имеет
энциклопедии» (1786) алхимическое значение термина. На нитрид водорода (аммиак): Содержание.
латыни азот называется «Nitrogenium», то есть 22Свойства. Промышленное связывание атмосферного5
«рождающий селитру»; английское название производится азота Соединения азота чрезвычайно широко используются
от латинского. В немецком языке используется название в химии, невозможно даже перечислить все области, где
Stickstoff, что означает «удушающее вещество». находят применение вещества, содержащие азот: это
Содержание. индустрия удобрений, взрывчатых веществ, красителей,
8Азот в природе. Изотопы азота Природный азот7 медикаментов и проч. Хотя колоссальные количества азота
состоит из двух стабильных изотопов 14N — 99,635 % и доступны в прямом смысле слова «из воздуха», из-за
15N — 0,365 %. Известны радиоактивные изотопы азота с описанной выше прочности молекулы азота N2 долгое время
массовыми числами 11, 12, 13, 16 и 17. Все они являются оставалась нерешённой задача получения соединений,
очень короткоживущими изотопами. Самый стабильный из содержащих азот, из воздуха; большая часть соединений
них 13N имеет период полураспада 10 мин. Магнитный азота добывалась из его минералов, таких, как чилийская
момент ядер изотопов. Содержание. селитра. Однако сокращение запасов этих полезных
9Азот в природе. Распространённость Вне пределов5 ископаемых, а также рост потребности в соединениях
Земли азот обнаружен в газовых туманностях, солнечной азота заставил форсировать работы по промышленному
атмосфере, на Уране, Нептуне, межзвёздном пространстве связыванию атмосферного азота. Наиболее распространён
и др. Азот — четвёртый по распространённости элемент аммиачный способ связывания атмосферного азота.
Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода). Обратимая реакция синтеза аммиака: 3H2 + N2 ? 2NH3
Азот, в форме двухатомных молекул N2 составляет большую экзотермическая (тепловой эффект 92 кДж) и идёт с
часть атмосферы, где его содержание составляет 75,6 % уменьшением объёма, поэтому для сдвига равновесия
(по массе) или 78,084 % (по объёму), то есть около вправо в соответствии с принципом Ле Шателье — Брауна
3,87·1015 т. Содержание азота в земной коре, по данным необходимо охлаждение смеси и высокие давления. Однако
разных авторов, составляет (0,7—1,5)·1015 т (причём в с кинетической точки зрения снижение температуры
гумусе — порядка 6·1010 т), а в мантии Земли — 1,3·1016 невыгодно, так как при этом сильно снижается скорость
т. Такое соотношение масс заставляет предположить, что реакции — уже при 700 °C скорость реакции слишком мала
главным источником азота служит верхняя часть мантии, для её практического использования. Содержание.
откуда он поступает в другие оболочки Земли с 23Свойства. В таких случаях используется катализ, так6
извержениями вулканов. Масса растворённого в гидросфере как подходящий катализатор позволяет увеличить скорость
азота, учитывая, что одновременно происходят процессы реакции без сдвига равновесия. В процессе поиска
растворения азота атмосферы в воде и выделения его в подходящего катализатора было испробовано около
атмосферу, составляет около 2·1013 т, кроме того двадцати тысяч различных соединений. По совокупности
примерно 7·1011 т азота содержатся в гидросфере в виде свойств (каталитическая активность, стойкость к
соединений. Содержание. отравлению, дешевизна) наибольшее применение получил
10Азот в природе. Биологическая роль Азот является2 катализатор на основе металлического железа с примесями
элементом, необходимым для существования животных и оксидов алюминия и калия. Процесс ведут при температуре
растений, он входит в состав белков (16—18 % по массе), 400—600°С и давлениях 10—1000 атмосфер. Следует
аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, отметить, что при давлениях выше 2000 атмосфер синтез
хлорофилла, гемоглобина и др. В составе живых клеток по аммиака из смеси водорода и азота идёт с высокой
числу атомов азота около 2%, по массовой доле - около скоростью и без катализатора. Например, при 850 °C и
2,5 % (четвертое место после водорода, углерода и 4500 атмосфер выход продукта составляет 97 %.
кислорода). В связи с этим значительное количество Существует и ещё один, менее распространённый способ
связанного азота содержится в живых организмах, промышленного связывания атмосферного азота —
«мёртвой органике» и дисперсном веществе морей и цианамидный метод, основанный на реакции карбида
океанов. Это количество оценивается примерно в 1,9·1011 кальция с азотом при 1000 °C. Реакция происходит по
т. В результате процессов гниения и разложения уравнению: CaC2 + N2 ? CaCN2 + C. Реакция экзотермична,
азотсодержащей органики, при условии благоприятных её тепловой эффект 293 кДж. Ежегодно из атмосферы Земли
факторов окружающей среды, могут образоваться природные промышленным путём отбирается примерно 1·106 т азота.
