Dusík a fosfor

Dusík

 

Postavení prvku v PSP

 

  • Prvek 2. periody, patří mezi prvky p3 skupiny
  • Elektronová konfigurace: 1s2 2s2 2p3  ® má 5 valenčních elektronů
  • Stabilita:
    1, Dvouatomová molekula N2  (N≡N – velmi stabilní)
    2, Přijetím tří elektronů (např. nitridy Mg3N2)
    3, Odevzdáním až 5 elektronů HNO3
  • Nejběžnější oxidační čísla: -III, 0, I, II, III, IV, V

 

Charakteristika

 

  • Bezbarvý plyn , bez chuti a zápachu
  • Patří mezi nekovy
  • Vyskytuje se volný, nebo vázaný v dusičnanech (NaNO3 – chilský ledek)

 

Vlastnosti

 

  • Třetí nejelektronegativnější prvek
  • Molekuly N2 jsou velmi stálé
  • S většinou látek reaguje až za vysoké teploty
  • Málo rozpustný ve vodě
  • Může být ve sloučeninách maximálně čtyřvazný.
  • Schopen vytvářet vodíkové můstky
  • Atomový dusík je velmi reaktivní

 

Příprava

 

  • Tepelným rozkladem dusitanu amonného:NH4NO2  ®   2 H2O  +  N2

Výroba

 

  • Frakční destilací zkapalněného vzduchu

 

Reakce

 

N2  +  3H2  ®   2 NH3          N2  + O2  ®  2 NO – reaguje za vysokých teplot (1000°C)

 

Význam

 

  • Biogenní prvek I. Řádu
  • Vyskytuje se v aminokyselinách, bílkovinách a nukleových kyselinách
  • Tvoří 78% objemu vzduchu

Použití

 

  • Přepravuje se v tlakových lahvích se zeleným pruhem
  • Výroba NH3, HNO3, průmyslová hnojiva
  • Používá se jako ochranný plyn
  • Hluboké zmrazování

 

Sloučeniny

 

Amoniak (NH3)

 

Charakteristika, vlastnosti

 

  • Bezbarvý, štiplavě páchnoucí plyn svíravé chuti
  • Ve vodě se chová jako slabá zásada (schopen vázat další proton H+)
  • Je dobré rozpouštědlo
  • Hoří na vzduchu:
    4 NH3 + 3O2  ® 2 N2  + 6 H2O
    4 NH3  +5O2   ®  4 NO  +  6H2O
  • Může být vázán jako ligand v koordinačních sloučeninách
  • Má redukční vlastnosti:
    3 CuO  +  2 NH3   ®  3 Cu  + 3H2O  +  N2
  • Reaguje s kyselinami za vzniku solí

 

Příprava, Výroba

 

  • Laboratorně se připravuje rozkladem amonných solí silnými zásadami:NH4Cl  +  NaOH  ®  NH3  +  NaCl  +  H2O
  • Průmyslově se vyrábí haber-boschovou syntézou (vysokotlaká katalyzovaná syntéza)N2  +  3 H2   ®   2 NH3

Použití

 

  • Používá se při výrobě průmyslových hnojiv, kyseliny dusičné, sody.
  • Kapalný se používá jako chladící médium.

 

Deriváty amoniaku

 

  • Amidy – např. NaNH2
  • Imidy – např. CaNH
  • Nitridy – např. Li3N
  • Hydrazin – NH2NH2
  • Azidy – např. NaN3 (kyselina azidovodíková HN3)

 

 

 

 

 

Amonné soli

 

  • Většinou jsou bezbarvé (bílé)
  • Jsou krystalické, ve vodě nerozpustné
  • NH4Cl – salmiak
    Použití při pájení kovů a v lékařství
  • NH4NO3 , (NH4)2SO4  –  průmyslová hnojiva
  • (NH4)2CO3  –  součást kypřících prášků

 

