Nh2oh — гидроксиламин

Белый, весьма гигроскопичный, летучий, перегоняется в вакууме. Терми-

чески неустойчив. Чувствителен к O2 воздуха. При комплексообразовании

иногда изомеризуется (M—NH2OH −→ M—ONH3). Хорошо растворяется в

воде, образует гидрат NH2OH·H2O (раствор слабощелочной). Частично раз-

лагается в растворе (катализаторы — ионы переходных металлов, ингибитор

SnO2). Проявляет осн´овные свойства, реагирует с кислотами. Сильный вос-

становитель, слабый окислитель. Жидкий NH2OH хорошо растворяет KI,

KCN, NaCl, NaNO3, NaOH.

Получение см. 29210.

В лаборатории получают разложением в вакууме солей гидроксиламина: (NH3OH)3PO4 или [Mg(NH2OH)6](ClO4 )2.

Спиртовой раствор гидроксиламина можно получить действием этанола на NH3OHCl.

NH3OH)Cl+Na(C2H5O) = NH2OH+NaCl↓ +C2H5OH

В промышленности соли гидроксиламина получают восстановлением NO водородом в присутствии платинового катализатора или гидрированием азотной кислоты, а также действием на азотную кислоту атомарным водородом: HNO3 + 6Hатомарный → NH2OH + 2H2O

Mr = 33, 03; d = 1, 204; tпл = 32◦ C; tкип = 58◦ C (вак.);

1. 3NH2OH = NH3 +N2 + 3H2O (выше 100◦ C).

2. NH2OH + H2O = NH2OH · H2O NH3OH+ +OH−; pKо = 7, 97.

149

3. 7NH2OH(конц.)= 3(NH3 · H2O) + N2↑ +N2O↑ +3H2O (кат. Pt).

4. NH2OH + HCl(конц.)= (NH3OH)Cl,

NH2OH + HClO4(разб.)= (NH3OH)ClO4.

5. NH2OH + H2SO4(конц., хол.)= (NH3OH)HSO4,

2NH2OH + H2SO4(разб.)= (NH3OH)2SO4.

6. NH2OH(разб.)+HNO3(разб.)= (NH3OH)NO3,

4NH2OH + 2HNO3(20%-я)= 3N2O↑ +7H2O.

7. NH2OH + HNO2 = H2N2O2 +H2O,

NH2OH(конц.)+NaNO2 +NaOH = Na2N2O2 + 2H2O.

8. NH2OH + H2S(разб.)= NH3 · H2O+S↓.

9. NH2OH + NaOH(разб.)+O2

τ −−→ NaNO2 + 2H2O2 (комн.).

10. 2NH2OH + 2NO = N2O↑ +N2↑ +3H2O.

11. 2NH2OH + 2KOH(разб.)+I2

τ −−→ N2↑ +2KI + 4H2O.

12. NH2OH+2H2O+NaOH(разб.)+Na[Sn(OH)3] = NH3 ·H2O+Na2[Sn(OH)6].

13. 2NH2OH + 2Cu(OH)2 = Cu2O↓ +N2↑ +5H2O (кип.).

14. NH2OH + 2H0(Zn, к онц. NaOH) = NH3 · H2O.

15. 2NH2OH(разб.)+2FeO(OH) = 2Fe(OH)2↓ +N2↑ +2H2O.

16. 4NH2OH + PtCl2 = [Pt(−NH2OH)4]Cl2,

3NH2OH + LiClO4 = [Li(−ONH3)3]ClO4.

Вопрос №17

N2O3 — ТРИО КСИД ДИАЗО ТА

Синяя жидкость, термически неустойчивая. При комнатной температуре на

90% разлагается на NO и NO2 и окрашивается в бурый цвет (NO2), не

имеет температуры кипения (NO испаряется первым). В твердом состоянии

белое или голубоватое вещество с ионным строением — нитрит нитрози-

ла (NO+)(NO−2 ). В газе имеет молекулярное строение ON—NO2. Проявляет

кислотные свойства, реагирует с водой, щелочами, гидратом аммиака. Энер-

гично реагирует с кислородом и озоном, окисляет металлы.

Получение

2N2(ж) + 3O2(ж) = N2O3↓(электрич.заряд)

Реакции смеси NO и NO2:

NO+NO2 = N2O3 (−80◦ C)

4NO2(ж) +H2O(хол.)= 2HNO3 +N2O3

Mr = 76, 01; d(ж) = 1, 447(2); tпл = −101◦ C.