залежи полезных ископаемых, содержащие азот, например, Подробно процесс получения азота изложен здесь ГРАСИС.
«чилийская селитра» (нитрат натрия с примесями других Содержание.
соединений), норвежская, индийская селитры. Содержание. 24Соединения азота. Степени окисления азота в11
11Круговорот азота в природе. Фиксация атмосферного2 соединениях ?3, ?2, ?1, +1, +2, +3, +4, +5. Соединения
азота в природе происходит по двум основным азота в степени окисления ?3 представлены нитридами, из
направлениям — абиогенному и биогенному. Первый путь которых практически наиболее важен аммиак; Соединения
включает главным образом реакции азота с кислородом. азота в степени окисления ?2 менее характерны,
Так как азот химически весьма инертен, для окисления представлены пернитридами, из которых самый важный
требуются большие количества энергии (высокие пернитрид водорода N2H4 или гидразин (существует также
температуры). Эти условия достигаются при разрядах крайне неустойчивый пернитрид водорода N2H2, диимид);
молний, когда температура достигает 25000 °C и более. Соединения азота в степени окисления ?1 NH2OH
При этом происходит образование различных оксидов (гидроксиламин) — неустойчивое основание,
азота. Существует также вероятность, что абиотическая применяющееся, наряду с солями гидроксиламмония, в
фиксация происходит в результате фотокаталитических органическом синтезе; Соединения азота в степени
реакций на поверхности полупроводников или окисления +1 оксид азота (I) N2O (закись азота,
широкополосных диэлектриков (песок пустынь). веселящий газ); Соединения азота в степени окисления +2
Содержание. оксид азота (II) NO (монооксид азота); Соединения азота
12Круговорот азота в природе. Однако основная часть1 в степени окисления +3 оксид азота (III) N2O3,
молекулярного азота (около 1,4·108 т/год) фиксируется азотистая кислота, производные аниона NO2-, трифторид
биотическим путём. Долгое время считалось, что азота NF3; Соединения азота в степени окисления +4
связывать молекулярный азот могут только небольшое оксид азота (IV) NO2 (диоксид азота, бурый газ);
количество видов микроорганизмов (хотя и широко Соединения азота в степени окисления +5 — оксид азота
распространённых на поверхности Земли): бактерии (V) N2O5, азотная кислота и её соли — нитраты, и др.
Azotobacter и Clostridium, клубеньковые бактерии Содержание.
бобовых растений Rhizobium, цианобактерии Anabaena, 25Применение. Жидкий азот применяется как хладагент и6
Nostoc и др. Сейчас известно, что этой способностью для криотерапии. Промышленные применения газообразного
обладают многие другие организмы в воде и почве, азота обусловлены его инертными свойствами.
например, актиномицеты в клубнях ольхи и других Газообразный азот пожаро - и взрывобезопасен,
деревьев (всего 160 видов). Все они превращают препятствует окислению, гниению. В нефтехимии азот
молекулярный азот в соединения аммония (NH4+). Этот применяется для продувки резервуаров и трубопроводов,
процесс требует значительных затрат энергии (для проверки работы трубопроводов под давлением, увеличения
фиксации 1 г атмосферного азота бактерии в клубеньках выработки месторождений. В горнодобывающем деле азот
бобовых расходуют порядка 167,5 кДж, то есть окисляют может использоваться для создания в шахтах
примерно 10 г глюкозы). Таким образом, видна взаимная взрывобезопасной среды, для распирания пластов породы.
