Prvky p3
- skupina dusíku
Ø
prvky V.A
skupiny, jejich atomy mají ve valenčních orbitalech
pět elektronů, konfigurace ns2np3 (n je 2 až 6)
Ø
dusík je za
běžné teploty plyn, ostatní p3-prvky
jsou pevné látky, krystalizující v různých modifikacích
Ø
mohou sdílet
tři elektronové páry ve třech kovalentních vazbách, dosáhnou tak stabilní
konfiguraci nejbližšího vzácného plynu a mají v těchto sloučeninách nejmenší
oxidační číslo -III (např. v amoniaku NH3)
Ø
mohou však
odevzdat až všech pět valenčních elektronů a mít ve sloučeninách oxidační číslo
až V, např. ve fluoridu fosforečném PF5
Ø
s rostoucím Z klesá stálost sloučenin s oxidačním
číslem V a roste stálost sloučenin s oxidačním číslem III
Ø
dusík jako
prvek druhé periody (má jen s a p-orbitaly)
může vázat maximálně čtyři vazebné partnery - je čtyřvazný
(např. v iontu NH4+), ostatní p3-prvky
v důsledku volných nd-orbitalů mohou být až šestivazné
Ø
podobně jako u
chalkogenů stoupá s rostoucím Z kovový charakter a klesá celková reaktivita
Ø
dusík a fosfor
jsou nekovy, arsen a antimon polokovy, bismut typický
kov, s rostoucím Z klesá kyselý
charakter oxidů
Ø
převážná část
dusíku je v zemské atmosféře jako molekuly N2 (78 %), vzduch je
proto hlavním zdrojem dusíku pro výrobu dusíkatých sloučenin, vázaný dusík je v
dusičnanech (chilském ledku NaNO3) a bílkovinách
Ø
fosfor se v
přírodě vyskytuje pouze ve sloučeninách odvozených od kyseliny fosforečné,
např. v apatitech Ca5X(PO4)3 (X je F, Cl, OH),
v kostech, v buňkách org.
Ø
dusík a fosfor
jsou biogenní prvky, arsen, antimon a bismut jsou v přírodě málo rozšířené
Dusík - základní charakteristika
F
název Dusík
F
latinsky Nitrogenium
F
anglicky Nitrogen
F
francouzsky Azote
F
německy Stickstoff
F
značka N
F
protonové
číslo 7
F
relativní
atomová hmotnost 14,00674
F
Paulingova elektronegativita 3,04
F
elektronová
konfigurace [He]
2s22p3
1s22s22p3
F
teplota
tání 63,05 K, -210,1°C
F
teplota
varu 77,36 K, -195,79°C
F
skupina V.A
F
perioda 2
F
skupenství
(při 20°C) plynné
F
oxidační
čísla ve sloučeninách -III, I, II, III,
IV, V
F
rok
objevení objevitel
F
Daniel
Rutherford
Minerály
název minerálu vzorec
abelsonit NiC31H32N4
acetamid CH3CONH2
ledek draselný KNO3
ledek chilský NaNO3
Výskyt
F
Díky
své malé reaktivitě
se dusík vyskytuje převážně
volný ve vzduchu,
kde ho tvoří 78 objemových
procent.
F
Je
však vázán i v řadě
sloučenin, například v
solích kyseliny dusičné (NO3-).
F
Dusík
je také významný biogenní
prvek - je stavebním
prvkem bílkovin.
Vlastnosti
F
Dusík
je za normálních podmínek
o bezbarvý
plyn
o bez
chuti a zápachu,
o je
lehčí než vzduch.
F
Molekulový
dusík je velmi málo
reaktivní, protože jeho molekuly jsou tvořeny dvěma atomy vzájemně
vázanými velice pevnou trojnou vazbou, která je příčinnou jeho malé
reaktivity.
F
Je
tedy velmi stabilní
a štěpí se až za vysokých teplot (asi 4000°C).
F
Díky
této vlastnosti se dusík využívá k vytváření inertní atmosféry (viz. oddíl Použití).
F Naopak atomový dusík je velmi reaktivní.
Laboratorní příprava
V
laboratoři se dusík připravuje tepelným rozkladem dusitanu amonného (NH4NO2).
(NH4NO2) -> N2 + 2H2O
Průmyslová výroba
Průmyslově
se dusík vyrábí frakční
destilací zkapalněného vzduchu.
Použití
F
Dusík,
který se skladuje a převáží stlačený v ocelových lahvích označených zeleným pruhem, se používá
především k výrobě
o
amoniaku
(NH3),
o
kyseliny dusičné
(HNO3)
o různých
průmyslových hnojiv,
§
chilský
ledek (NaNO3
- dusičnan sodný),
§
dusičnan
amonný (NH4NO3),
atd.
F
Díky
své malé reaktivitě se využívá také k vytváření inertní atmosféry (použití např. při skladování
velmi reaktivních alkalických kovů).
Sloučeniny
1. bezkyslíkaté sloučeniny
NH3 - amoniak
bezbarvý
a štiplavý plyn, který leptá sliznici
NH4Cl - chlorid amonný (salmiak)
používá se
při pájení a v suchých bateriových článcích
(NH4)2SO4 - síran amonný
průmyslové
hnojivo
NH4NO3 - dusičnan amonný
průmyslové
hnojivo ledek amonný s vápencem (směs NH4NO3 a
CaCO3)
(NH4)2CO3 - uhličitan amonný
součást
kypřících prášků
amidy - aniont NH2-,
např. NaNH2
imidy - aniont NH2-,
např. CaNH
nitridy - aniont N3-, např.
např. BN
NCl3 - chlorodusík
NI3 - jododusík
HN3 - kyselina azidovodíková
nestálá
explozivní kapalina
2. kyslíkaté
sloučeniny
a) oxidy
N2O - oxid dusný
tzv.
