Уважаемые гости!!! Вас приветствуют учащиеся 9 «М»класса и учитель химии Баймашкина Татьяна Александровна
Пять знаменитых химиков XVIII в. дали некоему неметаллу, который в виде простого вещества представляет собой газ и состоит из двухатомных молекул, пять разных имен.
- «ядовитый воздух»
- «дефлогистированный
воздух»
- «испорченный воздух»
- «удушливый воздух»
- «безжизненный воздух»
В 1772 году шотландский химик,
ботаник и врач Даниел Резерфорд
В 1772 году английский химик
Джозеф Пристли
В 1773 году шведский химик-
аптекарь Карл Шееле
В 1774 году английский химик
Генри Кавендиш
В 1776 году французский химик
Антуан Лавуазье
О каком неметалле
идет речь?
Цель урока:
- Обобщить свойства азота и его соединений, выявить характерные свойства этих соединений, обусловленные наличием в их составе азота в различных степенях окисления.
Парадоксы названия
- Что означает в переводе с греческого «азот»?
- Каково латинское название азота? Что оно означает в переводе на русский язык?
- Каково содержание азота в атмосфере?
- Почему же азот называют «безжизненным»?
Какие соединения азота вы знаете?
NH 3
NO
N 2
N 2 O
- Определите степени окисления азота в соединениях.
NO 2
HNO 3
N 2 O 3
HNO 2
N 2 O 5
MeN
N 2
- Каковы физические свойства азота?
- Почему азот химически инертен при обычных условиях?
- При каких условиях и с какими веществами он взаимодействует?
NH 3 «летучая щелочь», «щелочной воздух»
- В 1774 г. Английский химик Джозеф Пристли получил газообразный аммиак смешав порошки хлорида аммония и гидроксида кальция .
- Напишите уравнение реакции.
- Когда ученый попытался собрать аммиак путем вытеснения жидкости из перевернутого сосуда, то газ растворялся в воде.
- Как Пристли удалось собрать газ?
- Раствор аммиака в воде – нашатырный спирт,
10% раствор аммиака.
- Но почему спирт?
- Латинское spiritus означает «дух», «душа». Очевидно химик растворивший в воде аммиак, полученный из нашатыря ( NH4Cl) , назвал осторо пахнущую жидкость «душой нашатыря».
Растворение аммиака в воде.
Окисление аммиака.
Применение
Оксидов у азота – пять.
И нам давно пора уж знать,
Их нравы, вкусы, настроенье,
Манеру жизни, поведенье.
Этот оксид был известен еще в XIX веке. Его действие зависит от возраста человека, концентрации газа и принятой дозы. Американский химик Джеймс Вудхауз в 1800 г. изучал взаимодействие серы с нагретым раствором нитрита натрия в формамиде. Внезапно началась бурная реакция с выделением какого-то газа со слабым приятным запахом. Ученому вдруг стало весело, и он пустился в пляс, распевая песни.
Почти в то же самое время английский химик Гемфри Дэви проводил термическое разложение нитрата аммония. Как потом он вспоминал, помощник слишком близко наклонился к установке и несколько раз вдохнул газ с приятным запахом, выходивший из реторты. Вдруг помощник разразился беспричинным смехом, стал судорожно двигаться, опрокидывая стулья, а потом свалился в углу комнаты и тут же уснул. Какой газ получили Вудхауз и Дэви?
N 2 O
Оксид азота ( I) монооксид диазота «веселящий газ»
- Бесцветный газ со слабым приятным запахом и сладковатым привкусом.
- В смеси с воздухом он действует на людей по-разному – кого «веселит», а кого погружает в сон.
- Применяют в медицине, обеспечивая безопасный наркоз.
- Несолеобразующий оксид.
- Можно получить термическим разложением нитрата аммония.
- Данный оксид неустойчив и легко разлагается на азот и кислород.
Напишите уравнения упомянутых
реакций
Оксид азота ( II) – монооксид азота
NO
- Легко окисляется кислородом воздуха до оксида азота ( IV)
- Восстанавливается водородом до свободного азота.
Напишите уравнения упомянутых реакций
Знаете ли вы, что NO образуется также при грозовом разряде в атмосфере. Статистика утверждает, что в атмосфере нашей планеты ежегодно вспыхивают три с лишним миллиарда молний. Мощность отдельных разрядов достигает 200 млн. киловатт, а воздух разогревается при этом (локально) до 20 000 К , хотя разряд молнии длится десятитысячную долю секунды. При такой чудовищной температуре молекулы азота и кислорода разрываются на атомы, которые активно и легко соединяются друг с другом, образуя молекулы оксида азота ( II ). Молекулы NO быстро окисляются на воздухе до более стабильных молекул оксида азота ( IV ). Этот атмосферный процесс во многом помогает решать проблему связывания свободного азота.