Močovina (CN2H4O)

 

  • Bezbarvá, krystalická látka
  • Slouží k výrobě léků a plastů
  • Vzniká v lidském organismu jako odpadní produkt metabolismu dusíkatých látek
  • Vyrábí se průmyslově z oxidu uhličitého a amoniaku
  • První uměle připravená organická sloučenina

 

Oxidy dusíku

 

  • Jsou složkou výfukových plynů
  • Jsou jedovaté
  • Meziprodukty výroby kyseliny dusičné
  • Oxid dusný N2O – rajský plyn
    Bezbarvý, nasládlé chuti
    Směs s vodíkem při styku s plamenem vybuchuje
    Používal se k narkózám (v menších dávkách nastává stav veselosti, opojení)
  • Oxid dusnatý NO
    bezbarvý plyn
  • Oxid dusitý N2O3
    s vodou tvoří HNO3
  • Oxid dusičitý NO2
    červenohnědý jedovatý plyn
    silné oxidační činidlo ® používán jako okysličovadlo v raketové technice.

 

Kyselina dusitá HNO2

 

  • Středně silná kyselina
  • Nestálá
  • Používá se při výrobě barviv (diazotace)
  • Její soli jsou dusitany

 

Dusitany

 

  • Dobře rozpustné ve vodě
  • NaNO2 – dusitan sodný
    Přidává se do masných výrobků:
    1. ničí bakterie produkující jed botulotoxin
    2. udržuje červené zbarvení masa
    3. Při uzení zde ale vznikají karcinogenní nitrosaminy

Kyselina dusičná HNO3

 

  • Silná jednosytná kyselina (koncentrovaná 68%)
  • Na světle se rozkládá ® uchovává se v tmavých lahvích
    HNO3   ®  NO2  +  H2O  +  O2   (NO2 způsobuje žluté zabarvení kyseliny)
  • Oxidační činidlo
  • Při většině reakcí přechází na plynné oxidy NO2 a NO
  • Směs HNO3 a HCl v poměru 1:3 se nazývá lučavka královská
  • Bílkoviny jejím působením žloutnou – xantoproteinová reakce
  • Průmyslově se vyrábí nepřímou katalytickou oxidací amoniaku:
    1. oxidace amoniaku: 4NH3 + 5O2 ® 4NO + 6H2O
    2. oxidace oxidu dusnatého: 2 NO + O2 ® 2 NO2
    3. reakce oxidu dusičitého s vodou: 3 NO2 + H2O ® 3 HNO3 + NO
  • Výroba organických barviv, léčiv.
  • Výroba dusičnanů ® hnojiva
  • Výbušniny

 

Dusičnany

 

  • Soli kyseliny dusičné
  • Rozpustné ve vodě
  • Průmyslová hnojiva
  • Většina vyrobené HNO3 se používá k výrobě NH4NO3
    NH3   +  HNO3   ®  NH4NO3
    Používá se jako minerální hnojivo
    Při zahřátí nebo otřesu může dojít k explozi:
    2 NH4NO3  ®  4 NO2  +  2H2O  +  O2   ® uvolnění velkého objemu plynů
  • NaNO3 – chilský ledek
    KNO3 – draselný ledek (složka střelného prachu spolu s uhlíkem a sírou)
    Používají se jako průmyslová hnojiva

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fosfor

 

Postavení prvku v PSP

 

  • Fosfor je prvek 3. periody p3 skupiny
  • Elektronová konfigurace: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 ® 5 valenčních elektronů
  • Stabilita:
    1, jako P4 molekula (spojeny jednoduchou vazbou)
    2, Poskytnutím až 5 elektronů ® kationt
    3, Přijmutím tří elektronů ® aniont  např. fosfidy (ATP)
  • Nejběžnější oxidační čísla: -III, 0, III, V

 

Charakteristika

 

