Элемент азот |
Азот | ||
<< Азот и его оксиды | Характеристика азота >> |
![]() История открытия |
![]() Физические свойства |
![]() Круговорот азота в природе |
![]() Применение азота |
Автор: Admin. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока химии, скачайте бесплатно презентацию «Элемент азот.pptx» со всеми картинками в zip-архиве размером 204 КБ.
Сл | Текст | Сл | Текст |
1 | Азот. | 17 | линейчатый эмиссионный спектр азота При |
2 | Азот. Характеристика азота. История | нормальных условиях азот это бесцветный | |
открытия. Получение азота. Азот в природе. | газ, не имеет запаха, мало растворим в | ||
Свойства. Применение азота. | воде (2,3 мл/100г при 0 °C, 0,8 мл/100 г | ||
3 | Характеристика азота. Азот —элемент | при 80 °C), плотность 1,2506 кг/м? (при | |
пятой группы, главной подгруппы, второго | н.у.). В жидком состоянии (темп. кипения | ||
периода переодической системы химических | ?195,8 °C) – бесцветная, подвижная, как | ||
элементов Д.И. Менделеева, с атомным | вода, жидкость. Плотность жидкого азота | ||
номером 7. Обозначается символом N (лат. | 808 кг/м?. При контакте с воздухом | ||
Nitrogenium). 1 s 2 s 2 р Азот – | поглощает из него кислород. При ?209,86 °C | ||
бесцветный газ, без запаха и вкуса. В воде | азот переходит в твердое состояние в виде | ||
растворяется хуже кислорода. Атом азота | снегоподобной массы или больших | ||
может иметь степень окисления +1; +2; +3; | белоснежных кристаллов. При контакте с | ||
+4 , могут проявлять как окислительные, | воздухом поглощает из него кислород, при | ||
так и восстановительные свойства. N 7 | этом плавится, образуя раствор кислорода в | ||
14,0067 2s22p3 азот. | азоте. Известны три кристаллические | ||
4 | модификации твёрдого азота. В интервале | ||
5 | История открытия. В 1777 году Генри | 36,61 – 63,29 К существует фаза ?-N2 с | |
Кавендиш провёл следующий опыт: он | гексагональной плотной упаковкой, | ||
многократно пропускал воздух над | пространственная группа P63/mmc, параметры | ||
раскалённым углём, затем обрабатывал его | решётки a=3,93 ? и c=6,50 ?. При | ||
щёлочью, в результате получался остаток, | температуре ниже 36,61 К устойчива фаза | ||
который Кавендиш назвал удушливым (или | ?-N2 с кубической решёткой, имеющая | ||
мефитическим) воздухом. С позиций | пространственную группу Pa3 или P213 и | ||
современной химии ясно, что в реакции с | период a=5,660 ?. Под давлением более 3500 | ||
раскалённым углём кислород воздуха | атмосфер и температуре ниже 83 K | ||
связывался в углекислый газ, который затем | образуется гексагональная фаза ?-N2. | ||
реагировал со щёлочью. При этом остаток | 18 | ||
газа представлял собой по большей части | 19 | Азот в природе. Круговорот азота в | |
азот. Таким образом, Кавендиш выделил | природе. Биологическая роль. | ||
азот, но не сумел понять, что это новое | Распространённость. Токсикология азота и | ||
простое вещество (химический элемент). В | его соединений. | ||
том же году Кавендиш сообщил об этом опыте | 20 | Круговорот азота в природе. Фиксация | |
Джозефу Пристли. Пристли в это время | атмосферного азота в природе происходит по | ||
проводил серию экспериментов, в которых | двум основным направлениям — абиогенному и | ||
также связывал кислород воздуха и удалял | биогенному. Первый путь включает главным | ||
полученный углекислый газ, то есть также | образом реакции азота с кислородом. Так | ||
получал азот, однако, будучи сторонником | как азот химически весьма инертен, для | ||
господствующей в те времена теории | окисления требуются большие количества | ||
флогистона, совершенно неверно истолковал | энергии (высокие температуры). Эти условия | ||
полученные результаты (по его мнению, | достигаются при разрядах молний, когда | ||
процесс был противоположным — не кислород | температура достигает 25000 °C и более. | ||
удалялся из газовой смеси, а наоборот, в | При этом происходит образование различных | ||
результате обжига воздух насыщался | оксидов азота. Существует также | ||