1. N2O3 = NO2 +NO (5–100◦ C),

N2O3(ж) NO2(раствор в N2O3)+NO↑ (выше −40◦ C).

2. N2O3 +H2O(хол.) τ −−→ HNO2[точнее (NO)OH + N(H)O2],

3N2O3 +H2O(гор.)= 2HNO3 + 4NO↑,

N2O3(г) +H2O(пар) 2HNO2(г).

3. N2O3 + 2NaOH(разб.)= 2NaNO2 +H2O.

4. N2O3 + 2(NH3 · H2O)[разб.]= 2NH4NO2 +H2O.

5. 2N2O3 +O2 = 2N2O4 (−10◦ C).

6. N2O3 + 3Cu = N2 + 3CuO (600◦ C).

7. N2O3 + 3H2SO4(безводн.) 2NO+ + 3HSO−4 +H3O+.

HNO2 — АЗОТИСТАЯ КИСЛОТА

В свободном виде известна только в газовой фазе, существует в водном

растворе. Имеет две таутомерные формы: NO(OH) и N(H)O2 (преобладает

при комнатной температуре в растворе). Концентрированные растворы — го-

лубые, разбавленные растворы — бесцветные. В форме NO(OH) проявляет

слабые кислотные свойства, в форме N(H)O2 кислотой не является. Нейтра-

лизуется щелочами, гидратом аммиака. Реагирует с атомным водородом, кис-

лородом, пероксидом водорода. Проявляет окислительно-восстановительные

свойства.

Получение

NO+NO2 +H2O(пар)=2HNO2(г), NO + NO2 +H2O = 2HNO2(р)

HNO3(60%-я) + 2H0(Zn, разб. H2SO4) = HNO2 +H2O (кат. Pd).

Mr = 105, 99.

1. 2HNO2(г) NO+NO2 +H2O,

3HNO2(р) = HNO3 + 2NO+H2O (выше 100◦ C).

2. HNO2(разб.)+H2O(хол.) NO−2 +H3O+; pKк = 3, 29.

3. HNO2(конц.)+H3O+ NO+ + 2H2O (в 60%-й HNO3).

4. 2HNO2 NO+ +NO−2 +H2O (0◦ C, в 30%-й HNO3),

NO+ +NO−2 N2O3.

5. HNO2 +NaOH(разб.)= NaNO2 +H2O.

6. HNO2 +NH3 · H2O(конц., хол.)= NH4NO2 +H2O.

7. HNO2 +HCl(разб.)+6H0(Zn) = NH4Cl + 2H2O.

8. 2HNO2 +O2

τ −−→ 2HNO3.

9. 2HNO2 + 2HI = I2↓ +2NO↑ +2H2O (примесь N2O).

10. HNO2 +H2O2(конц.) HNO(O2− 2 ) +H2O (0◦ C),

HNO2 +H2O2(конц.)= HNO3 +H2O (кип.).

11. HNO2(конц.)+N2H4 = HN3 + 2H2O.

12. HNO2 +NH2OH = H2N2O2 +H2O.

13. 3HNO2 + 3H2SO4 + 6FeSO4(конц.)= N2↑ +3Fe2(SO4)3 + 4H2O.

14. 5HNO2(конц.)+HNO3(разб.)+2KMnO4 = 2Mn(NO3)2 + 2KNO3 + 3H2O.

H2N2O2 — АЗОТНОВАТИСТАЯ КИСЛОТА

Белое твердое вещество, гигроскопичное, чувствительное к O2 воздуха.

Энергично разлагается при механических воздействиях или самопроизвольно

при комнатной температуре. Имеет строение HON = NOH. Хорошо растворя-

ется в воде. Очень слабая кислота. Нейтрализуется щелочами. Очень слабый

окислитель и восстановитель.

Получение

NH2OH + HNO2 = H2N2O2 +H2O

Ag2N2O2 + 2HCl = H2N2O2 + 2AgCl↓

Mr = 62, 03.

1. H2N2O2 = H2O+N2O (20–25◦ C).

2. H2N2O2(разб.)+H2O HN2O−2 +H3O+; pKк = 7, 70,

HN2O−2 +H2O N2O2− 2 +H3O+; pKк = 11, 70.