польза от симбиоза растений и азотфиксирующих бактерий В производстве электроники азот применяется для
— первые предоставляют вторым «место для проживания» и продувки областей, не допускающих наличия окисляющего
снабжают полученным в результате фотосинтеза «топливом» кислорода. Если в процессе, традиционно проходящем с
— глюкозой, вторые обеспечивают необходимый растениям использованием воздуха, окисление или гниение являются
азот в усваиваемой ими форме. Содержание. негативными факторами — азот может успешно заместить
13Круговорот азота в природе. Азот в форме аммиака и2 воздух. Важной областью применения азота является его
соединений аммония, получающийся в процессах биогенной использование для дальнейшего синтеза самых
азотфиксации, быстро окисляется до нитратов и нитритов разнообразных соединений, содержащих азот, таких, как
(этот процесс носит название нитрификации). Последние, аммиак, азотные удобрения, взрывчатые вещества,
не связанные тканями растений (и далее по пищевой цепи красители и т. п. Большие количества азота используются
травоядными и хищниками), недолго остаются в почве. в коксовом производстве («сухое тушение кокса») при
Большинство нитратов и нитритов хорошо растворимы, выгрузке кокса из коксовых батарей, а также для
поэтому они смываются водой и в конце концов попадают в «передавливания» топлива в ракетах из баков в насосы
мировой океан (этот поток оценивается в 2,5—8·107 или двигатели. В пищевой промышленности азот
т/год). Азот, включённый в ткани растений и животных, зарегистрирован в качестве пищевой добавки E941, как
после их гибели подвергается аммонификации (разложению газовая среда для упаковки и хранения, хладагент, а
содержащих азот сложных соединений с выделением аммиака жидкий азот применяется при розливе масел и
и ионов аммония) и денитрификации то есть выделению негазированных напитков для создания избыточного
атомарного азота, а также его оксидов. Эти процессы давления и инертной среды в мягкой таре. Содержание.
целиком происходят благодаря деятельности 26Применение. Жидкий азот нередко демонстрируется в3
микроорганизмов в аэробных и анаэробных условиях. кинофильмах в качестве вещества, способного мгновенно
Содержание. заморозить достаточно крупные объекты. Это широко
14Круговорот азота в природе. В отсутствие1 распространённая ошибка. Даже для замораживания цветка
деятельности человека процессы связывания азота и необходимо достаточно продолжительное время. Это
нитрификации практически полностью уравновешены связано отчасти с весьма низкой теплоёмкостью азота. По
противоположными реакциями денитрификации. Часть азота этой же причине весьма затруднительно охлаждать,
поступает в атмосферу из мантии с извержениями скажем, замки до ?196 °C и раскалывать их одним ударом.
вулканов, часть прочно фиксируется в почвах и глинистых Литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 °C,
минералах, кроме того, постоянно идёт утечка азота из образует примерно 700 литров газа. По этой причине
верхних слоёв атмосферы в межпланетное пространство. жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с
Содержание. вакуумной изоляцией открытого типа или криогенных
15Получение. В лабораториях его можно получать по10 ёмкостях под давлением. На этом же факте основан
реакции разложения нитрита аммония: NH4NO2 ? N2? + 2H2O принцип тушения пожаров жидким азотом. Испаряясь, азот
Реакция экзотермическая, идёт с выделением 80 ккал (335 вытесняет кислород, необходимый для горения, и пожар
кДж), поэтому требуется охлаждение сосуда при её прекращается. Так как азот, в отличие от воды, пены или
протекании (хотя для начала реакции требуется порошка, просто испаряется и выветривается, азотное
нагревание нитрита аммония). Практически эту реакцию пожаротушение — самый эффективный с точки зрения
выполняют, добавляя по каплям насыщенный раствор сохранности ценностей механизм тушения пожаров.
нитрита натрия в нагретый насыщенный раствор сульфата Заморозка жидким азотом живых существ с возможностью
аммония, при этом образующийся в результате обменной последующей их разморозки проблематична. Проблема
реакции нитрит аммония мгновенно разлагается. заключается в невозможности заморозить (и разморозить)
Выделяющийся при этом газ загрязнён аммиаком, оксидом существо достаточно быстро, чтобы неоднородность
азота (I) и кислородом, от которых его очищают, заморозки не сказалась на его жизненных функциях.
последовательно пропуская через растворы серной Станислав Лем, фантазируя на эту тему в книге «Фиаско»,
кислоты, сульфата железа (II) и над раскалённой медью. придумал экстренную систему заморозки азотом, в которой
Затем азот осушают. Ещё один лабораторный способ шланг с азотом, выбивая зубы, вонзался в рот астронавта
получения азота — нагревание смеси дихромата калия и и внутрь его подавался обильный поток азота.
сульфата аммония (в соотношении 2:1 по массе). Реакция Содержание.
идёт по уравнениям: K2Cr2O7 + (NH4)2SO4 = (NH4)2Cr2O7 + 270
K2SO4 (NH4)2Cr2O7 ?(t) Cr2O3 + N2? + 4H2O. Содержание.
27 «Азот и его соединения» | Азот и его соединения 114
http://900igr.net/fotografii/khimija/Azot-i-ego-soedinenija/Azot-i-ego-soedinenija.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

64 темы
Фото
Презентация: Азот и его соединения | Тема: Азот | Урок: Химия | Вид: Фото
900igr.net > Презентации по химии > Азот > Азот и его соединения