флогистоном; оставшийся воздух (азот) он и | вероятность, что абиотическая фиксация | ||
назвал насыщенным флогистоном, то есть | происходит в результате фотокаталитических | ||
флогистированным). Очевидно, что и | реакций на поверхности полупроводников или | ||
Пристли, хотя и смог выделить азот, не | широкополосных диэлектриков (песок | ||
сумел понять сути своего открытия, поэтому | пустынь). | ||
и не считается первооткрывателем азота. | 21 | Однако основная часть молекулярного | |
6 | Одновременно схожие эксперименты с тем | азота (около 1,4?108 т/год) фиксируется | |
же результатом проводил и Карл Шееле. В | биотическим путём. Долгое время считалось, | ||
1772 году азот как простое вещество описал | что связывать молекулярный азот могут | ||
Даниэль Резерфорд, он опубликовал | только небольшое количество видов | ||
магистерскую диссертацию, где указал | микроорганизмов (хотя и широко | ||
основные свойства азота (не реагирует со | распространённых на поверхности Земли): | ||
щелочами, не поддерживает горения, | бактерии Azotobacter и Clostridium, | ||
непригоден для дыхания). Именно Даниэль | клубеньковые бактерии бобовых растений | ||
Резерфорд и считается первооткрывателем | Rhizobium, цианобактерии Anabaena, Nostoc | ||
азота. В дальнейшем азот был изучен Генри | и др. Сейчас известно, что этой | ||
Кавендишем (интересен тот факт, что он | способностью обладают многие другие | ||
сумел связать азот с кислородом при помощи | организмы в воде и почве, например, | ||
разрядов электрического тока, а после | актиномицеты в клубнях ольхи и других | ||
поглощения оксидов азота в остатке получил | деревьев (всего 160 видов). Все они | ||
небольшое количество газа, абсолютно | превращают молекулярный азот в соединения | ||
инертного, хотя, как и в случае с азотом, | аммония (NH4+). Этот процесс требует | ||
не смог понять, что выделил новые | значительных затрат энергии (для фиксации | ||
химические элементы — инертные газы). | 1 г атмосферного азота бактерии в | ||
Однако и Резерфорд был сторонником | клубеньках бобовых расходуют порядка 167,5 | ||
флогистонной теории, поэтому также не смог | кДж, то есть окисляют примерно 10 г | ||
понять, что же он выделил. Таким образом, | глюкозы). Таким образом, видна взаимная | ||
чётко определить первооткрывателя азота | польза от симбиоза растений и | ||
невозможно. | азотфиксирующих бактерий — первые | ||
7 | предоставляют вторым «место для | ||
8 | Получение азота. В лабораториях его | проживания» и снабжают полученным в | |
можно получать по реакции разложения | результате фотосинтеза «топливом» — | ||
нитрита аммония: NH4NO2 ? N2? + 2H2O | глюкозой, вторые обеспечивают необходимый | ||
Реакция экзотермическая, идёт с выделением | растениям азот в усваиваемой ими форме. | ||
80 ккал (335 кДж), поэтому требуется | Азот, включённый в ткани растений и | ||
охлаждение сосуда при её протекании (хотя | животных, после их гибели подвергается | ||
для начала реакции требуется нагревание | аммонификации (разложению содержащих азот | ||
нитрита аммония). Практически эту реакцию | сложных соединений с выделением аммиака и | ||
выполняют, добавляя по каплям насыщенный | ионов аммония) и денитрификации то есть | ||
раствор нитрита натрия в нагретый | выделению атомарного азота, а также его | ||
насыщенный раствор сульфата аммония, при | оксидов. Эти процессы целиком происходят | ||
этом образующийся в результате обменной | благодаря деятельности микроорганизмов в | ||
реакции нитрит аммония мгновенно | аэробных и анаэробных условиях. В | ||
разлагается. Выделяющийся при этом газ | отсутствие деятельности человека процессы | ||
загрязнён аммиаком, оксидом азота и | связывания азота и нитрификации | ||
кислородом, от которых его очищают, | практически полностью уравновешены | ||
последовательно пропуская через растворы | противоположными реакциями денитрификации. | ||
серной кислоты, сульфата железа (II) и над | Часть азота поступает в атмосферу из | ||
раскалённой медью. Затем азот осушают. | мантии с извержениями вулканов, часть | ||