"rajský plyn" používaný při operacích k anestezii
NO - oxid dusnatý
bezbarvý
N2O3 - oxid dusitý
NO2 - oxid dusičitý
hnědočervený
plyn, který má charakteristický zápach; silně jedovatý
b) kyseliny
HNO2 - kyselina dusitá
slabá
kyselina
HNO3 - kyselina dusičná
silná kyselina;
uchovává se v tmavých lahvích, protože se působením světla rozkládá
c) soli
kyseliny dusičné (NO3-)
KNO3 - dusičnan draselný (draselný ledek)
průmyslové
hnojivo
NaNO3 - dusičnan sodný (chilský ledek)
průmyslové
hnojivo
NH4NO3 - dusičnan amonný (amonný ledek)
průmyslové
hnojivo
Reakce
Zdroj:
http://www.jergym.hiedu.cz/~canovm/
|
Výroba dusíku
|
01.
|
a) Dusík
vzniká reakcí amonné soli s dusitanem
NH4+1
+ NO2-1 --› N2 + 2H2O
b) Dusík vzniká reakcí roztoků
chloridu amonného s dusitanem sodným
NH4Cl
+ NaNO2 --› N2 + NaCl
+ 2H2O
|
02.
|
a) Dusík
vzniká reakcí kyseliny amidosírové s dusitanem
(vzniká též kyselý síran)
NH2SO3H
+ NO2-1 --› N2 + HSO4-1
+ H2O
b) Dusík vzniká reakcí kyseliny
amidosírové s dusitanem sodným (vzniká též kyselý síran sodný)
NH2SO3H
+ NaNO2 --› N2 + NaHSO4 + H2O
|
03.
|
Dusík vzniká
tepelným rozkladem dusitanu amonného
NH4NO2
--› N2 + 2H2O
|
04.
|
Dusík vzniká tepelným
rozkladem dvojchromanu amonného (tzv. sopka)
(NH4)2Cr2O7
--› N2 + Cr2O3 + 4H2O
|
05.
|
Dusík vzniká
tepelným katalyzovaným (platinou) rozkladem
amoniaku
2NH3
---Pt---› N2 + 3H2
|
06.
|
Dusík vzniká
oxidací amoniaku oxidem dusnatým
4NH3 +
6NO --› 5N2 + 6H2O
|
07.
|
Dusík vzniká
oxidací amoniaku bromem
8NH3 +
3Br2 --› 6NH4Br + N2
|
08.
|
Dusík spolu s
mědí vzniká při redukčním působení amoniaku na oxid měďnatý za zvýšené
teploty
2NH3 +
3CuO --› N2 + 3Cu + 3H2O
|
09.
|
Dusík vzniká oxidací
amoniaku chlorem
2NH3 +
3Cl2 --› N2 + 6HCl
|
10.
|
Dusík spolu s
niklem vzniká při redukčním působení amoniaku na oxid nikelnatý za zvýšené
teploty
2NH3 +
3NiO --› N2 + 3Ni + 3H2O
|
|
Sloučeniny s dusíkem v
záporném oxidačním stavu
|
11.
|
I. Amoniak se
oxiduje kyslíkem na dusík
4NH3 +
3O2 --› 2N2 + 6H2O
II. Amoniak se při katalyzovaném spalování oxiduje na oxid dusnatý
4NH3 +
5O2 ---Pt---› 4NO + 6H2O
|
12.
|
Amoniak se
slučuje s chlorovodíkem na chlorid amonný
NH3 + HCl --› NH4Cl
|
13.
|
Při oxidačním
působením amoniaku na draslík vzniká amid draselný
2NH3 +
2K --› 2KNH2 + H2
|
14.
|
Amoniak se výrábí katalyzovaným syntézou z
prvků
N2 +
3H2 --› 2NH3
|
15.
|
Amoniak se
uvolňuje z amonných solí silnou netěkavou bází
NH4+1
+ OH-1 --› NH3 + H2O
b) Amoniak se uvolňuje z
chloridu amonného hydroxidem sodným
NH4Cl
+ NaOH --› NH3 + NaCl
+ H2O
|
16.
|
Amoniak
vzniká hydrolýzou nitridu lithného
Li3N +
3H2O --› 3LiOH + NH3
|
17.
|
Reakcí
amoniaku s chloridem fosforitým vzniká nitrid fosforitý a chlorid amonný
PCl3 +
4NH3 --› PN + 3NH4Cl
|
18.
