Азот

АзотАзот встречается на Земле, главным образом, в виде простого вещества N2 — основного компонента атмосферы нашей планеты. Воздух содержит 78,2% по объему азота. Неорганические соединения азота не встречаются в природе в больших количествах, если не считать натриевую селитру NaNO3, образующую мощные пласты на побережье Тихого океана в пустынных районах Чили, также известны месторождения KNO3 в Индии. Почва содержит незначительные количества азота, преимущественно в виде солей азотной кислоты. Но в виде сложных органических соединений — белков — азот входит в состав всех живых организмов. Превращения, которым подвергаются белки в клетках растений и животных, составляют основу всех жизненных процессов. Название элементу было дано французским ученым А.Л. Лавуазье в VIII в. В переводе с греческого оно означает «безжизненный» и связано с тем, что азот не пригоден для дыхания. Латинское название азота — nitrogenium — переводится как «рождающий селитру».

Азот образует только одно простое вещество — азот N2 — газ без цвета и без запаха, практически не растворимый в воде. Между атомами в молекуле азота прочная тройная (одна ? и две ?) ковалентная неполярная связь, поэтому N2 обладает очень низкой реакционной активностью.

Химические свойства азота

Из металлов азот в обычных условиях реагирует только с литием, образуя нитрид:

6Li + N2 = Li3N

С другими металлами реакция идет при нагревании, образующиеся нитриды легко гидролизуются и взаимодействуют с кислотами:

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3?

Ca3N2 + 8HCl = 3CaCl2 + 2NH4Cl

В присутствии катализатора (Pt, Fe) при нагревании и высоком давлении азот реагирует с водородом с образованием аммиака. В этой реакции азот также проявляет окислительные свойства:

N2 + 3H2 2NH3

При очень высокой температуре (около 2000°С) или в электрическом разряде азот окисляется молекулярным кислородом с образованием оксида азота (II):

N2 + O2 2NO

Получение и применение азота

В промышленности азот получают низкотемпературной ректификацией (перегонкой) жидкого воздуха. Температура кипения жидкого азота (–196°С) ниже, чем кислорода (–183°С), поэтому при медленном нагревании жидкого воздуха сначала испаряется азот, а кислород остается жидким.

В лаборатории азот можно получить разложением нитрита аммония:

NaNO2 = N2? + 2H2O

Вследствие неустойчивости NaNO2 обычно используется смесь растворов NaNO2 и NH4Cl:

NaNO2 + NH4Cl = N2? + NaCl + 2H2O

Большая часть получаемого в промышленности азота расходуется на производство аммиака NH3. Азот применяют для создания инертной атмосферы при хранении продуктов, резки и сварки активных металлов, азотирования металлорежущего инструмента.