3. H2N2O2 + 2NaOH(конц.)= Na2N2O2 + 2H2O.

4. H2N2O2 +HCl(разб.)+6H0(Zn) τ −−→ N2H5Cl + 2H2O.

5. 2H2N2O2 + 3O2(воздух.) τ −−→ 2HNO2 + 2HNO3.

6. H2N2O2 + 3H2O+3I2 = HNO3 + HNO2 + 6HI.

7. H2N2O2 + HNO2(конц.) τ −−→ HNO3 +N2↑ +H2O.

8. 5H2N2O2 + 12H2SO4(разб.)+8KMnO4 = 10HNO3 + 8MnSO4 + 4K2SO4 +

+ 12H2O.

N2O — О КСИД ДИАЗО ТА

«Веселящий газ», закись азота. Бесцветный газ, термически устойчивый.

Плохо растворяется в воде. При сильном охлаждении из раствора кристал-

лизуется клатрат N2O · 5, 75H2O. Малореакционноспособный, не реагиру-

ет с разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака, кислородом.

При нагревании реагирует с концентрированной серной кислотой, водородом,

металлами, аммиаком. Поддерживает горение углерода и фосфора. Слабый

окислитель, слабый восстановитель.

Получение.

2NaNO3 + (NH4)2SO4 = Na2SO4 + 2N2O+4H2O (230–300◦ C).

NH4NO3 = N2O+2H2O (190–245◦ C),

H2N2O2 = H2O+N2O (20–25◦ C).

Mr = 44, 01; d(ж) = 1, 226(−89); ρ = 1, 9778 г/л (н. у.);

tпл = −90, 9◦ C; tкип = −88, 6◦ C; νs = 130, 0(0), 62, 9(20), 54, 4(25).

1. 2N2O = 2N2 +O2 (выше 500◦ C).

2. N2O+H2SO4(конц., гор.)= 2NO↑ +SO2↑ +H2O (кип. в атмосфере N2).

3. N2O+H2 = N2 +H2O (150–200◦ C).

4. 6N2O+P4 = P4O6 + 6N2 (550–625◦ C),

2N2O+C(графит)= CO2 + 2N2 (450–600◦ C).

5. N2O+Mg = N2 +MgO (500◦ C),

N2O+2Cu = N2 +Cu2O (500–600◦ C).

6. 3N2O+2NH3 = 4N2 + 3H2O (250◦ C).

7. N2O+H2O+SO2

τ −−→ N2↑ +H2SO4.

8. N2O+8HCl(конц.)+H2O+2H[SnCl3] = 2(NH3OH)Cl + 2H2[SnCl6].

9. 5N2O+3H2SO4(разб.)+2KMnO4 = 10NO↑ +2MnSO4 +K2SO4 + 3H2O.

NO — МОНООКСИД АЗОТА

Бесцветный газ, голубая жидкость. В твердом состоянии полностью диме-

ризован (N2O2), в жидком состоянии — частично (≈ 25% N2O2), в газе —

в очень малой степени. Чрезвычайно термически устойчив. Плохо раство-

ряется в воде. Не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами,

гидратом аммиака. Мгновенно присоединяет кислород (полнее — на холоду).

При нагревании реагирует с галогенами и другими неметаллами, металлами,

сильными окислителями и восстановителями. Весьма реакционноспособна

смесь NO и NO2. Вступает в реакции комплексообразования.

Получение

В промышленности NO получают каталитическим окислением аммиака:

4 NH3 + 5 О2 = 4 NО + 6 Н2О ( катализатор: Pt, Cr2O3 и др.)

В лаборатории NO при действии на медь разбавленной азотной кислоты:

3 Cu + 8 HNO3 (разб.) = 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Mr = 30, 01; d(ж) = 1, 269(−152); ρ = 1, 3402 г/л (н. у.).

tпл = −163, 6◦ C; tкип = −151, 7◦ C;

νs = 7, 38(0), 4, 71(20), 2, 70(80).

1. 2NO = N2 +O2 (выше 700◦ C, кат. BaO),

4NO(ж)τ −−→ N2O+N2O3.

2. 4NO + H2O τ −−→ N2O+2HNO3 (практически не идет).

3. 4NO + 2NaOH(т)τ −−→ 2NaNO2 +N2O+H2O (комн.),

6NO + 4NaOH = 4NaNO2 +N2 + 2H2O (350–400◦ C).

4. 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O (200◦ C).

