Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Nitrogéncsoport elemei. Elektron konfiguráció: ns 2 np 3 Páratlan rendszámúak - kevés izotóp Nitrogénnek antimonnak két izotópja van Foszfor, arzén, bizmut.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Nitrogéncsoport elemei. Elektron konfiguráció: ns 2 np 3 Páratlan rendszámúak - kevés izotóp Nitrogénnek antimonnak két izotópja van Foszfor, arzén, bizmut."— Előadás másolata:

1 Nitrogéncsoport elemei

2 Elektron konfiguráció: ns 2 np 3 Páratlan rendszámúak - kevés izotóp Nitrogénnek antimonnak két izotópja van Foszfor, arzén, bizmut tiszta elem

3 Fizikai tulajdonságok Nitrogén színtelen, szagtalan, íztelen gáz Igen nehezen cseppfolyósítható Allotróp módosulata nincs Op, fp alacsony Két izotópja 14 N, 15 N Vízben kismértékben oldódik

4 Kémiai tulajdonságai Nitrogén Kémiailag inaktív Nagy kötésenergia, igen stabil homonukleáris molekula Nagy EN Oxidációsszám -3, …., +5 Oxidjai savanhidridek – oxosavak

5 1.Fémekkel (negatív std. redox pot.) nitridek 3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 2.Hidrogénnel alkotott vegyületei (NH 3, N 2 H 4, HN 3 ) Ammónia (NH 3 ) –Színtelen, szúrós szagú (istállószagú), könnyezésre ingerlő gáz –Kis sűrűségű –Alacsony op, fp, könnyen cseppfolyósítható (-35 o C) –-77 o C színtelen kristályokká fagy –Vízben kitűnően oldódik 1.Alkálifémeket és alkáliföldfémeket oldja cseppfolyós állapotban

6 Kémiai tulajdonságai Vizes oldata lúgos kémhatású, gyenge bázis (K = 1,78*10 -5 ) Tiszta oxigénben meggyújtható 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O Platina katalizátorral salétromsavvá oxidálható NH 3 + 2O 2 = HNO 3 + H 2 Oexoterm Klórgáz nitrogénné oxidálja 2NH 3 + 3Cl 2 = N 2 + 6HCl Savakkal ammónium sókká egyesül NH 3 + HCl = NH 4 Cl NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 Jó komplexképző (Lewis bázis) AgCl + 2NH 4 OH = [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl + 2H 2 O

7 Előállítás Tömény ammónia oldat (szalmiákszesz) hevítése NH 4 OH  NH 3 + H 2 O NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + NaCl + H 2 O Haber-Bosch ammónia szintézis 3H 2 + N 2  2NH 3 exoterm, térfogat csökkenés Le Chatelier-Braun elv: alacsony hőmérséklet, nagy nyomás, de így lassú még katalizátor mellett is 500 o C, 20 MPa nyomáson

8 Hidrazin (N 2 H 4 ) Víz sűrűségű, levegőn füstölgő folyadék Vízben, alkoholban oldódik Vizes oldata gyenge bázis N 2 H 4 + H 2 O = N 2 H OH - N 2 H H 2 O = N 2 H OH - Savakkal sót (hidrazónium) képez N 2 H 4 + HCl = N 2 H 5 Cl hidrazónium-klorid erős redukálószer (lúgos közegben) N 2 H 4 + 4OH - = N 2 + 4H 2 O + 4e

9 Hidrogén-azid (HN 3 ) színtelen szúrós szagú bomlékony, robbanékony folyadék gyenge sav sói azidok (robbanékonyak) Halogénekkel képzett vegyületei NX 3 összetételűek kovalens kötésű molekula vegyületek csak a NF 3 stabilis a többi robbanékony, bomlékony

10 Oxigénnel képzett vegyületei S zobahőmérsékleten nem reagál csak ívfény hőmérsékleten. Dinitrogén-monoxid (N 2 O) - kéjgáz színtelen, édeskés ízű, szagú könnyen cseppfolyósítható gáz vízben jól oldódik formális savanhidrid égést táplálja 2N 2 O + O 2 = 4NO hidrogénnel robbanó elegyet alkot N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O előállítása ammónium-nitrát hevítésével NH 4 NO 3 = N 2 O + H 2 O

11 Nitrogén-monoxid (NO) színtelen, nehezen cseppfolyósítható gáz alacsony op, fp sűrűsége kicsit nagyobb, mint a levegőé vízben kissé oldódik nem anhidrid paramágneses levegőn megbarnul (oxidálódik) 2NO + O 2 = 2NO 2 halogénekkel egyesül 2NO + Cl 2 = 2NOCl nitrozil-klorid

12 Nitrogén-dioxid (NO 2 ) 2NO 2 = N 2 O 4 (egyensúlyi reakció) barna színtelen folyadék sötétvörös kellemetlen szagú gáz paramágneses vízben jól oldódik vegyes anhidrid 2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3 alkáli lúgokkal nitriteket és nitrátokat alkot 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

13 Salétromossav (HNO 2 ) kék színű, csak híg vizes oldatban állítható elő 2NaNO 2 + H 2 SO 4 = 2HNO 2 + Na 2 SO 4 O o C-on szobahőmérsékleten már bomlik 2HNO 2 = NO 2 + NO + H 2 O redukálószerként és oxidálószerként is viselkedik 5HNO 2 +2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5HNO 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 +3H 2 O 2HI + 2HNO 2 = I 2 + 2H 2 O + NO közepesen erős sav