9 | Ещё один лабораторный способ получения | прочно фиксируется в почвах и глинистых | |
азота — нагревание смеси дихромата калия и | минералах, кроме того, постоянно идёт | ||
сульфата аммония (в соотношении 2:1 по | утечка азота из верхних слоёв атмосферы в | ||
массе). Реакция идёт по уравнениям: | межпланетное пространство. | ||
K2Cr2O7 + (NH4)2SO4 = (NH4)2Cr2O7 + K2SO4 | 22 | Биологическая роль. Азот является | |
(NH4)2Cr2O7 ?(t) Cr2O3 + N2? + 4H2O Самый | элементом, необходимым для существования | ||
чистый азот можно получить разложением | животных и растений, он входит в состав | ||
азидов металлов: 2NaN3 ?(t) 2Na + 3N2? Так | белков (16—18 % по массе), аминокислот, | ||
называемый «воздушный», или «атмосферный» | нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, | ||
азот, то есть смесь азота с благородными | хлорофилла, гемоглобина и др. В составе | ||
газами, получают путём реакции воздуха с | живых клеток по числу атомов азота около 2 | ||
раскалённым коксом: O2+ 4N2 + 2C ? 2CO + | %, по массовой доле — около 2,5 % | ||
4N2 При этом получается так называемый | (четвёртое место после водорода, углерода | ||
«генераторный», или «воздушный», газ — | и кислорода). В связи с этим значительное | ||
сырьё для химических синтезов и топливо. | количество связанного азота содержится в | ||
При необходимости из него можно выделить | живых организмах, «мёртвой органике» и | ||
азот, поглотив монооксид углерода. | дисперсном веществе морей и океанов. Это | ||
10 | Молекулярный азот в промышленности | количество оценивается примерно в 1,9?1011 | |
получают фракционной перегонкой жидкого | т. В результате процессов гниения и | ||
воздуха. Этим методом можно получить и | разложения азотсодержащей органики, при | ||
«атмосферный азот». Также широко | условии благоприятных факторов окружающей | ||
применяются азотные установки, в которых | среды, могут образоваться природные залежи | ||
используется метод адсорбционного и | полезных ископаемых, содержащие азот, | ||
мембранного газоразделения. Один из | например, «чилийская селитра» (нитрат | ||
лабораторных способов — пропускание | натрия с примесями других соединений), | ||
аммиака над оксидом меди (II) при | норвежская, индийская селитры. | ||
температуре ~700 °C: 2NH3 + 3CuO ? N2? + | 23 | Распространенность. Вне пределов Земли | |
3H2O + 3Cu Аммиак берут из его насыщенного | азот обнаружен в газовых туманностях, | ||
раствора при нагревании. Количество CuO в | солнечной атмосфере, на Уране, Нептуне, | ||
2 раза больше расчётного. Непосредственно | межзвёздном пространстве и др. Азот — | ||
перед применением азот очищают от примеси | четвёртый по распространённости элемент | ||
кислорода и аммиака пропусканием над медью | Солнечной системы (после водорода, гелия и | ||
и её оксидом (II), затем сушат | кислорода). Азот, в форме двухатомных | ||
концентрированной серной кислотой и сухой | молекул N2 составляет большую часть | ||
щёлочью. Процесс происходит довольно | атмосферы, где его содержание составляет | ||
медленно, но он того стоит: газ получается | 75,6 % (по массе) или 78,084 % (по | ||
весьма чистый. | объёму), то есть около 3,87?1015 т. | ||
11 | Содержание азота в земной коре, по данным | ||
12 | Свойства азота. Химические свойства. | разных авторов, составляет (0,7—1,5)?1015 | |
Физические свойства. | т (причём в гумусе — порядка 6?1010 т), а | ||
13 | Химические свойства. Вследствие | в мантии Земли — 1,3?1016 т. Такое | |
большой прочности молекулы азота многие | соотношение масс заставляет предположить, | ||
его соединения эндотермичны, энтальпия их | что главным источником азота служит | ||
образования отрицательна, а соединения | верхняя часть мантии, откуда он поступает | ||
азота термически малоустойчивы и довольно | в другие оболочки Земли с извержениями | ||
легко разлагаются при нагревании. Именно | вулканов. Масса растворённого в гидросфере | ||
поэтому азот на Земле находится по большей | азота, учитывая, что одновременно | ||
части в свободном состоянии. Ввиду своей | происходят процессы растворения азота | ||