|
I.Reakcí amoniaku s tetraaquaměďnatou solí vzniká tetraamminměďnatá
sůl
4NH3 +
[Cu(H2O)4]+2 --› [Cu(NH3)4]+2 + 4H2O
II. Reakcí amonné soli s tetraaquaměďnatou solí vzniká mimo jiné tetraamminměďnatá sůl
4NH4+1
+ [Cu(H2O)4]+2 --›
[Cu(NH3)4]+2 + 4H3O+1
III. a) Reakcí roztoku modré
skalice (běžný zápis) s hydrogenfosforečnanem
amonným vzniká mimo jiné síran tetraamminměďnatý
2(NH4)2HPO4
+ CuSO4.5H2O --› [Cu(NH3)4]SO4
+ 2H3PO4 + 5H2O
b) Reakcí roztoku modré
skalice (přesný zápis) s hydrogenfosforečnanem
amonným vzniká mimo jiné síran tetraamminměďnatý
2(NH4)2HPO4
+ [Cu(H2O)4]SO4.H2O
--› [Cu(NH3)4]SO4
+ 2H3PO4 + 5H2O
|
19.
|
I. Hydrazin se připravuje reakcí chlornanu alkalického kovu s
amoniakem ve vodném roztoku za přítomnosti želatiny nebo klihu (vážou
přítomné stopy těžkých kovů)
2NH3 +
ClO-1 --› N2H4 +
3Cl-1 + H2O
II. Oxidací amoniaku
chlornanem alkalického kovu ve vodném roztoku vzniká dusík
2NH3 +
3ClO-1 --› N2 + Cl-1 + 3H2O
|
20.
|
Hydrazin působí redukčně na nikelnatou sůl v
zásaditém prostředí za vzniku niklu i dusíku
N2H4
+ 2Ni+2 + 4OH-1--› 2Ni + N2 + 4H2O
|
21.
|
Hydrazin je spalován kyslíkem na dusík
N2H4
+ O2 --› N2 + 2H2O
|
22.
|
Hydrazin je oxidován chlorem na dusík
N2H4
+ 2Cl2 --› N2 + 4HCl
|
23.
|
Azoimid vzniká opatrnou reakcí hydrazinu s kyselinou dusitou
N2H4
+ HNO2 --› HN3 + 2H2O
|
24.
|
Azid sodný vzniká reakcí oxidu dusného z
roztaveným amidem sodným
N2O +
NaNH2 --› NaN3 + H2O
|
25.
|
Hydroxylamin vzniká redukcí dusitanu ve vhodném
prostředí kyselým siřičitanem
NO2-1
+ 2HSO3-1 + H3O+1 --›
NH2OH + 2HSO4-1
|
26.
|
Hydroxylamin vzniká redukcí kyseliny dusičné
kyselým siřičitanem
HNO3 +
3HSO3-1 + H2O --› NH2OH
+ 3HSO4-1
|
27.
|
Reakcí plynného
amoniaku z roztaveným sodíkem vzniká amid sodný a vodík (obdobně i další
alkalické kovy)
2Na + 2NH3 --›
2NaNH2 + H2
|
28.
|
a) Amid
hydrolyzuje na amoniak a vhodné prostředí
NH2-1
+ H2O --› NH3 + OH-1
b) Amid sodný hydrolyzuje na
amoniak a hydroxid sodný
NaNH2
+ H2O --› NH3 + NaOH
|
29.
|
Zahříváním
amid strontnatý diproporcionuje na imid strontnatý a amoniak
Sr(NH2)2
--› SrNH + NH3
|
30
|
Tetraamidozinečnatan draselný reaguje s dusičnanem amonným
v kapalném amoniaku na amid zinečnatý, dusičnan draselný a amoniak
K2[Zn(NH2)4] + 2NH4NO3
--- NH3(l)---› Zn(NH2)2
+ 2KNO3 + 4NH3
|
31.
|
Nitrid
vápenatý hydrolyzuje na amoniak a hydroxid vápenatý
Ca3N2
+ 6H2O --› 3Ca(OH)2 + 2NH3
|
32.
|
Nitrid hořečnatý
vzniká syntézou prvků za běžné teploty
3Mg + N2
--› Mg3N2
|
33.
|
Nitrid
hlinitý vzniká syntézou prvků za vysokých teplot
2Al + N2
--› 2AlN
|
34.
|
Nitrid
vápenatý spolu s amoniakem vzniká disproporcionací imidu vápenatého
3CaNH --› Ca3N2
+ NH3
|
35.
|
Nitrid
chromitý vzniká reakcí chloridu chromitého s amoniakem
CrCl3
+ NH3 --› CrN + 3HCl
|
36.
|
Nitrid
rtuťnatý vzniká spolu s jodidem draselným a amoniakem reakcí jodidu
rtuťnatého s amidem draselným
3HgI2
+ 6KNH2 --› Hg3N2+ 6KI + 4NH3
|
37.
|
Reakcí hydrazinu se sodíkem vzniká hydrazid
sodný spolu s vodíkem
2N2H4
+ 2Na --› 2NaN2H3 + H2
|
38.
|
a) Azid lze připravit zaváděním oxidu dusného do roztaveného
amidu
NH2-1
+ N2O --› N3-1 + H2O
b) Azid
sodný lze připravit zaváděním oxidu dusného do roztaveného amidu sodného
NaNH2
+ N2O --› NaN3 + H2O
|
|
Oxidy dusíku
|
39.
|
Oxid dusný
vzniká tepelným rozkladem dusičnanu amonného
NH4NO3 --› N2O + 2H2O
|
40.
|
Oxid dusný je
redukován vodíkem na dusík
N2O +
H2 --› N2 + H2O
|
41.
|
Oxid dusný je
redukován amoniakem na dusík
3N2O +
2NH3 --› 4N2 + 3H2O
|
42.
