Характеристика соединений азота

 

Задача 883. 
Растворимость NH₄Cl и NaNO₂ при 20 °С составляет соответственно 37,2 и 82,9 г в 100 г воды. Сколько граммов насыщенных растворов этих солей нужно слить для получения при нагревании 24 л азота (20 °С, нормальное атмосферное давление)?
Решение:
М(NH₄Cl) = 532,5 г/моль;   M(NaNO₂) = 85 г/моль.
Уравнение реакции имеет вид: 

Вычислим необходимое количество граммов NH₄Cl и NaNO₃ для получения 24 л азота, получим:

Вычислим сколько граммов насыщенных растворов NH₄Cl и NaNO₃ для получения 24 л азота, получим: 

Ответ: 197г и 150 г.

---

Задача 884. 
Какие соединения азота получают путем непосредственного связывания (фиксации) атмосферного азота? Привести реакции их получения и указать условия проведения реакций.
Решение:
а) Получение цианамида. Первым по времени открытия (1904 г.) является цианамидный способ получения аммиака, основанный на способности азота при высокой температуре взаимодействовать с карбидом кальция СаС₂, образуя цианамид кальция CaCN₂:

СаC₂  +  N₂  ↔ CaCN₂ + C;  ΔH⁰ = -301 кДж.

При действии на цианамид кальция – порошок тёмно-серого цвета, окрашенный примесью угля. При действии на него водяного пара под давлением он легко разлагается с образованием аммиака и карбоната кальция:

CaCN₂(к) + 3Н₂О(г)    СаСО₃(к) + 2NH₃(Г); ΔH⁰  = -75 кДж.

б) Получение аммиака.

Азот непосредственно взаимодействует с водородом под воздействием электрических разрядов или при нагревании (около 500 ⁰С) и высоком давлении (от 15 до 100 МПа)  в присутствии катализатора (железный катализатор) с образованием аммиака:

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃; 
ΔH⁰  = -92 кДж.

В настоящее время синтез аммиака является основным способом связывания атмосферного азота.

---

Задача 885. 
Сколько тонн цианамида кальция можно получить из 3600 м³ азота (20 °с, нормальное атмосферное давление) при взаимодействии его с карбидом кальция, если потери азота составляют 40%?
Решение:
Уравнение реакции:

Находим объём азота, вступившего в реакцию:

3600 ^. 0,6 = 2160 м³.

Теперь рассчитаем массу цианида кальция из пропорции:

22,4 : 80 = 2160 : х;  
х = (2160 ^. 80)/22,4 = 7714 кг или 7,714 т.

Ответ: 7,714 т.

---

Задача 886. 
Привести примеры характерных для аммиака реакций присоединения, замещения водорода и окисления.
Решение:
1) Реакции присоединения для аммиака:

а) NH₃ + HCl ↔ NH₄Cl;
б) NH₃ + H₂O  ↔ NH₄OH.

2) Реакции замещения с участием аммиака:

а) 2NH₃ + 2Na ↔  2NaNH₂ + H₂↑;
б) NH₃ + HOCH₂CH₂Cl  ↔  HOCH₂CH₂NH₂ + HCl
 ^{2-хлорэтанол         2-аминоэтанол}

3) реакции окисления с участием аммиака:

---