ЦАРИЦА КИСЛОТ

Наука » Химия

Глядя на литровые банки с бесцвет­ной, ничем не примечательной жид­костью, трудно представить, какая разрушительная сила таится за стек­лянными стенками. Азотная кисло­та — настолько сильный окислитель, что некоторые органические вещест­ва (в частности, скипидар) при сопри­косновении с ней воспламеняются.

Безводная азотная кислота HNO3 — бесцветная летучая жидкость (tкип=83 °С; из-за летучести безводную кислоту называют «дымящей») с рез­ким запахом. В лаборатории её полу­чают по методу Глаубера — действи­ем на селитру концентрированной серной кислоты. При нагревании азотная кислота переходит в пар, ко­торый конденсируется в приёмнике, охлаждаемом льдом.

СОЛЬ НЕСУЩЕСТВУЮЩЕЙ КИСЛОТЫ

Наука » Химия

В 30-х гг. XX в. химиками были получены ортонитраты — соли неизвест­ной в свободном виде ортоазотной кислоты H3NO4 (аналога ортофосфорной кислоты Н3РО4). Ортонитрат натрия образуется при сплавлении в те­чение нескольких дней нитрата и оксида натрия:

NaNO3+Na2O ®300°C Na3NO4.

Вещество представляет собой бесцветные кристаллы, но, в отличие от ус­тойчивых ортофосфатов, легко разлагается на нитрат и гидроксид натрия в присутствии влаги воздуха.

А БЫЛ ЛИ ГИДРОКСИД?

Наука » Химия

Водный раствор аммиака считается слабым основанием, поскольку в нём гидроксид-ионы содержатся в небольшом количестве (по сравнению с вод­ными растворами сильных оснований — гидроксида натрия или гидрокси­да калия, которые полностью распадаются на ионы). Раньше низкую кон­центрацию гидроксид-ионов в водных растворах аммиака объясняли тем, что при взаимодействии аммиака с водой образуется гидроксид аммония NH4OH, который и проявляет основные свойства:

NH3•Н2О=[NH4OH]« NH4++ОН-.

Но, как показали исследования, такого соединения не существует ни в водных растворах, ни в твёрдом виде. В водном растворе аммиак при­сутствует в основном в виде гидрата NH3nН2О, в незначительной сте­пени распавшегося на ионы. Однако при низких температурах аммиак об­разует твёрдый гидрат NH3•Н2О с tпл=-79 °С (такого же состава, что и гипотетическое основание NH4OH), в структуре которого, безусловно, не содержится никаких ионов.

ЧЕМ ЗАПРАВЛЯЮТ РАКЕТЫ

Наука » Химия

Кроме аммиака известно ещё несколько соединений азота с водородом. Одно из них — гидразин N2H4 — представляет собой бесцветную жидкость с запахом аммиака (tпл=2 °С, tкип=114 °С). Молекула гидразина напоми­нает молекулу пероксида водорода, так как состоит из двух одинаковых фрагментов, соединённых одинарной связью элемент — элемент (в дан­ном случае N—N). Как и аммиак, гидразин является сильным восстанови­телем, а также проявляет свойства основания: известны соли гидразония, например [N2H5]+Cl-. В отличие от аммиака, гидразин легко сгорает на воз­духе с выделением большого количества тепла. На этом основано исполь­зование гидразина (а также его органических производных, в частности 1,1 -диметилгидразина — гептила (CH3)2N—NH2) в качестве ракетного топ­лива. Так, топливом для лунного модуля «Аполлон-11» служила смесь рав­ных масс N2O4 (окислитель) и 1,1-диметилгидразина (восстановитель).

МОЛЕКУЛА-ДОНОР

Наука » Химия

Особые химические свойства аммиа­ка — донорные свойства — обусловле­ны наличием неподелённой электрон­ной пары. Эту пару частица-донор использует при образовании ковалентной связи с частицей, имеющей вакант­ную орбиталь (акцептором). Так, NH3 легко вступает в реакцию с кислотами. Летучие кислоты (например, соляная или азотная), контактируя с аммиаком, дают густой белый дым, который состо­ит из мельчайших кристаллов аммоний­ной соли. Катион аммония NH4+ обра­зуется  по донорно-акиепторному механизму при взаимодействии сво­бодной электронной пары молекулы аммиака с вакантной s-орбиталыо иона водорода.

АЗОТ

Наука » Химия

Селитра — природные нитраты на­трия и калия — была известна в Китае в первые века новой эры; её исполь­зовали для приготовления пороха и проведения фейерверков. Позже она упоминается в трудах европейских ал­химиков (латинские названия — nitro или sal nitri). Нагревая селитру с же­лезным купоросом — гептагидратом сульфата железа(П), — алхимики по­лучали азотную кислоту, которая дли­тельное время называлась по-латыни aqua fortis («крепкая вода»; в русских текстах обычно встречается термин «крепкая водка»):

4KNO3+2(FeSO4•7Н2О) ®t°Fe2O3+2K2SO4+2HNO3­+2NO2­+13H2O.

Чистую азотную кислоту впервые получил немецкий химик Иоганн Ру­дольф Глаубер действуя на селитру купоросным маслом (концентриро­ванной серной кислотой):

KNO3+H2SO4 (конц)®t° KHSO4+HNO3­.