|
Oxid dusnatý vzniká při katalyzovaném
spalování amoniaku
4NH3 +
5O2 ---Pt---› 4NO + 6H2O
|
43.
|
Oxid dusnatý vzniká reakcí mědi se zředěnou kyselinou dusičnou
(20%)
3Cu + 8HNO3
--› 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
|
44.
|
a) Oxid dusnatý vzniká redukcí dusitanu jodidem ve vhodném
prostředí
2NO-1
+ 2I-1 + 4H3O+1 --› 2NO + I2 + 6H2O
b) Oxid dusnatý
vzniká redukcí dusitanu sodného jodidem draselným v prostředí kyseliny sírové
2NaNO2
+ 2KI + 2H2SO4 --› 2NO + I2 + Na2SO4
+ K2SO4 + 2H2O
|
45.
|
Oxid dusnatý spolu s kyselinou dusičnou vzniká disproporcionací dusitanu sodného zředěnou kyselinou
sírovou
6NaNO2
+ 3H2SO4 --› 4NO + 2HNO3 + 3Na2SO4
+ 2H2O
|
46.
|
Oxid dusitý
vzniká při teplotách okolo -200C stechiometrickou reakcí mezi oxidy dusnatým
a dusičitým
NO + NO2 --› N2O3
|
47.
|
Oxid dusitý
vzniká přídavkem vhodného množství kyslíku k oxidu dusnatému
4NO + O2 --› 2N2O3
|
48.
|
Oxid dusitý
vzniká za chladu kondenzací oxidů dusnatého a
dusičitého
2NO + 2NO2
--› 2N2O3
|
49.
|
Oxid dusitý
(není bezvodý) vzniká redukcí zředěné kyseliny dusičné pomocí oxidu
arsenitého při teplotě 700C
2HNO3
+ As2O3 + 2H2O --› N2O3
+ 2H3AsO4
|
50.
|
Oxid dusitý s
vodou přechází na kyselinu dusitou
N2O3
+ H2O --› 2HNO2
|
51.
|
Oxid dusitý v
alkalické prostředí přechází na dusitan
N2O3
+ 2OH-1 --› 2NO2-1 + H2O
|
52.
|
Oxid dusičitý vzniká reakcí mědi s koncentrovanou kyselinou dusičnou
Cu + 4HNO3 --› Cu(NO3)2
+ 2NO2 + 2H2O
|
53.
|
Oxid dusičitý
vzniká oxidací oxidu dusnatého vzdušným kyslíkem
2NO + O2
--› 2NO2
|
54.
|
Oxid dusičitý
vzniká termickým rozkladem trihydrátu dusičnanu měďnatého
(oxidací vzniká kyslík)
2Cu(NO3)2.3H2O
--› 4NO2 + 2CuO + O2 + 6H2O
|
55.
|
Při snížené
teplotě, příp. při vyšším tlaku oxid dusičitý dimeruje
na dimer oxidu dusičitého (exotermní reakce)
2NO2
--› N2O4
|
56.
|
Dimer oxidu dusičitého s vodou disproporcionuje na kyseliny dusitou a dusičnou
N2O4
+ H2O --› HNO2 + HNO3
|
57.
|
Dimer oxidu dusičitého se sodíkem reaguje
na dusičnan sodný a oxid dusnatý
N2O4
+ Na --› NaNO3 + NO
|
58.
|
Oxid dusičitý
je redukován vodíkem na oxid dusnatý
NO2 +
H2 --› NO + H2O
|
59.
|
Oxid dusičitý
je redukován vodíkem na oxid dusnatý
NO2 +
H2 --› NO + H2O
|
60.
|
Oxid dusičitý
je redukován oxidem uhelnatým na oxid dusnatý
NO2 +
CO --› NO + CO2
|
61.
|
Oxid dusičitý
reaguje s chlorovodíkem na chlorid nitrosylu a chlor
2NO2 +
4HCl --› 2NOCl + Cl2 + 2H2O
|
62.
|
a) Oxid
dusičný se připravuje dehydratací kyseliny dusičné oxidem fosforečným
2HNO3
+ P2O5 --› N2O5 + 2HPO3
b) Oxid dusičný se připravuje
dehydratací kyseliny dusičné dimerem oxidu
fosforečného
4HNO3
+ P4O10 + 4H2O --› 2N2O5
+ 4H3PO4
|
63.
|
Oxid dusičný
se připravuje reakcí oxidu dusičitého s ozonem (vzniká též kyslík)
2NO2 +
O3 --› N2O5 + O2
|
64.
|
Oxid dusičný
hydrolyzuje na kyselinu dusičnou
N2O5
+ H2O --› 2HNO3
|
65.
|
Oxid dusičný oxiduje
sodík na dusičnan sodný (sám se redukuje na oxid dusičitý)
N2O5
+ Na --› NaNO3 + NO2
|
66.
|
Oxid dusičný
oxiduje jod na oxid jodičný (sám se redukuje na dusík)
N2O5
+ I2 --› I2O5 + N2
|
67.
|
Oxid dusičný
reaguje s fluoridem sodným na dusičnan sodný a fluorid nitrylu
N2O5
+ NaF --› NaNO3 + FNO2
|
|
Oxokyseliny dusíku
|
68.
|
Kyselina didusnou lze připravit reakcí kyseliny dusité s hydroxylaminem
HNO2 +
NH2OH --› H2N2O2 + H2O
|
69.