  • Pevná látka
  • Řadíme mezi polokovy (má některé vlastnosti kovů)
  • V přírodě se nachází pouze ve formě svých sloučenin

 

Vlastnosti

 

  • Vyskytuje se v několika modifikacích:1, Bílý fosfor P4 – voskově měkký, lehce se krájí
    prudce jedovatý
    na vzduchu samozápalný (uchovává se pod vodou)
    velmi reaktivní

2, červený fosfor – méně reaktivní než bílý
nejedovatý, ve vodě nerozpustný
složka na škrtátku zápalek
3, černý fosfor – krystalická látka s kovovým leskem
nejstabilnější, nejméně reaktivní
vede el. proud

Výroba

 

  • Bílý fosfor se vyrábí z apatitu redukci koksem za přítomnosti SiO2
  • Červený fosfor se vyrábí přeměnou bílého fosforu za nepřístupu vzduchu (350°C)

 

Význam

 

  • Biogenní prvek 1. řádu
  • Nachází se v kostech, zubech, bílkovinách, nukleových kyselinách
  • V ATP a koenzymech NAD a NADP

 

Použití

 

  • Výroba kyseliny fosforečné
  • Červený fosfor: výroba zápalek, pyrotechnika
  • Bílý fosfor: jedovatý ® k hubení hlodavců, náplň zápalných bomb

 

 

Sloučeniny

 

Fosfan PH3

 

  • Obdoba amoniaku
  • Bezbarvý, prudce jedovatý plyn
  • Vdechnutí způsobuje edémy plic
  • Nepříjemný česnekový zápach
  • Má redukční vlastnosti

 

Chlorid fosforitý PCl3

 

  • Výchozí látka pro syntézu mnoha organických sloučenin

 

Oxid fosforitý P4O6

 

  • Bílá, jedovatá, vosku podobná látka

 

Oxid fosforečný

 

  • Bílá, sněhu podobná sloučenina
  • Dehydratační schopnosti ® používá se k vysoušení látek
  • Po osvětlení zeleně světélkuje.

 

Kyselina trihydrogenfosforečná H3PO4

 

  • Trojsytná, středně silná kyselina
  • Stálá, nemá oxidační vlastnosti
  • Krystalická, čirá látka
  • 2 druhy: a) technická
    b) pro potravinářské účely
  • Liší se způsobem přípravy – potravinářská je čistá
  • Použití: přísada do roztoku peroxidu vodíku (zpomaluje jeho rozklad)
    průmyslová hnojiva (NH4)2HPO4
    léčiva, prací prostředky (změkčovadla vody)
  • Přidává se do coca-coly, kde udržuje kyselost (je levnější než citrónová)
  • Prášek do pečiva

 

Soli kyseliny fosforečné

 

  • dihydrogenfosforečnany, hydrogenfosforečnany, fosforečnany
  • rozpustné ve vodě
  • superfosfát Ca(H2PO4)2 – průmyslové hnojivo

 

 

 

 

 

 

 

Úkol 1:

a, Pojmenujte sloučeniny

AlPO4                               fosforečnan hlinitý
AlP                                   fosfid hlinitý
Li3N                                  nitrid litný
[Cr(H2O)(NH3)5](NO2)3  dusitan aquapentaamin-chromitý
H4P2O7                             kyselina tetrahydrogenfosforečná
K4[Fe(CN)6]                     hexakyano-železnatan draselný
(NH4)2[PtCl6]                   hexachloro-platičitan amonný
Mg(NO3)OH                    dusičnan-hydroxid hořečnatý

 

b, Napište vzorce sloučenin

síran amonný                            (NH4)2SO4
arseničnan amonnohořečnatý   (NH4)MgAsO4

chlorid triamin-kobaltitý           [Co(NH3)3]Cl3
dusičnan hexaaqua-chromitý    [Cr(H2O)6](NO3)3
hexakyano-železitan draselný   K3[Fe(CN)6]

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *