Dusík

Zdroj: http://www.tabulka.cz/prvky/ukaz.asp?id=7

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