|
Neutralizací
kyseliny didusné hydroxidem sodným vzniká didusnan sodný
H2N2O2
+ 2NaOH --› Na2N2O2 + 2H2O
|
70.
|
a)
Vodný roztok kyseliny dusité lze připravit
okyselením roztoku dusitanu
NO2-1
+ H3O+1 --› HNO2 + H2O
b) Vodný roztok kyseliny dusité lze připravit reakcí
dusitanu barnatého s kyselinou sírovou
Ba(NO2)2
+ H2SO4 --› 2HNO2 + BaSO4
c) Vodný roztok kyseliny dusité lze připravit reakcí
dusitanu stříbrného s kyselinou chlorovodíkovou
AgNO2
+ HCl --› HNO2 + AgCl
|
71.
|
I)
Kyselina dusičná vzniká rozpouštěním oxidu dusičitého ve vodě
2NO2
+ H2O --› HNO3 + HNO2
II) Kyselina dusičná vzniká rozpouštěním dimeru
oxidu dusičitého ve vodě
N2O4
+ H2O --› HNO3 + HNO2
|
72.
|
I)
Kyselina dusičná vzniká rozpouštěním oxidu dusičitého ve vodě za spoluúčasti
vzdušného kyslíku
4NO2
+ 2H2O + O2 --› 4HNO3
II) Kyselina dusičná vzniká rozpouštěním dimeru
oxidu dusičitého ve vodě za spoluúčasti vzdušného kyslíku
2N2O4
+ 2H2O + O2 --› 4HNO3
|
73.
|
I) Reakcí
koncentrované kyseliny dusičné s mědí vzniká
oxid dusičitý a
dusičnan měďnatý
Cu + 4HNO3 --›
Cu(NO3)2 + 2NO2 +
2H2O
II) Reakcí zředěné
kyseliny dusičné (20%) s
mědí vzniká oxid dusnatý
a dusičnan měďnatý
3Cu + 8HNO3
--› 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
|
74.
|
I) Reakcí
koncentrované kyseliny dusičné se rtutí vzniká
oxid dusičitý a
dusičnan rtuťnatý
Hg + 4HNO3 --›
Hg(NO3)2 + 2NO2 +
2H2O
II) Reakcí zředěné
kyseliny dusičné (20%) se
rtutí vzniká oxid dusnatý
a dusičnan dirtuťný
6Hg + 8HNO3
--› 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O
|
75.
|
I) Reakcí
koncentrované kyseliny dusičné s olovem vzniká
oxid dusičitý a
dusičnan olovnatý
Pb + 4HNO3 --›
Pb(NO3)2 + 2NO2 +
2H2O
II) Reakcí zředěné
kyseliny dusičné (20%) s olovem vzniká
oxid dusnatý
a dusičnan olovnatý
3Pb + 8HNO3
--› 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O
|
76.
|
I) Reakcí
koncentrované kyseliny dusičné se stříbrem vzniká oxid
dusičitý a dusičnan olovnatý
Ag + 2HNO3 --› AgNO3 + NO2
+ H2O
II) Reakcí zředěné
kyseliny dusičné (20%) se stříbrem vzniká
oxid dusnatý
a dusičnan olovnatý
3Ag + 4HNO3
--› 3AgNO3 + NO + 2H2O
|
77.
|
I) Reakcí
koncentrované kyseliny dusičné s cínem vzniká
oxid dusičitý a
dusičnan cínatý
Sn + 4HNO3 --›
Sn(NO3)2 + 2NO2 +
2H2O
II) Reakcí zředěné
kyseliny dusičné (20%) s cínem vzniká
oxid dusnatý
a dusičnan cínatý
3Sn + 8HNO3
--› 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
III) Reakcí hodně zředěné
kyseliny dusičné s cínem vzniká
hydroxylamin a dusičnan cínatý
3Sn + 7HNO3
--› 3Sn(NO3)2 + NH2OH + 2H2O
IV) Reakcí hodně zředěné
kyseliny dusičné s cínem vznikají
dusičnany amonný a cínatý
4Sn + 10HNO3
--› 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
|
78.
|
I) Reakcí
koncentrované kyseliny dusičné se zinkem vzniká oxid
dusičitý a dusičnan zinečnatý
Zn + 4HNO3 --›
Zn(NO3)2 + 2NO2 +
2H2O
II) Reakcí zředěné
kyseliny dusičné (20%) se zinkem vzniká
oxid dusnatý
a dusičnan zinečnatý
3Zn + 8HNO3
--› 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
III) Reakcí hodně zředěné
kyseliny dusičné se zinkem vzniká
oxid dusný a dusičnan zinečnatý
4Zn + 10HNO3
--› 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
IV) Reakcí hodně zředěné
kyseliny dusičné se zinkem vznikají
dusičnany amonný a zinečnatý
4Zn + 10HNO3
--› 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
|
79.
|
I) Reakcí
koncentrované kyseliny dusičné s hořčíkem vzniká oxid dusičitý a dusičnan
hořečnatý
Mg + 4HNO3
--› Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
II) Reakcí zředěné
kyseliny dusičné (20%) s hořčíkem vzniká
oxid dusnatý
a dusičnan hořečnatý
3Mg + 8HNO3
--› 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
III) Reakcí hodně zředěné kyseliny
dusičné s hořčíkem vzniká
oxid dusný a dusičnan hořečnatý
4Mg + 10HNO3
--› 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O
IV) Reakcí hodně zředěné
kyseliny dusičné s hořčíkem vznikají
dusičnany amonný a hořečnatý
4Mg + 10HNO3
--› 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
V) Reakcí velmi, velmi hodně
zředěné kyseliny dusičné s hořčíkem vzniká
vodík a dusičnan hořečnatý
Mg + 2HNO3
--› Mg(NO3)2 + H2
|
80.