5. 2NO + 3H2 + 2HCl(разб.)= 2(NH3OH)Cl (40◦ C, кат. Pt/C),

NO+5H0(Zn, к онц. NaOH) = NH3 · H2O

6. 2NO + O2 = 2NO2 (комн., очень быстро).

7. 4NO + 4H2SO4(конц.)+O2 = 4(NO)HSO4 + 2H2O (комн.).

8. NO+O3 = NO2 +O2 (комн.).

9. 2NO + E2 = 2(NO)E (на холоду; E = F, Cl, Br).

10. 2NO + C(графит)= N2 +CO2 (400–500◦ C).

11. 10NO + 4P(красн.)= 5N2 +P4O10 (150–200◦ C).

12. NO+Na = Na+ +NO− (−50◦ C, в жидк. NH3).

нитрозид

13. 2NO + 4Cu = N2 + 2Cu2O (500–600◦ C).

14. 2NO + 2H2S = N2 + 2H2O+2S (300–350◦ C).

15. 2NO + 2SO2τ −−→ N2 + 2SO3 (комн., p),

2NO + H2O(гор.)+SO2 = N2O↑ +H2SO4.

16. 2NO + Na2S2O4 + 2NaOH(разб.)= N2O↑ +2Na2SO3 +H2O.

17. 2NO + 4H2SO4(разб.)+6CrSO4 = (NH3OH)2SO4 + 3Cr2(SO4)3.

18. 2NO+14HCl(конц.)+4H[SnCl3] = NH4Cl+(NH3OH)Cl+4H2[SnCl6]+H2O.

19. 2NO + H2O + 3HClO = 2HNO3 + 3HCl,

2NO + 3H2SO4(конц.)+2CrO3 = 2HNO3 +Cr2(SO4)3 + 2H2O.

20. 4NO + [Fe(CO)5] = [Fe(NO)4](черн.)+5CO (44–45◦ C, p),

NO+5H2O+FeSO4τ −−→ [Fe(NO+)(H2O)5]SO4(бур.) [комн.].

21. NO+CuCl2 = (NO+)[CuCl2] (комн., в бутаноле-1).

22. Реакции смеси NO и NO2:

а) NO+NO2 = N2O3 (−80◦ C);

б) NO+NO2 +H2O(пар) 2HNO2(г), NO + NO2 +H2O = 2HNO2(р);

в) NO + NO2 + 2H2SO4(безводн.)= 2(NO)HSO4↓ +H2O (комн.);

г) NO+NO2 + 2NaOH(хол.)= 2NaNO2 +H2O,

NO+NO2 +Na2CO3 = 2NaNO2 +CO2 (450–500◦ C);

д) NO + NO2 + 2HClO4(конц.)= 2(NO)ClO4 +H2O.

NO2 — ДИО КСИД АЗО ТА

Бурый газ. Выше 135◦ C — мономер, при комнатной температуре — красно-

бурая смесь NO2 и его димера (тетраоксида диазота) N2O4. В жидк ом со-

стоянии димер бесцветен, в твердом состоянии белый. Хорошо растворяется

в холодной воде (насыщенный раствор — ярко-зеленый), полностью реаги-

рует с ней. Реагирует со щелочами. Очень сильный окислитель. Вызывает

коррозию металлов. Весьма реакционноспособна смесь NO2 и NO (см. 296).

Получение окислением NO: 2 NO + О2 = 2 NO2

В лаборатории оксид азота(IV) получают взаимодействием меди с

концентрированной азотной кислотой или разложением тяжелых метал-

лов: Cu + 4 HNO3 (конц.) = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

2 Pb(NO3)2 = 2 PbO + 4 NO2 + O2

NO2: Mr = 46, 01; ρ = 2, 0527 г/л (н. у.).

N2O4: Mr = 92, 01; d(т) = 1, 536; d(ж) = 1, 491(0); tпл = −11, 2◦ C.

1. 2NO2(ж) = N2O4(ж) NO+ +NO−3 (от −11, 2 до +20, 7◦ C),

N2O4(ж) 2NO2(г) (20,7–135◦ C).

2. NO2 = NO+O2

3. 4NO2(ж) +H2O(хол.)= 2HNO3 +N2O3,

3NO2 +H2O(гор.)= 2HNO3 +NO↑.

4. 2NO2 + 2NaOH(разб.)= NaNO2 +NaNO3 +H2O.

