Главная Обратная связь

Дисциплины:






Химические свойства.



Химия элементов главной подгруппы V группы П.С.

 

1) N 1s22s22p3

P ... 3s23p3 ns2np3 -

As ...4s24p3

Sb ...5s25p3

2) 5 валентных е- на 0-м уровне

стремятся +3е-

N Э + 3е- ® Э-3 (слабее, чем у VI и VII группы)

­ Еср

Bi

 

3) R, J

немет мет

осла св-ва

 

4) Степени ок (характ.)

+5, +3, -3, для N м.б. и др.

 

5) Валентности - этих 5 (за искл . N)

характ. 3 (4 в HNO3 , NH4+), а степень окисл. ¹валент.

 

Простые вещества.

 

N2NºN Есв = 941 кДж/моль -

 

при обычной t инертен.

 

P - несколько модификаций - белый P4 активный (ядовитый),

красный (неядовитый), черный (неядовитый) - полимерн.

 

Химические свойства.

 

I. Окислительные свойства Э + 3е- ® Э-3

а) с Ме

комн

3N2 + 6 Li ® 2Li3N

t t

Me + N2 Me3Nn

t

2P + 3Ca ® Ca3P2 ( при t с Ме)

бел.

 

t =:P,Kt -3

б) N2 + 3H2 ® 2NH3

P + H2 ® (практически)

 

окислительные свойства N N2>P>As>Sb>Bi

­ окислительные

Bi свойства

 

II. Восстановительные (с окисл. ст. ок повыш. + )

 

а) N2 >2000

эл. дуга

N2 + O2 2NO

N2 + Cl2

N2 + S

 

б) P O2, Cl2, S (легко)

белый +3 -1 +5 -1

2P + 3Cl2 2PCl3 ( м.б. PCl5)

+3 -2 +5 -2

4P + 3O2 2P2O3 ( м.б. P2O5)

+3 -2 +5 -2

2P + 3S P2S3 ( м.б. P2S5)

 

N2<P<As<Sb<Bi

восстановительные свойства

 

в) со сложными веществами - кислотами окисл.

 

P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO

к.

 

P + H2SO4 + H2O SO2 + H3PO4

конц.

N2

 

г) со щелочами

 

N2

-3 +3

2P0 + 3NaOH + 3H2O PH3 + NaH2PO3

в. ок. гипофосфит

P0 + 3e P-3

P0 P+3 + 3e

 

д) P, N2 с H2O

t

Получение N2: NH4NO2 N2 + H2O

сплавление

P: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C 3CaSiO3 +2P + 5C

 

Водородные соединения.

 

NH3 N NH3>PH3>AsH3

увеличивается устойчивость

107

 
 


 

 

I. Основные свойства.

 

Отличие от H2S, H2O, HCl - не кислоты.

 

основные свойства NH3 + H+ NH4+

.

в водных растворах NH3 H2O NH3 . H2O NH4+ + OH-

равновесие Ky=10-5

а) NH3 + HCl NH4Cl

у PH3 основные свойства слабее, только с сильн.

PH3 + HJ PH4J

 

NH3>PH3

усиление основных свойств

 

II. Восстановительные свойства.

 

а) 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O

Pt



б) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O ! кат. ок.

NH3 -3 0

в) NH3 + 3Br2 N2 + NH4Br

t до N2

г) 2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + H2O

 

PH3 более энергич. восст.

2PH3 + 4O2 P2O5 + 3H2O - самовосст.

(2H3PO4)

 

Соли NH4+

 

 

По физическим похожи на соли щелочных металлов,

но отличаются по химическим свойствам.

 

а) t - термич. неуст.

t

NH4Cl NH3 + HCl

t

NH4NO3 N2O + H2O

t

о. в. NH4NO2 N2 + H2O

t

(NH4)2Cr2O7 N2 + Cr2O3 + 4H2O

-3 +7 -2 t

2NH4ClO4 N2 + Cl2 + 2O2 + 4H2O

 

б) гидролиз

 

NH4+ + H2O NH4OH + H+

ср. Но

в) кач. р-ция на NH4+ - действ. NaOH NH3

 

 

NH4Cl + KOH NH3 + KCl + H2O

Получение:

Ca3P2 + H2O Ca(OH)2 + PH3

 

 

Оксиды азота.

 

N2O - веселящий газ.

1) к.-осн. св-ва - несолеобразующий, не взаимодействует с H2O, р. к-тами , щелочами.

2) окислительные.

+1 0

N2O + H2 N2 + H2O

о в

N2O + 4Mg MG3N2 + MgO

 

3) восстан. (-)

4) специфические

устойчив., начинает разл. при 500 С, при 900 - полностью.

900

2N2O 2N2 + O2

получение: t 1250

NH4NO2 N2 + 2H2O

 

 

NO - оксид азота (II)

 

1) к-о - несолеобразущ., не взаим. с H2O, к- тами, щелочами

2) окислит.

+2 +4 +6 0

2NO + SO2 2SO3 + N2 !

ок в

3) воостан. св-ва

2NO + O2 2NO (легко!)

2NO + Cl2 2NOCl (хлористый нитрозил)

4) специфич.

устойчив., разлагается при t > 1000, но не до конца

2NO N2 + O2

 

Получение:

электро

1) N2 + O2 2NO

дуга

kat

2) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O

 

3) Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O

разб.

 

N2O3 - оксид азота (III).

 

1) кисл.- осн. св-ва - кислотный оксид, ангидрид HNO2

 

а) N2O3 + H2O 2HNO2

 

б) N2O3 + 2NaOH 2NaNO2 + H2O

2) ок. - не хар +3 +2 +4

в р-ия диспр N2O3 NO + NO2

3) восст. - не хар.

