Хімічний гурток на тему "Цікавий Нітроген та його сполуки"

Семінар на тему: «Магічні властивості сполук Нітрогену»

Сьогодні ми поговоримо про солуки такого хімічного елемента як Нітроген. Подивіться на періодичну таблицю і опишіть місце знаходження в ній цього хімічного елемента. Нітроген (лат. Nitrogenium, N) — хімічний елемент V групи періодичної системи з атомним порядковим номером 7 та атомною масою 14,008. Два атоми нітрогену, об'єднюючись складають молекулу хімічної речовини азоту.

Що ви знаєте про азот? Азот — газ без кольору, запаху, смаку; складається з двоатомних молекул N2. За нормальних умов 1 л азоту важить 1,25046 г, критична t° дорівнює —147,16 °С, малорозчинний у воді. При звичайних умовах азот хімічно малоактивний; при високих температурах і тиску, при наявності каталізаторів азот утворює сполуки з воднем, металами, киснем та ін. У природі азот існує як головна складова частина повітря (75,5 % за вагою), у формі нітратів і солей амонію; входить до складу вугілля, нафти, алкалоїдів, білкових речовин. Азот повітря використовують у виробництві аміаку, азотної кислоти, добрив, а також як інертний газ.

У праці «Хімічний трактат про повітря і вогонь» шведський хімік К. Шеєле описав отримання та властивості «вогняного повітря» і зазначив, що атмосферне повітря складається з двох «видів повітря»: «вогняного» — кисню і «флогістованого» — азоту. Проте пріоритет відкриття кисню належить Джозефу Прістлі, тому що праця Шеєле була опублікована тільки у 1777 році.

 У 1772 році азот (під назвою «зіпсованого повітря») як просту речовину описав Даніель Резерфорд, він опублікував магістерську дисертацію, де вказав основні властивості азоту (не реагує з лугами, не підтримує горіння, непридатний для дихання). Саме Даніель Резерфорд і вважається першовідкривачем азоту.

Нітроген — один із основних хімічних елементів живої природи. Він входить до складу амінокислот — хімічних блоків, з яких формуються білки, та нуклеїнових кислот. Незважаючи на важливіть нітрогену для живих організмів, ні рослини, ні тварини не можуть засвоювати атмосферний азот. Деякі бактерії, проте, мають фермент нітрогеназу, за допомогою якого азот фіксується.

Нітроген входить до широкого класу вибухових речовин. Як ви думаєте, чому сполуки нітрогену вибухонебезпечні? Вибуховість сполук нітрогену ґрунтується на тому, що утворення молекули азоту призводить до встановлення дуже міцноого потрійного зв'язку, а при цьому вивільняється велика кількість енергії.

А тепер перейдемо до практичної частини. Сьогодні проведемо два досліди, участь в яких беруть сполуки Нітрогену.

Дослід 1. “Дим без вогню”

На Менделєєвських "середах” часто велись суперечки про науку, мистецтво, літературу. Іноді для розрядки напруженої ситуації Д. І. Менделєєв показував цікаві досліди. Одного разу він оголосив, що збере у скляну банку цигарковий дим. Коли Ілля Рєпін закурив цигарку і випустив клубок диму, Менделєєв накрив скляною покришкою банку, що стояла на столі. Яким же було здивування присутніх, коли банка справді наповнилась димом! Менделєєв запропонував Рєпіну понюхати зібраний "цигарковий” дим. Той одразу ж закашлявся і схопив носову хустинку, бо вдихнув суміш аміаку, хлороводню і хлориду амонію.

Сьогодні ми cпробуємо повторити цей дослід. Беремо одну скляну паличку і вмочуємо її у одну речовину (нашатирний спирт), а іншу – в другу речовину (в концентровану соляну кислоту). Наближаємо ці паличку – добуваємо дим.

Як ви вважаєте, чому ми бачимо такий ефект реакції? Спробуємо відтворити рівняння реакції досліду.

NH4OH + HCl = NH4Cl + H2O

Дослід 2. “Чарівний вулкан”

У фарфоровій ступці ретельно розтираємо 50 г кристалів біхромату амонію. Висипаєм порошок на кахельну пластинку у формі гірки (вулкану). На вершині гірки робимо лунку і вливають туди трішки етанолу, підпалюємо. Спостерігаємо явище, схоже на виверження вулкана.

Термічний розклад біхромату амонію протікає за реакцією:

(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O.

Дана реакція, в якій N-іони відіграють роль відновника, а  Cr-іони – роль окисника, належить до внутрішньомолекулярних ОВР.

Згадаємо, що ж таке реакції ОВР?