значительной инертности азот при обычных | атмосферы в воде и выделения его в | ||
условиях реагирует только с литием: при | атмосферу, составляет около 2?1013 т, | ||
нагревании он реагирует с некоторыми | кроме того примерно 7?1011 т азота | ||
другими металлами и неметаллами, также | содержатся в гидросфере в виде соединений. | ||
образуя нитриды: 6Li + N2 ? 2Li3N, 3Mg + | 24 | Токсикология азота и его соединений. | |
N2 ? Mg3N2, 2B + N2 ?2BN, | Сам по себе атмосферный азот достаточно | ||
14 | Промышленное связывание атмосферного | инертен, чтобы оказывать непосредственное | |
азота Соединения азота чрезвычайно широко | влияние на организм человека и | ||
используются в химии, невозможно даже | млекопитающих. Тем не менее, при | ||
перечислить все области, где находят | повышенном давлении он вызывает наркоз, | ||
применение вещества, содержащие азот: это | опьянение или удушье (при недостатке | ||
индустрия удобрений, взрывчатых веществ, | кислорода); при быстром снижении давления | ||
красителей, медикаментов и проч. Хотя | азот вызывает кессонную болезнь. Многие | ||
колоссальные количества азота доступны в | соединения азота очень активны и нередко | ||
прямом смысле слова «из воздуха», из-за | токсичны. | ||
описанной выше прочности молекулы азота N2 | 25 | ||
долгое время оставалась нерешённой задача | 26 | Применение азота. Слабокипящий жидкий | |
получения соединений, содержащих азот, из | азот металлическом стакане. Жидкий азот | ||
воздуха; большая часть соединений азота | применяется как хладагент и для | ||
добывалась из его минералов, таких, как | криотерапии. Промышленные применения | ||
чилийская селитра. Однако сокращение | газообразного азота обусловлены его | ||
запасов этих полезных ископаемых, а также | инертными свойствами. Газообразный азот | ||
рост потребности в соединениях азота | пожаро- и взрывобезопасен, препятствует | ||
заставил форсировать работы по | окислению, гниению. В нефтехимии азот | ||
промышленному связыванию атмосферного | применяется для продувки резервуаров и | ||
азота. Наиболее распространён аммиачный | трубопроводов, проверки работы | ||
способ связывания атмосферного азота. | трубопроводов под давлением, увеличения | ||
Обратимая реакция синтеза аммиака: 3H2 + | выработки месторождений. В горнодобывающем | ||
N2 ? 2NH3 экзотермическая (тепловой эффект | деле азот может использоваться для | ||
92 кДж) и идёт с уменьшением объёма, | создания в шахтах взрывобезопасной среды, | ||
поэтому для сдвига равновесия вправо в | для распирания пластов породы. | ||
соответствии с принципом Ле Шателье — | 27 | В производстве электроники азот | |
Брауна необходимо охлаждение смеси и | применяется для продувки областей, не | ||
высокие давления. Однако с кинетической | допускающих наличия окисляющего кислорода. | ||
точки зрения снижение температуры | Если в процессе, традиционно проходящем с | ||
невыгодно, так как при этом сильно | использованием воздуха, окисление или | ||
снижается скорость реакции — уже при 700 | гниение являются негативными факторами — | ||
°C скорость реакции слишком мала для её | азот может успешно заместить воздух. | ||
практического использования. | Важной областью применения азота является | ||
15 | В таких случаях используется катализ, | его использование для дальнейшего синтеза | |
так как подходящий катализатор позволяет | самых разнообразных соединений, содержащих | ||
увеличить скорость реакции без сдвига | азот, таких, как аммиак, азотные | ||
равновесия. В процессе поиска подходящего | удобрения, взрывчатые вещества, красители | ||
катализатора было испробовано около | и т. п. Большие количества азота | ||
двадцати тысяч различных соединений. По | используются в коксовом производстве | ||
совокупности свойств (каталитическая | («сухое тушение кокса») при выгрузке кокса | ||
активность, стойкость к отравлению, | из коксовых батарей, а также для | ||
дешевизна) наибольшее применение получил | «передавливания» топлива в ракетах из | ||