 

4) специфич.

неустойчив, при t комн. быстро разл. (р-ия диспропорции)

+3 +2 +4

N2O3 NO + NO2

 

Получение:

NO2 + NO N2O3

 

NaNO2 + H2SO4 NaHSO4 + HNO2

разб. / \

N2O3 H2O

 

NO2 - оксид азота (IV)

 

Бурого цвета, очень токсичен, хорошо растворяется в H2O.

 

1) кисл. - осн. св-ва - кисл. оксид.

NO2 + H2O HNO2 + HNO3

2NO2 + 2KOH KNO3 + KNO2 + H2O

 

2) энергичн. ок-ль

+4 +4 +6 +2

NO2 + SO2 SO3 + NO

о. в.

3) восстан.

+4 0 +5

4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3

в. ок.

4) специфич. св-ва

разлаг. при t > 140 С,

при охлаждении - димеризуется.

-11 C

2NO2 N2O4 от -11 С до 140 С - сущ.

бурый 140 С бесцв. в виде смеси NO2 и N2O4

 

HNO2

 

1) слабая - к-та Кд = 10-4

 

HNO2 H+ + NO2-

а) + NaOH

б) + MgO

 

2) окисл. св-ва

HNO2 + 2KJ + H2SO4 2NO + J2 + K2SO4 + H2O

ср

3) восст. св-ва

5HNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5HNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

ср.

 

 

4) специф. св-ва (при концентрировании или при нагревании)

2HNO2 NO + NO2 + H2O

Получение:

2NaNO2 + H2SO4 Na2SO4 + 2HNO2

разб.

 

HNO3

t,h,n

2HNO3 2H2O + 4NO2 + O2

безв.

Схема способа получения

O2, kat O2 O2, H2O

NH3 NO NO2 HNO3

Получ. в лаб.

t

2NaNO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2HNO3

конц.

1) сильная к-та (кислотные)

а) + NaOH

б) + MgO

в) + CaCO3

2) окислит.

неакт. мет. (Cu, Ag)

NO2

немет. S, C, P

конц.

акт. мет. (Zn, Mg) N2O, N2,

(NO)

HNO3

неакт. мет. (Cu, Ag)

NO

немет. S, C, P

разб.

акт. мет. (Zn, Mg) N2O

очень активн. NH4NO3

очень разб. NH4NO3

Кислоты P.

 

H3PO3 - фосфористая кислота, соотв.

 

H-O H P2O3

P HH2PO3

H-O O

 

кислота средней силы. Кд1=10-3 Кд2= 6,3 10-7

 

H2[HPO3] H+ + H[HPO3]-

H[HPO3]- H+ + HPO32-

 

Соли фосфиты.

 

Энергичный восстановитель

 

P2O5 + H2O 2HPO3 - мета

P2O5 + 3H2O 2H3PO4 - орто

2H3PO4 H2O + H4P2O7 - птро (ди)

 

H3PO4 - трехосновная , средней силы (счит. слабой)

 

К1= 7,5 10-3

К2= 6,3 10-8

К3= 1,3 10-12

 

1) кислотные свойства

при обычных t - инертна, только со щелоч.

а) H3PO4 + NaOH

б) при повышенных t с больш. Мет и МеО.

2) не проявляет окисл. св-в.

 

Соли.

 

3 вида

а) растворимость: - соли NH4+ и щел. мет. (3 вида)

- дигидрофосфаты - растворимы

- гидрофосфаты - малорастворимы

( за искл. NH4+, Me (I гр.))

- фосфаты - для большинства Ме

нерастворимы

б) гидролиз - сильно гидролизованы

 

Получение

O2 H2O

а) P P2O5 H3PO4

б) Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 3CaSO4 + 2H3PO4

в) 3P + 5HNO3 + 2H2O 3H3PO4 + 5NO - в лаб.

 

Удобрения.

 

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 Ca(H2PO4)2 + CaSO4

CaSO4 2H2O + Ca(H2PO4)2

балласт суперфосф.

 

двойной Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 3CaSO4 + 2H3PO4

суперфосф.

(без CaSO4 ) Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 Ca(H2PO4)2

 

преципитат CaHPO4 H2O

 

H3PO4 + Ca(OH)2 CaHPO4 + 2H2O

голи

изв.

 

 

Цепочки:

t t +H2O

1) Ba(NO3)2 A NH4NO2 B NH3 NH4Cl

t изб.NH4Cl t,Mg H2O 1моль

2) Na NaNO3 A B C D E

прок. прок., H3PO4

выпар.

2моль +H2O

F

NH4OH гидр.

t

3) Ca3(PO4)2 A P2O5 (NH4)2HPO4 B NH4NO3

 

t +O2 , H2O

4) N2 NH3 NH4NO3 Cu(NO3)2 A B

 

 

t +H2 +H2O

NH4NO3 C D E NH3

 

+O2, кат. + Cl2

5) NH3 A B C HNO3 NO2 KNO3

 

+(NH4)2SO4 +O2

D E F

t

 

+O2 +H2O

6) P A B C D (NH4)3PO4 Ca3(PO4)2

недост

 

+H2SO4 +1моль

P E F (преципитат)

конц Ca(OH)2

 

Разложение:

t

Mg(NO3)2

t

MgOHNO3

t

Fe(NO3)3

t

FeOH(NO3)2

t

Fe(NO3)2

t

FeOHNO3

 

Разложение нитратов:

t

1. Mg(NO3)2

 

t

2. MgOHNO3

 

t

3. Fe(NO3)3

 

t

4. FeOH(NO3)2

 

t

5. Fe(NO3)2

 

t

6. FeOHNO3

 





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...