Воздух, которым ты дышишь, на 78% состоит из азота — и при этом N₂ одно из самых инертных простых веществ. Азот — элемент VA-группы: на внешнем уровне у атома 5 электронов, до завершения не хватает трёх. Поэтому в молекуле N₂ атомы связаны тройной связью N≡N — одной из самых прочных в химии.
Отсюда главное свойство: при обычных условиях азот инертен и просто «проходит мимо», ни с чем не реагируя. Чтобы разорвать тройную связь, нужны жёсткие условия — высокая температура, давление, катализатор или электрический разряд.
С чем азот всё-таки реагирует:
В соединениях азот проявляет степени окисления от −3 (аммиак, нитриды) до +5 (азотная кислота, нитраты). Эта «лестница» ещё пригодится, когда дойдём до азотной кислоты.
Аммиак — бесцветный газ с резким узнаваемым запахом: так пахнет нашатырный спирт из аптечки (это 10%-й водный раствор аммиака). Он почти вдвое легче воздуха и отлично растворяется в воде: один объём воды при комнатной температуре поглощает около 700 объёмов газа.
При растворении аммиак частично соединяется с водой: NH₃ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O. Гидрат аммиака — слабое основание: лакмус в его растворе синеет, фенолфталеин становится малиновым. Запомни этот особый случай: основание есть, а металла в нём нет.
Главные реакции аммиака:
В лаборатории аммиак получают нагреванием смеси соли аммония со щёлочью: 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O. Собирают его в пробирку, перевёрнутую вверх дном, — аммиак легче воздуха. Вытеснением воды собирать нельзя: он растворяется в ней почти мгновенно. Классический вопрос практической части ОГЭ.
Соли аммония — соли, где место металла занимает ион аммония NH₄⁺: хлорид аммония NH₄Cl, нитрат аммония NH₄NO₃, сульфат аммония (NH₄)₂SO₄. Все они растворимы в воде. Нитрат и сульфат аммония — главные азотные удобрения: N₂ из воздуха растения усваивать не умеют, им нужен связанный азот из солей.
Качественная реакция на ион аммония — нагревание со щёлочью. Выделяется аммиак, его узнают по резкому запаху и посинению влажной лакмусовой бумажки. Второе свойство солей аммония — разложение при нагревании: NH₄Cl → NH₃↑ + HCl↑, а на холодных стенках пробирки пары снова соединяются в белый налёт.
Дано: 5,35 г хлорида аммония нагрели с избытком раствора гидроксида натрия. Найти объём выделившегося аммиака (н. у.).