14 Salétromsav (HNO 3 ) színtelen, nagy sűrűségű folyadék levegőn füstölög vízzel minden arányban elegyedik erős sav bomlása állás közben is végbemegy (megbarnul, fény elősegíti) 2HNO 3 = 2NO 2 + H 2 O + O erős oxidálószer

15 Foszfor Három allotróp módosulata van –fehér foszfor P 4 szabályos molekularács, lágy, késsel vágható könnyen megolvasztható könnyen párolog kellemetlen szagú vízben nem oldódik szén-diszulfidban, benzolban, éterben, zsírokban, olajokban jól oldódik, rendkívül mérgező –vörös foszfor egy dimenziós láncszerű atomrács ibolyás vörös színű por op, fp magasabb, mint a fehér foszforé könnyen szublimál, fehér foszfor csapódik le szerves és szervetlen oldószerekben oldhatatlan

16 –fekete foszfor különleges körülmények között előállítható labilis módosulat réteges atomrácsos szerkezetű Kémiai tulajdonságok A fehér foszfor igen reakcióképes elem rendkívül gyúlékony, égésekor P 4 O 10 keletkezik P 4 + 5O 2 = P 4 O 10 szobahőmérsékleten lassan oxidálódik (foszforeszcencia) P 4 + 3O 2 = P 4 O 6 halogénekkel tűztünemény közben egyesül P 4 + 6Cl 2 = 4PCl 3 P Cl 2 = 4PCl 5

17 Hidrogénnel foszfinná egyesül P 4 + 6H 2 = 4PH 3 magasabb hőmérsékleten a vízgőzt is redukálja P H 2 O = 4H 3 PO H 2 Foszfor oxidjai, oxosavai Difoszfor-trioxid (P 4 O 6 ) fehér, viasz lágyságú könnyen olvadó, kristályos anyag hideg vízben lassan oldódik foszforossavnak valódi savanhidridje P 4 O 6 + 6H 2 O = 4H 3 PO 3 Foszforossavak HPO 2 H 3 PO 3 H 4 P 2 O 5 metafoszforossav ortofoszforossavpirofoszforossav

18 Difoszfor-pentaoxid (P 4 O 10 ) fehér, pelyhes, könnyen szublimáló vegyület erősen nedvszívó foszforsavak valódi savanhidridje leghatásosabb szárítószer Foszforsavak HPO 3 H 3 PO 4 H 4 P 2 O 7 metafoszforsavortofoszforsavpirofoszforsav

19 Előállítás Nitrogén cseppfolyós levegő frakcionált desztillálása NH 4 NO 2 = N 2 + 2H 2 O Foszfor Ca 3 (PO 4 ) 2 homokkal és faszénnel keverve hevítik 2Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6SiO 2 = P 4 O CaSiO 3 P 4 O C = P CO Arzén Arzenopirit pörkölése levegőmentesen FeAsS = FeS + As

20 Előfordulás levegő chilei salétromNaNO 3 foszforitCa 3 (PO 4 ) 2 apatitCa 5 (PO 4 ) 3 X arzenopiritFeAsS nikkelinNiAs bizmutinSb 2 S 3

21 Felhasználás Indifferens gázként (villanyégőkben, oxidációs folyamatok megakadályozására) Műtrágyagyártás salétromsavgyártás szárítószer üdítőitalgyártás

22 Nitrogén biológiai szerepe Nitrogenáz enzim komplex: a nitrogén molekulában levő kovalens kötés felbomlását aktiválja. Felépítése: –dinitrogenáz (Fe-Mo-fehérje) - ide kötődik az N 2 –reduktáz (Fe-fehérje) - a redukcióhoz szükséges elektronokat szolgáltatja, amelynek eredménye: 2NH 4 + N 2 + 8H + + 6e  2NH 4 +

23 dinitrogenáz reduktáz

24 Nitrogén kötés feltételezett mechanizmusa

25 Nitrogén körforgalma Nitrifikáló baktériumok: A levegő nitrogénjét –ammóniává, ammóniumionná alakítják. Növényi fehérjébe (nukleinsavakba beépül) –nitritté, nitráttá oxidálják denitrifikáló baktériumok: nitrátokat anareob körülmények között nitrogénné redukálja Növényevő állatok a növényi fehérjéket aminosavakká bontják, majd felépítik a saját állati fehérjéjüket.

26 Nitrogén megkötés

27 Foszfor biológiai szerepe A földkéreg 10. leggyakoribb eleme Létfontosságú biomolekulák alkotóeleme Csontok felépítése Napi foszfát szükséglet: 1,5 g A természetben PO 4 3- formában található Foszfát szennyezés –Detergensek Eutrofizálódás: élővizek tápanyagban való feldúsulása Foszfát megnő, alga mennyiség megnő Ősszel: alga elpusztul, bomlása oxigént fogyaszt


Letölteni ppt "Nitrogéncsoport elemei. Elektron konfiguráció: ns 2 np 3 Páratlan rendszámúak - kevés izotóp Nitrogénnek antimonnak két izotópja van Foszfor, arzén, bizmut."

Hasonló előadás


Google Hirdetések