N 2 O 3
Оксид азота ( III)
- Жидкость темно-синего цвета.
- Кислотный оксид.
- Получают охлаждением смеси оксидов азота
- При взаимодействии с водой образуются азотистая и азотная кислоты.
- Оксид взаимодействует со щелочью.
( II) и (IV) .
Составьте уравнения реакций
Оксид азота ( IV) – диоксид азота, «бурый газ», «лисий хвост»
NO 2
- Если это кислотный оксид, то с какими веществами он будет взаимодействовать?
Напишите уравнения реакций.
- Газ с резким запахом, хорошо растворим в воде.
- !!! Токсичен.
- Получают окислением NO и взаимодействием концентрирован-ной азотной кислоты с медью.
Знаете ли вы, что «лисий хвост» — жаргонное название выбросов в атмосферу оксидов азота на химических предприятиях (иногда — из выхлопных труб автомобилей). Название происходит от оранжево-бурого цвета диоксида азота. При низких температурах диоксид азота димеризуется и становится бесцветным. В летний сезон «лисьи хвосты» наиболее заметны, так как в выбросах возрастает концентрация мономерной формы.
N 2 O 5
Оксид азота ( V)
- Кислотный оксид.
- Белое твердое вещество, хорошо растворимое в воде.
- Получают осторожным обезвоживанием азотной кислоты с помощью оксида фосфора ( V) или действием озона на оксид азота ( IV) .
- Взаимодействует с водой и щелочами.
- Очень неустойчив, разлагается со взрывом на кислород и оксид азота ( IV) .
Напишите уравнения
реакций.
Опыты Каблукова
Российский химик Иван Каблуков славился своими чудачествами. Например, он подписывался не иначе как «Каблук Иван». В 1882-1888 г.г. он преподавал на Высших женских курсах в Москве, а с 1884г. - в Московском университете. Однажды он показал своим студентам удивительный опыт с четырьмя газометрами, наполненными ртутью, где хранились четыре газа – два бесцветных, а два другие – красно-бурого цвета. Каблуков пропускал поочередно эти газы над раскаленной медной стружкой и показывал, что вне зависимости от состава исходного газа получаются одни и те же продукты: оксид меди ( I ) Cu 2 O и азот N 2 .
Студенты терялись в догадках – как такое стало возможно?
Помогите найти объяснение опытам Каблукова.
N 2 O + 2 С u = Cu 2 O + N 2 ;
2NO + 4 С u = 2Cu 2 O + N 2 ;
2N O 2 + 8 С u =4Cu 2 O + N 2 ;
N 2 O 3 + 6 С u = 3Cu 2 O + N 2 .
Газометры были наполнены оксидами азота состава N 2 O (бесцветный),
NO (бесцветный),
NO 2 (бурый), N 2 O 3 (при комнатной температуре на 90% разлагается на NO и NO 2 , поэтому тоже приобретает бурый цвет). Все эти газы реагируют с медью, превращая ее в Cu 2 O .
HNO3 Азотная кислота
- Какую степень окисления имеет азот в азотной кислоте?
- Окислителем или восстановителем может быть кислота? Почему?
- В чем заключается особая опасность азотной кислоты?
- Из-за своих окислительных свойств азотная кислота требует большой осторожности в обращении.
- При соприкосновении с нею многие органические вещества окисляются с выделением большого количества теплоты и поэтому воспламеняются и взрываются.
- Например, скипидар вспыхивает, тлеющая лучинка начинает гореть, на одежде образуются дыры, а на коже – язвы.
- При этом кожа окрашивается в желтый цвет
(качественная реакция на белок).
- Попавшую на кожу серную кислоту можно успеть смыть большим количеством воды, а азотная кислота действует практически мгновенно).
Промышленный способ получения азотной кислоты был открыт в 1916 году инженером-химиком И.И. Андреевым.
На какие три этапа можно разделить данный процесс?
По технологии И. И. Андреева работают сейчас все заводы мира.
- Знаете ли вы, что азотная кислота была упомянута арабским химиком Джабиром ибн Хайяном (Гебером) в VIII в. в его трудах, а для производственных целей её стали получать лишь в XV в.
- В одной старинной русской книге, датированной 1675г., было сказано, что на изготовление «крепкой водки» было дано полпуда железного купороса и десять фунтов селитры. Позднее в работах М.В. Ломоносова мы встречаем название «селитряная дымистая водка».