катализатор на основе металлического | баков в насосы или двигатели. В пищевой | ||
железа с примесями оксидов алюминия и | промышленности азот зарегистрирован в | ||
калия. Процесс ведут при температуре | качестве пищевой добавки E941, как газовая | ||
400—600 °C и давлениях 10—1000 атмосфер. | среда для упаковки и хранения, хладагент, | ||
Следует отметить, что при давлениях выше | а жидкий азот применяется при разливе | ||
2000 атмосфер синтез аммиака из смеси | масел и негазированных напитков для | ||
водорода и азота идёт с высокой скоростью | создания избыточного давления и инертной | ||
и без катализатора. Например, при 850 °C и | среды в мягкой таре . | ||
4500 атмосфер выход продукта составляет 97 | 28 | Литр жидкого азота, испаряясь и | |
%. | нагреваясь до 20 °C, образует примерно 700 | ||
16 | Существует и ещё один, менее | литров газа. По этой причине жидкий азот | |
распространённый способ промышленного | хранят в специальных сосудах Дьюара с | ||
связывания атмосферного азота — | вакуумной изоляцией открытого типа или | ||
цианамидный метод, основанный на реакции | криогенных ёмкостях под давлением. На этом | ||
карбида кальция с азотом при 1000 °C. | же факте основан принцип тушения пожаров | ||
Реакция происходит по уравнению: CaC2 + N2 | жидким азотом. Испаряясь, азот вытесняет | ||
? CaCN2 + C. Реакция экзотермична, её | кислород, необходимый для горения, и пожар | ||
тепловой эффект 293 кДж. Ежегодно из | прекращается. Так как азот, в отличие от | ||
атмосферы Земли промышленным путём | воды, пены или порошка, просто испаряется | ||
отбирается примерно 1?106 т азота. | и выветривается, азотное пожаротушение — | ||
Взаимодействие оксида азота с кислородом: | самый эффективный с точки зрения | ||
2NO + O2 2NO2. | сохранности ценностей механизм тушения | ||
17 | Физические свойства. Оптический | пожаров. | |
Элемент азот.pptx |
«Химические элементы» - Формула водородных соединений Н2Э. Подгруппа бериллия. Бор – неметалл. Величины энергии ионизации некоторых элементов одного периода. Закон триад. Подгруппа азота. Энергия ионизации. Характеристика элемента по его положению в периодической системе. Самая высокая ОЭО у фтора. Изменение радиусов атомов в группе и периодах.
«Азот химия» - НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ: 1)в свободном состоянии в атмосфере (78%), 2)в связанном состоянии (смотри таблицу). 2 период, 5 группа, главная подгруппа. Рассмотреть физические и химические свойства азота в свете ОВР. Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №5. Молекула: -очень устойчивая -низкая реакционная способность.
«Круговорот азота в природе» - Содержится во всех найденных биологических формах жизни на земле. Где содержится азот. Задание 1. Укажите границы биосферы. Содержится в воздухе в виде аммиака и оксидов. Таблица «Круговорот веществ в природе». Круговорот азота. Задание 1. Укажите границы биосфер. Круговорот азота в природе.
«Названия химических элементов» - K. Этимологические начала названий химических элементов. Цели. “Только упорством и трудом можно достичь результатов”. Нескучного труда вам!!! Au. Cu. Автор презентации. Можно найти мифологические имена, например, Тантал и Прометий. Определенный вид атомов называют химическим элементом. Элементарный – начальный, относящийся к основам чего-нибудь (из толкового словаря С.И.Ожегова).
«Круговорот элементов в природе» - Круговорот кислорода. Разлагающиеся организмы. Круговорот воды. Высвобождение углерода человеком. Миграция серы. Атмосфера. Молнии. Биохимический цикл. В различных минералах фосфор содержится в виде неорганического фосфатиона (PO43-). Органический фосфор в клетках растений. Денитрофицирующие бактерии.
«Азот и его соединения» - Наиболее распространён аммиачный способ связывания атмосферного азота. Например, при 850 °C и 4500 атмосфер выход продукта составляет 97 %. Известны радиоактивные изотопы азота с массовыми числами 11, 12, 13, 16 и 17. Степени окисления азота в соединениях ?3, ?2, ?1, +1, +2, +3, +4, +5. Проектная работа по химии «Жидкий азот».