|
Kyselina
dusičná oxiduje sulfid na síru a sama se redukuje na oxid dusičitý
4HNO3
+ S-2 --› 2NO2 + S + 2NO3-1 + 2H2O
Kyselina dusičná oxiduje sulfid sodný na síru a sama se redukuje na oxid
dusičitý
4HNO3
+ Na2S --› 2NO2 + S + 2NaNO3 + 2H2O
|
81.
|
Kyselina
dusičná oxiduje železnatou sůl na sůl železitou a sama se redukuje na oxid dusnatý
4HNO3
+ 3Fe+2 --› NO + 3Fe+3 + 3NO3-1 +
2H2O
Kyselina dusičná oxiduje síran železnatý na síran železitý a sama se redukuje
na oxid dusnatý
4HNO3
+ 3FeSO4 --› NO + Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 2H2O
|
82.
|
Kyselina
dusičná oxiduje jodid na jod a sama se redukuje na oxid dusičitý
4HNO3
+ 2I-1 --› 2NO2 + I2 + 2NO3-1
+ 2H2O
Kyselina dusičná oxiduje jodid sodný na jod a sama se redukuje na oxid
dusičitý
4HNO3
+ 2NaI --› 2NO2 + I2 + 2NaNO3 + 2H2O
|
83.
|
Reakcí
oxidu měďnatého s kyselinou dusičnou vzniká dusičnan měďnatý
CuO + 2HNO3 --› Cu(NO3)2
+ H2O
|
84.
|
Reakcí
hydroxidu měďnatého s kyselinou dusičnou vzniká dusičnan měďnatý
Cu(OH)2 + 2HNO3 --› Cu(NO3)2 + 2H2O
|
85.
|
Reakcí
uhličitanu měďnatého s kyselinou dusičnou vzniká dusičnan měďnatý a oxid
uhličitý
CuCO3
+ 2HNO3 --› Cu(NO3)2
+ H2O + CO2
|
86.
|
Reakcí zlata
s lučavkou královskou vzniká chlorid zlatitý a též oxid dusnatý
I. Zápis souhrnnou rovnicí
Au + 3HCl
+ HNO3 --› AuCl3 + NO + 2H2O
II. Systémem dvou rovnic (přes chlorid nitrosylu vzniklým
reakcí kyselin chlorovodíkové a dusičné)
a) 3HCl + HNO3 --› Cl2
+ NOCl
+ 2H2O
b) Au + Cl2 +
NOCl
+ 2H2O --› AuCl3 + NO + 2H2O
|
87.
|
Reakcí zlata
s lučavkou královskou (při přebytku HCl) vzniká
kyselina tetrachlorozlatitá a též oxid dusnatý
I. Zápis souhrnnou rovnicí
Au + 3HCl
+ HCl + HNO3 --› H[AuCl4] +
NO + 2H2O
II. Systémem dvou rovnic (přes chlorid nitrosylu
vzniklým reakcí kyselin chlorovodíkové a dusičné)
a) 3HCl + HNO3 --› Cl2
+ NOCl
+ 2H2O
b) Au + HCl
+ Cl2
+ NOCl
+ 2H2O --› H[AuCl4] + NO + 2H2O
|
88.
|
Reakcí
platiny s lučavkou královskou vzniká kyselina hexachloroplatičitá
a též oxid dusnatý
I. Zápis souhrnnou rovnicí
3Pt +
6HCl + 12HCl + 4HNO3 --› 3H2[PtCl6]
+ 4NO + 8H2O
II. Systémem dvou rovnic (přes chlorid nitrosylu
vzniklým reakcí kyselin chlorovodíkové a dusičné)
a) 12HCl + 4HNO3 --› 4Cl2
+ 4NOCl + 8H2O
b) 3Pt + 6HCl + 4Cl2 +
4NOCl + 8H2O --› 3H2[PtCl6]
+ 4NO + 8H2O
|
|
Soli kyslíkatých kyselin
|
89.
|
a)
Didusnan vzniká redukcí vodných roztoků dusitanu sodíkovým
amalgámem
2NO2-1
+ 4NaHgx + 2H2O --› N2O2-2 +
4Na+1+ 4OH-1 + 4xHg
b) Didusnan sodný vzniká redukcí vodných roztoků dusitanu
sodného sodíkovým amalgámem
2NaNO2
+ 4NaHgx + 2H2O --› Na2N2O2
+ 4NaOH + 4xHg
c) Didusnan stříbrný vzniká redukcí vodných roztoků dusitanu
stříbrného sodíkovým amalgámem
2AgNO2
+ 4NaHgx + 2H2O --› Ag2N2O2
+ 4NaOH + 4xHg
|
90.
|
a)
Didusnan vzniká redukcí vodných roztoků dusitanu
hořčíkovým amalgámem
4NO2-1
+ 4MgHgx + 4H2O --› 2N2O2-2 +
4Mg+2+ 8OH-1 + 4xHg
b) Didusnan vápenatý vzniká redukcí vodných roztoků dusitanu
vápenatého hořčíkovým amalgámem
2Ca(NO2)2
+ 4MgHgx + 4H2O --› 2CaN2O2 +
4Mg(OH)2 + 4xHg
|
91.
