Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Уравнения реакций в молекулярной и ионной форме, результаты проведения реакций, ответы на вопросы.

Лабораторная работа № 5. Свойства элементов V а группы

Цель работы: изучение химических свойств элементовVА .группы.

Азот Общие сведения

К главной подгруппе VА группы периодической системы принадлежат азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. ЭлементыVА группы имеют пять электронов на внешнем уровне, что предполагает способность к присоединению электронов. Соответственно степень окисления может изменяться от −3 (кроме висмута) до +5. Электроотрицательность элементовVА группы сравнительно невелика. Поэтому бинарные соединения с водородом не обладают достаточной ионностью связи и не обладают кислотными свойствами.

При переходе от азота к висмуту наблюдается изменение свойств от неметалла (азот, фосфор) к металлу (висмут). Мышьяк и сурьма в равной степени обладают как свойствами металла, так и свойствами неметалла.

Молекулярный азот – химически малоактивное вещество. При обычных условиях взаимодействует только с литием. Малая активность азота объясняется большой прочностью тройной связи атомов в молекуле. При высоких температурах вступает во взаимодействие с активными металлами и некоторыми неметаллами.

Среди соединений азота с водородом наибольшую известность имеет аммиак. За счет того, что в молекуле аммиака азот имеет степень окисления −3, он обладает восстановительными свойствами. В атмосфере кислорода аммиак горит, при этом образуется вода и свободный азот. За счет неподеленной электронной пары азота аммиак способен образовывать химические связи по донорно-акцепторному механизму, следовательно, для аммиака характерны реакции присоединения и комплексообразования. Большинство солей аммония растворимо. Т.к. гидроксид аммония – раствор аммиака в воде – имеет свойства слабого основания, то соли аммония в растворах гидролизуются. Все соли аммония термически неустойчивы.

С кислородом азот образует пять оксидов, из которых формальными ангидридами кислот являются N₂O₃иN₂O₅. Оксиды азота имеют кислотный (N₂O₃,N₂O₅,NO₂) или безразличный (N₂O,NO) характер. Наиболее устойчивым является оксид азота (IV).

Азотистая кислота HNO₃принадлежит к числу слабых кислотpK= 4 и известна только в сильно разбавленных водных растворах. При концентрировании раствора или просто при его нагревании азотистая кислота распадается: 2HNO₂=NO+NO₂+H₂O. Соли азотистой кислоты – нитриты – в водных растворах подвержены гидролизу. Степень окисления азота в азотистой кислоте равна +3, поэтомуHNO₂и нитриты проявляют окислительно-восстановительную двойственность. Под действием окислителей окисление обычно идет до азота, в реакциях с восстановителямиN⁺³обычно восстанавливается доNO.

Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот. Характерным свойством азотной кислоты является ее ярко выраженная окислительная способность и отсутствие образования водорода. Для концентрированной азотной кислоты характерно явление пассивации металлов (железо, хром, алюминий). Продуктами восстановления азота в азотной кислоты в зависимости от концентрации кислоты и активности восстановителя являются: NO₂,N₂O₃,NO,N₂O,N₂,NH₄NO₃. В направлении отNO₂кNH₄NO₃увеличивается активность восстановителя, уменьшается концентрация кислоты.

Соли азотной кислоты называют нитратами. Все нитраты хорошо растворяются в воде, а при нагревании разлагаются с выделением кислорода. Другие продукты разложения зависят от положения металла в ряду напряжений: нитраты активных металлов (до Mg) разлагаются на нитрит и кислород; нитраты благородных металлов разлагаются на металл, оксид азота (IV) и кислород; нитраты остальных металлов разлагаются на оксид металла, оксид азота (IV) и кислород. В кристаллическом состоянии нитраты при высокой температуре являются сильными окислителями, однако это свойство теряется для растворов солей азотной кислоты.