חנקן תחמוצת (I, II, III, IV, V): תכונות, ייצור, יישום

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 17:47

מבוא

אם תסתכל מקרוב על חנקן בטבלה המחזורית של יסודות כימיים של D. I. Mendeleev, תבחין שיש לו ערכיות משתנה. המשמעות היא שחנקן יוצר מספר תרכובות בינאריות עם חמצן בבת אחת. חלקם התגלו לאחרונה, וחלקם נחקרו למרחקים. יש תחמוצות חנקן לא יציבות ויציבות. המאפיינים הכימיים של כל אחד מהחומרים הללו שונים לחלוטין, ולכן יש לקחת בחשבון לפחות חמש תחמוצות חנקן בעת לימודם. זה לגביהם ועליהם נדון במאמר של היום.

חנקן תחמוצת (I)

נוסחה - N_{2O. לפעמים אפשר להתייחס לזה כאוקסוניטריד חנקן, תחמוצת דיניטרוס, תחמוצת חנקן או גז צחוק.}

Properties

בתנאים רגילים, זהו גז חסר צבע עם ריח מתקתק. זה יכול להיות מומס על ידי מים, אתנול, אתר וחומצה גופרתית. אם תחמוצת הגזים של חנקן חד ערכי מחוממת לטמפרטורת החדר בלחץ של 40 אטמוספרות, אז היא מתעבה לנוזל חסר צבע. זוהי תחמוצת שאינה יוצרת מלח שמתפרקת בעת חימום ומראה את עצמה בתגובות כחומר מפחית.

קבל

תחמוצת זו נוצרת,כאשר אמוניום חנקתי יבש מחומם. דרך נוספת להשיג אותו היא פירוק תרמי של תערובת של "סולפאמית + חומצה חנקתית".

Application

תעשיית המזון, המשמשת כחומר הרדמה לשאיפה, מכירה את התחמוצת הזו כתוסף E942. זה גם משפר את הביצועים של מנועי בעירה פנימית.

חנקן תחמוצת (II)

נוסחה - לא. מתרחש תחת השמות של חד תחמוצת החנקן, תחמוצת החנקן ורדיקל ניטרוסיל

Properties

בתנאים רגילים, זהו גז חסר צבע שאינו מסיס במים בצורה גרועה. קשה לנזל אותו, אבל במצבים מוצקים ונוזליים, לחומר זה יש צבע כחול. תחמוצת זו יכולה להתחמצן על ידי חמצן אטמוספרי

קבל

זה די קל להשיג, בשביל זה אתה צריך לחמם עד 1200-1300oC תערובת של חנקן וחמצן. בתנאי מעבדה, הוא נוצר מיד במספר ניסויים:

• תגובה של נחושת ו-30% תמיסה של חומצה חנקתית.
• תגובה של כלוריד ברזל, נתרן ניטריט וחומצה הידרוכלורית.
• התגובה של חומצות חנקניות וחומצות הידרו-יודיות.

Application

זהו אחד החומרים שמהם מתקבלת חומצה חנקתית.

חנקן תחמוצת (III)

הנוסחה היא N₂O_{3. זה עשוי להיקרא גם אנהידריד חנקן וחנקן סקוואוקסיד.}

Properties

בתנאים רגילים, זה נוזל שיש לו כחולצבע, ובסטנדרט - גז חסר צבע. תחמוצת טהורה קיימת רק במצב צבירה מוצק.

קבל

מיוצר על ידי אינטראקציה של חומצה חנקתית 50% ותחמוצת מוצקה של ארסן תלת-ערכי (ניתן להחליף אותו גם בעמילן).

Application

בעזרת חומר זה, חומצה חנקתית ומלחיה מתקבלים במעבדות.

חנקן תחמוצת (IV)

הנוסחה היא NO_{2. זה עשוי להיקרא גם חנקן דו חמצני או גז חום.}

Properties

שם המשפחה מתאים לאחד מהמאפיינים שלו. אחרי הכל, לתחמוצת הזו יש מראה של גז אדום-חום או של נוזל צהבהב. יש לו פעילות כימית גבוהה.

קבל

תחמוצת זו מופקת על ידי אינטראקציה של חומצה חנקתית ונחושת, כמו גם במהלך הפירוק התרמי של חנקתי עופרת.

Application

הוא מייצר חומצות גופרית וחנקתיות, מחמצן דלק רקטות נוזלי וחומרי נפץ מעורבים.

חנקן תחמוצת (V)

נוסחה - N₂O_{5. ניתן למצוא תחת השמות dianitrogen pentoxide, nitroyl nitrat, או nitric anhydride.}

Properties

יש לו מראה של גבישים חסרי צבע ונדיפים מאוד. הם יכולים להימס ב-32.3oC.

קבל

תחמוצת זו נוצרת על ידי מספר תגובות:

• התייבשות של חומצה חנקתית עם תחמוצת זרחן מחומשת.
• העברת כלור יבש על פני חנקתי כסף.
• אינטראקציה של אוזון עם תחמוצת חנקן ארבע ערכית.

Application

בגלל חוסר היציבות הקיצונית שלו, לא נעשה בו שימוש בצורתו הטהורה בשום מקום.

מסקנה

יש תשע תחמוצות חנקן בכימיה, האמור לעיל הן רק תרכובות קלאסיות של יסוד זה. ארבעת הנותרים הם, כאמור, חומרים לא יציבים. עם זאת, כולם חולקים תכונה אחת - רעילות גבוהה. פליטת תחמוצות חנקן לאטמוספירה מובילה להידרדרות בבריאותם של אנשים החיים ליד מפעלים כימיים תעשייתיים. תסמינים של הרעלה עם כל אחד מהחומרים הללו הם בצקת ריאות רעילה, הפרעה למערכת העצבים המרכזית ונזקים לדם הנגרמים מקשירת המוגלובין. לכן, יש לטפל בתחמוצות חנקן בזהירות ובציוד מגן המשמש ברוב המקרים.