|
Dusitan
sodný vzniká rozpouštěním oxidu dusitého (směs oxidu dusnatého
a dusičitého) v roztoku hydroxidu sodného
2NaOH + N2O3
--› 2NaNO2 + H2O
|
92.
|
Dusitan
amonný vzniká rozpouštěním oxidu dusitého (směs oxidu dusnatého
a dusičitého) v roztoku čpavku
2NH4OH
+ N2O3 --› 2NH4NO2 + H2O
|
93.
|
Dusitan
stříbrný vzniká podvojnou výměnou v roztoku s dusitanem sodným a dusičnanem
stříbrným
AgNO3
+ NaNO2 --› AgNO2 + NaNO3
|
94.
|
Dusitan
sodný vzniká termickým rozkladem dusičnanu sodného
2NaNO3 --› 2NaNO2 + O2
|
95.
|
Dusitan
sodný vzniká termickým rozkladem dusičnanu sodného s olovem
NaNO3
+ Pb --› NaNO2 + PbO
|
96.
|
Dusitan
stříbrný se tepelně rozkládá na stříbro a oxid dusičitý
AgNO2
--› Ag + NO2
|
97.
|
Dusitan
amonný se tepelně rozkládá na dusík
NH4NO2 --› N2
+ 2H2O
|
98.
|
a) Dusitan je
oxidován manganistanem v neutrálním prostředí.Vzniká dusičnan a hydrát oxidu
manganičitého
3NO2-1
+ 2MnO4-1 + (2x+1).H2O --› 3NO3-1
+ 2MnO2.xH2O + 2OH-1
b) Dusitan je oxidován manganistanem
ve vhodném prostředí.Vzniká dusičnan a manganatá sůl
5NO2-1
+ 2MnO4-1 + 6H3O+1 --› 5NO3-1
+ 2Mn+2 + 9H2O
c) Dusitan je oxidován dichromanem ve vhodném prostředí.Vzniká dusičnan a
chromitá sůl
3NO2-1
+ Cr2O7-2 + 8H3O+1
--› 3NO3-1 + 2Cr+3 + 12H2O
|
99.
|
Dusitan je
redukován jodidem ve vhodném prostředí na oxid dusnatý
2NO2-1
+ 2I-1 + 4H3O+1 --› 2NO + I2
+ 6H2O
|
|
halogenidy
dusíku
|
100
|
Chlorid
dusitý hydrolyzuje na amoniak a kyselinu chlornou
NCl3 +
3H2O --› NH3 + 3HClO
|
101
|
I. Chlorid
dusitý reaguje s chloritanem sodným na oxid chloričitý, chlorid a hydroxid sodný a amoniak
NCl3 +
6NaClO2 + 3H2O --› 6ClO2 + 3NaCl
+ 3NaOH + NH3
II. Chlorid dusitý reaguje s chloritanem sodným na oxid chloričitý,
chlorid sodný a dusík
2NCl3
+ 6NaClO2 --› 6ClO2 + 6NaCl + N2
|
102
|
Řízenou fluorací amoniaku na kovové mědi vznikají fluoridy dusitý
a amonný
4NH3 +
3F2 ---Cu---› NF3
+ 3NH4F
|
103
|
Fluor derivát
kyseliny dusičné (fluordusičnan) vzniká fluorací kyseliny dusičné (dále kyselina fluorovodíková)
HNO3 +
F2 --› FONO2 + HF
|
104
|
Chlor derivát
kyseliny dusičné (chlordusičnan) vzniká reakcí
kyseliny dusičné s fluoridem chlorným (dále
kyselina fluorovodíková)
HNO3 +
ClF --› ClONO2 + HF
|
105
|
Halogenid nitrosylu
vzniká halogenací oxidu dusnatého
2NO + X2
--› 2XNO
|
106
|
Fluorid nitrosylu vzniká reakcí oxidu dusnatého
s fluoridem stříbrnatým
NO + AgF2
--› 2FNO + AgF
|
107
|
Chlorid nitrosylu vzniká (spolu s dusičnanem draselným) z dimeru oxidu dusičitého a chloridu draselného
N2O4
+ KCl --› ClNO
+ KNO3
|
108
|
I. Halogenid nitrosylu se ve vodě
rozkládá na kyseliny dusičnou a dusitou. Dále vzniká oxid dusnatý
a halogenvodík
4XNO + 3H2O
--› HNO3 + HNO2 + 2NO + 4HX
II.Halogenid
nitrosylu se v roztoku hydroxidu sodného rozkládá
na dusičnan a dusitan sodný. Dále vzniká oxid dusnatý
a halogenid sodný
4XNO + 6NaOH --›
NaNO3 + NaNO2 + 2NO + 4HX + 3H2O
|
109
|
Chlorid nitrylu vzniká reakcí kyseliny dusičné s kyselinou chlorosírovou
HNO3 +
ClSO3H --› ClNO2 + H2SO4
|
110
|
Chlorid nitrylu reaguje s amoniakem za vzniku chloraminu
a dusitanu amonného
ClNO2
+2NH3 --› ClNH2 + NH4NO2
|
Souhrn
Dusík, jeho vlastnosti a použití
Ø
vyskytuje se
ve třech skupenstvích v dvouatomových molekulách N2, je bezbarvý bez
chuti a zápachu, málo rozpustný ve vodě, nehořlavý a hoření nepodporuje
Ø
molekula N2
je mimořádně stálá, mezi atomy dusíku je trojná vazba s velkou vazebnou energií
Ø
dusík reaguje
s většinou látek až při vysoké teplotě, zahřátím s
křemíkem, borem, hliníkem a s2-prvky
vznikají nitridy
Ø
v přírodě
vzniká amoniak, oxid dusný, dusnatý a dusičitý
