Азот в химических реакциях может проявлять как окислительные так и восстановительные свойства, примером реакции где азот проявляет восстановительные свойства:
NO + O2 = NO2
Пример где азот проявляет окислительные свойства:
N2 + 6Li = 2Li3N
Свойства окисления и восстановления азота применяют в производстве веществ в состав которого входит азот.
Почему азот окислитель восстановитель
При общей характеристике элементов пятой группы, главным образом азота и фосфора, внимание обращается на окислительные и восстановительные свойства атомов этих элементов.
Как окислители атомы азота и фосфора принимают по три электрона, а как восстановители — отдают по пять электронов.
Из важных в промышленном отношении где азот окислитель восстановитель заслуживает внимание получение азотной кислоты окислением аммиака.
А именно: фаза окисления аммиака кислородом воздуха; если раньше в VIII классе при изучении этой реакции учащиеся старались выучить «наизусть» коэффициенты в ней, то теперь при подсчёте приёма и отдачи электронов такая потребность отпадает:
То, что нами написано, при направляющих вопросах преподавателя учащиеся могут легко понять.
Уравнивая прием и отдачу электронов, они легко находят основные коэффициенты и в окончательном виде пишут равенство:
Центральным местом при изучении окислительно-восстановительных реакций в средней школе являются реакции между металлами и азотной кислотой.
Учащиеся должны ясно осознать, что азотная кислота в этих реакциях расходуется, с одной стороны, на окисление металла и при этом ее ион азота восстанавливается.
А с другой стороны, — на образование соли, и валентность азота в ней в этом случае не изменяется.
Поэтому вследствие двойной функции азотной кислоты и писать ее в уравнении, особенно на первых порах, следует два раза.
Даётся, например, задание написать уравнение реакции между разбавленной азотной кислотой и медью.
Окислительно восстановительные реакции
1-й шаг.
Пишется:
2-й шаг.
По продуктам реакции видно, что азотная кислота играет двойную роль, поэтому и в уравнении реакции она пишется два раза и уравнивается приём и отдача электронов между атомами меди и азотной кислотой, идущей на их окисление:
3-й шаг.
При перенесении коэффициентов в правую часть равенства необходимо держаться направления больших стрелок:
HNО3 + 3Cu + 2HNО3 → 3Cu(NО3)3+2NO+H2О.
4-й шаг.
Обращается внимание на количество необходимых кислотных остатков азотной кислоты на три молекулы нитрата меди и найденное число 6 ставится коэффициентом перед азотной кислотой в левой части равенства:
6HNО3+3Cu+2HNО3 → 3Cu(NО3)2+2NO + H2О.
5-й шаг.
Далее подчитывается количество ионов водорода в левой части равенства, идущих на образование воды, и в окончательном виде пишется равенство:
6HNО3 + 3Cu + 2HNO3 = 3Cu(NО3)2 + 2NO + 4Н2О
Аналогичным путём пишутся уравнения реакций с концентрированной азотной кислотой, продуктом восстановления которой чаще является двуокись азота.
Круговорот азота в природе денитрификация
Отмечается, что эти процессы, ведущие к образованию селитры, являются полезными процессами с точки зрения интересов сельского хозяйства.
Но в почве происходит и обратный процесс — денитрификация, — в результате которого азот селитры восстанавливается до газообразного азота, уходящего в воздух.
Рис. Схема круговорота азота в природе
Процесс денитрификации является вредным процессом с точки зрения интересов сельского хозяйства, недостаток воздуха в почве благоприятствует этому процессу, отсюда вытекает необходимость рыхления почвы, её аэрация.
Фосфор как окислитель и восстановитель
При повторении темы «Фосфор» следует обратить внимание на довольно сложную реакцию — получение фосфора в свободном виде.
Указываются исходные продукты этой реакции и условие её протекания:
Ca3(PО4)2 + SiO2 + C Нагревание
Реакция получения фосфора
Уравнение реакции целесообразно писать по фазам с выяснением роли участвующих в ней веществ:
1. Кремневый ангидрид, как мало летучее соединение, вытесняет более летучее соединение — фосфорный ангидрид:
Ca3(PО4)2 + 3SiО2 =3CaSiО3+P2О5.
2. Восстановление углем фосфора из фосфорного ангидрида:
Р2О5 + 5С → 2Р + 5СО.
Исключая промежуточные продукты — окись кальция и фосфорный ангидрид, пишем уравнение реакции в суммарном виде:
Ca3(PО4)2+3SiО2+5C = 2Р + 3CaSiО3 + 5СО.
Свойства фосфора
При повторении химических свойств фосфора отмечается лёгкая окисляемость белого фосфора. Следует продемонстрировать опыты: самовоспламенение бумаги, смоченной раствором белого фосфора в сероуглероде.
Самовоспламенение свечей, распушённые иглой или булавкой фитили которых смочены тем же раствором. В связи с этими опытами следует сделать замечание, что так раньше в церкви получали «чудесные» огни.
Далее отмечается лёгкая воспламеняемость водородистых соединений фосфора, которые в природе образуются при гниении трупов.
Например на кладбищах, отмечаются суеверия, связанные с «чудесными» огнями на кладбищах и т. п.
Статья на тему Азот окислитель восстановитель