5. 4NO2 +O2 + 2H2O = 4HNO3,

4NO2 +O2 + 4NaOH(гор.)= 4NaNO3 + 2H2O.

6. NO2 +HCl(разб.)+5H0(Zn) = (NH3OH)Cl + H2O.

7. 2NO2 + 7H2 = 2NH3 + 4H2O (кат. Pt, Ni).

8. 2NO2 +F2 = 2(NO2)F (комн.).

9. 2NO2(ж) +KE = (NO)E +KNO3 (E = Cl, Br).

10. 2NO2 + 2Cl2O = 2(NO2)ClO+Cl2 (0◦ C).

11. 2NO2 +H5IO6 = 2HNO3 +HIO3 +H2O.

12. NO2 +H2O(гор.)+SO2 = H2SO4 +NO↑.

13. 2NO2 + 2S = N2 + 2SO2, 10NO2 + 8P = 5N2 + 2P4O10 (130–150◦ C).

14. 6NO2 + 2CS2 = 3N2↑ +2CO2↑ +4SO2 (комн.).

15. 2NO2(ж) +Na = NO↑ +NaNO3, NO2 +K = KNO2 (комн.).

16. 6NO2 +Bi = Bi(NO3)3 + 3NO (70–100◦ C).

17. 2NO2 + 4Cu = N2 + 4CuO (500–600◦ C).

18. 2NO2 + [Ni(CO)4](ж) = Ni(NO2)2 + 4CO↑ (25–30◦ C).

19. 4NO2+3H2SO4(разб.)+6FeSO4(конц.)=N2↑ +3Fe2(SO4)3+2H2O+2HNO3.

20. NO2(дымящ. HNO3) + H2(PHO3) = H3PO4 +NO↑ (30–50◦ C).

21. 2NO2 + 3H2SO4(безводн.) NO+ +NO+2 + 3H2SO−4 +H3O+.

N2O5 — ПЕНТАОКСИД ДИАЗОТА

Азотный ангидрид. Белое твердое вещество, бесцветные газ и жидкость. При

нагревании возгоняется и плавится, при комнатной температуре разлагается

за 10 ч. В твердом состоянии имеет ионное строение (NO+2 )(NO−3 ) — нит-

рат нитроила. Проявляет кислотные свойства, реагирует с водой, щелочами,

гидратом аммиака. Очень сильный окислитель.

Получение

N2O5 – получают из азотной кислоты обезвоживанием ее фосфорным ан-

гидридом или окислением NO2 озоном, а нитрата серебра - хлором:

2 НNO3 + Р2О5 = N2O5 + 2 НРО3

N2O4 + О3 = N2O5 + О2

4 AgNO3 + 2 С12 = 4 AgС1 + 2 N2O5 + О2

Mr = 108, 01; d(т) = 1, 642; tпл = 41◦ C (p).

1. 2N2O5τ −−→ 4NO2 +O2 (20–50◦ C).

2. N2O5 +H2O = 2HNO3.

3. N2O5 + 2NaOH(разб.)= 2NaNO3 +H2O.

4. N2O5 + 2(NH3 · H2O)[разб.]= 2NH4NO3 +H2O.

5. N2O5 +H2O2(безводн.)= HNO3 + HNO4 [точнее, HNO2(O2− 2 )] (−80◦ C).

6. N2O5(ж) + 2NH3 = H2O+2(NO2)NH2 (амид нитроила).

7. 3N2O5 +Al2O3 = 2Al(NO3)3 (35–40◦ C).

8. N2O5 + 5Cu = 5CuO + N2 (500◦ C).

9. N2O5 +HClO4(безводн.)= (NO+2 )ClO4 + HNO3.

10. N2O5(ж) NO+2 +NO−3 , N2O5(т) N2O5(г) (до 32◦ C).

Свойства азотной кислоты. НNO3 – бесцветная, дымящая на воздухе

жидкость, неограниченно смешивающаяся с водой. Очень опасное веще-

ство, ее пары сильно ядовиты и подобно оксидам азота имеют "замедлен-

ное действие". Попадание концентрированной НNO3 на кожу приводит к

тяжелым ожогам. Концентрированная кислота имеет обычно бурую окра-

ску из-за происходящего на свету процесса разложения:

4 НNO3 = 4 NO2 + 2 H2O + О2

Так же распадается НNO3 и при нагревании.