převážně činností mikroorganismů
Ø
laboratorně se dusík připravuje například tepelným
rozkladem dusitanu amonného: NH4NO2 N2 +2 H2O
Ø
vyrábí se
frakční destilací kapalného vzduchu, používá se jako levná ochranná atmosféra
při chemických reakcích, je výchozí surovinou při výrobě amoniaku a oxidu dusnatého
Amoniak, amonné soli
Ø
amoniak NH3 (dříve označovaný jako čpavek) je nejdůležitější
sloučenina dusíku s vodíkem, za běžných podmínek je bezbarvý, štiplavě
páchnoucí plyn, v přírodě amoniak vzniká rozkladem dusíkatých organických látek
Ø
molekuly NH3
jsou polární s volným elektronovým párem na atomu dusíku, schopnost amoniaku
vázat proton způsobuje, že má v chemických reakcích převážně zásaditou povahu,
vzniká amonný kation NH4+
Ø
amoniak
se dobře rozpouští ve vodě a částečně s ní reaguje: NH3 +H2O NH4+ + OH-
Ø
vyrábí se vysokotlakou katalyzovanou
syntézou z prvků: N2(g)
+ 3 H2(g) 2 NH3,
tato výroba je po kyselině sírové druhá největší
Ø
uvolňuje se z amonných solí silným hydroxid.: NH4Cl + NaOH NH3
+ NaCl + H2O
Ø
protolytickou reakcí amoniaku s kyselinami vznikají amonné soli NH4X
(např. chlorid amonný - salmiak):
Ø
NH3 +HCl NH4Cl
Ø
amonné soli jsou vesměs bílé krystalické
látky, dobře rozpustné ve vodě, lehce těkavé, z vyšší teploty se rozkládají
Ø
kromě protolytických reakcí se amoniak může účastnit ve vodných roztocích
též komplexotvorných reakcí jako
donor elektronového páru
Ø
amoniak se používá jako kapalné hnojivo, k výrobě kyseliny dusičné a
dusíkatých hnojiv, používá se také k výrobě sody, amonných solí a k dalším
chemickým syntézám (výbušniny, vlákna, plasty), jako chladící látka v
chladících strojích
Kyslíkaté sloučeniny dusíku
Ø
dusík
poskytuje s kyslíkem oxidy, v nichž
mají atomy dusíku oxidační číslo I až V
Ø
nejvýznamnější
z nich jsou oxid dusnatý
NO a oxid dusičitý NO2
- existující též jako dimer N2O4
-vznikají při redoxních reakcích dusíkatých
sloučenin, jsou meziprodukty při výrobě kyseliny dusičné z amoniaku
Ø
oxidy dusíku
jsou složkou průmyslových emisí a výfukových plynů, jsou jedovaté, podílejí se
na vzniku „kyselých dešťů“ a jejich zvýšená koncentrace vážně narušuje životní
prostředí
Ø
kyselina
dusičná HNO3 - je silná
kyselina a významná průmyslová chemikálie, její 68 % vodný
roztok se označuje koncentrovaná
kyselina dusičná, uchovává se v
tmavých lahvích, protože působením světla se pomalu rozkládá: 4 HNO3 4 NO2 + 2 H2O + O2,
oxid dusičitý zůstává v roztoku a je příčinou žlutého až červeného zbarvení
kyseliny, čistá kyselina je bezbarvá
Ø
kyselina dusičná je silné oxidační činidlo, oxiduje všechny kovy s
výjimkou zlata a některých platinových kovů, tyto kovy se rozpouštějí jen ve
směsi koncentrovaných kyselin HNO3 a HCl v poměru 1 : 3 - v lučavce královské
Ø
železo, chrom, hliník s koncentrovanou HNO3 nereagují, reagují
pouze sezředěnou kyselinou, neboť na povrchu kovu ponořeného do koncentrované
kyseliny se vytváří souvislá vrstvička oxidů, bránící jeho další reakci -
dochází k pasvaci kovu
Ø
bílkoviny působením kyseliny dusičné žloutnou
Ø
použití: výroba hnojiv, výbušnin, v
organických syntézách, v hutnictví, apod.
Ø
reakcí
kyseliny dusičné s uhličitany, oxidy nebo hydroxidy kovů vznikají dusičnany
Ø
dusičnany (nitráty)
Mn+(NO3)n jsou dobře rozpustné ve
vodě, zahřátím se rozkládají, některé dusičnany (tzv.
ledky) jsou důležitá průmyslová
hnojiva, např. NaNO3 (chilský ledek), KNO3 (draselný
ledek), NH4NO3 (amonný ledek), Ca(NO3)2
(vápenatý ledek)
Ø
kyselina dusitá HNO2 - nestálá kyselina s oxidačními účinky, je důležitou
látkou při výrobě barviv, její soli dusitany
MINO2 jsou mnohem stálejší