- «Крепкой водкой», «селитряной дымистой водкой», «зияющей красным газом кислотой» называли в России XVII и XVIII в.в. азотную кислоту. Название «крепкая водка» произошло от алхимического «аква фортис» - «крепкая, сильная вода».
- С 1720 г. для производства азотной кислоты вместо железного купороса стали применять серную кислоту:
- 2 KNO 3 + H 2 SO 4 = 2 HNO 3 + K 2 SO 4
- Если применять концентрированную серную кислоту и чистую селитру, то «водка» получалась «крепкой» – 96-98%.
Свойства азотной кислоты
Какой из металлов не растворяется в разбавленной соляной кислоте, а растворяется в «царской водке»? Mg Zn Fe Au
- Являются ли винным спиртом вещества, которые 100 – 200 лет тому назад называли «вторичной водой», «царской водкой», «королевской водкой»?
- Под такими названиями известен один и тот же реактив - смесь концентрированных кислот : одного объёма азотной кислоты с тремя объёмами хлороводородной кислоты. М.В. Ломоносов называл этот реактив «королевской водкой», но чаще в литературе встречается термин «царская водка», причём первые упоминания на этот счёт были уже в сочинениях арабских алхимиков VIII в. Своё название «царская водка» получила благодаря способности взаимодействовать с золотом – «царём металлов».
- Полагают, что эту способность впервые обнаружил в 1270 г. итальянский монах-францисканец, философ, алхимик и кардинал Джованни Фиданци – «Бонавентура».
Знаете ли вы, что от «царской водки» трагически погиб Александр Николаевич Радищев. В начале сентября 1802 г. он очень плохо себя чувствовал и принял лекарство, которое надо было запить водой. На столе стоял стакан с прозрачной бесцветной жидкостью, которую Радищев выпил залпом. Но это была не вода, а «царская водка», приготовленная его старшим сыном для чистки старых эполет. На следующий день Радищева не стало…
Разбирая старые бумаги в бабушкином чулане, школьники нашли старый конспект по химии, испорченный огнём. Сохранилось только следующее:
N 2 O + NaOH
NO + NaOH
2 N O 2 + 2 NaOH =
N 2 O 3 + 2 NaOH =
N 2 O 5 + 2 NaOH =
Восстановите записи на обгорелых страницах.
N 2 O + NaOH
NO + NaOH
2 N O 2 + 2 NaOH = 2NaNO 2 +H 2 O
N 2 O 3 + 2 NaOH = NaNO 3 +NaNO 2 + H 2 O
N 2 O 5 + 2 NaOH = 2NaNO 3 + Н 2 О
Ошибка властителя Лахора.
Властитель индийского города Лахора по имени Ранжит – Сингх в 1811г. хвастался перед другими владыками Индии, Персии и Афганистана, что его голубой алмаз не подвержен действию никаких жидких веществ. Афганский шах Шуджа сказал, что готов поспорить (а ставка в споре – сам голубой алмаз), что его придворный факир – алхимик может за сутки уменьшить массу алмаза, погрузив его в жидкий «алкагест» (мифический универсальный растворитель). Предложение было принято, и придворные двух властителей уселись вокруг сосуда с «алкагестом», куда был погружен алмаз. Вскоре стало заметно, что камень покрылся пузырьками, а жидкость стала жёлтой. По истечении суток алмаз снова взвесили, и оказалось, что он потерял в весе около одного карата (0,2г). К огорчению Ранжит – Сингха, алмаз пришлось отдать шаху Шудже. Правда, через два года силой оружия алмаз был возвращён в Лахор, но это уже другая история… Какой состав имел «алкагест»?
На алмазы разрушительно действует концентрированная азотная кислота. При этом алмаз медленно превращается в оксид углерода ( IV ). Жёлтый цвет жидкости («алкагесту») придаёт оксид азота ( IV ):
С + 4HNO 3 = С O 2 + 4N O 2 + 2H 2 O
Домашнее задание:
NH3 ← N2 → Li 3 N → NH3 → NO → NO2 → HNO3 → С u(NO 3 ) 2
↓
NO
↓
NH4NO 3 NO2
Составьте уравнения возможных реакций
Роль азотных соединений в жизни человека и общества велика, а применение разнообразно.
- Азот – основа жизни на земле.
- На Земле постоянно происходят процессы превращения веществ живой и неживой природы. В результате этих превращений неорганические вещества неживой природы – соли аммония, нитраты, могут превращаться в сложные органические вещества – белки. А белки – это основа всего живого. В белках содержится 18% азота .
«Жизнь – есть способ существования белковых тел» Ф. Энгельс
Без азота → нет белка → без белка → нет жизни.