Dušik je u prirodi u elementarnom stanju prisutan kao sastavni dio zraka, φ = 78,09 %.
Pozorno proučite model molekule dušika i zaključite o građi i označivanju ove elementarne tvari.
Svojstva dušika
- tv= –195,8°C; tt= –210°C
- plin je bez boje, mirisa i okusa
- ne gori i ne podržava gorenje
- slabo je reaktivan zbog jake trostruke kovalentne veze između atoma dušika u molekuli
- slabo je topljiv u vodi zato se pri proizvodnji hvata pod vodom.
Otkrio ga je D. Rutherford, 1772. g.
Dušik je osnovni biogeni element, gradi proteine, nukleinske kiseline i druge organske spojeve.
O svojstvima i uporabi dušika pogledajte u videozapisu Dušik.
Dušik
Dobivanje dušika
1. Laboratorijsko dobivanje: reakcijom natrijeva nitrita i amonijeva klorida.
[latex]NaNO_2(aq)+NH_4Cl(aq)\longrightarrow N_2(g)+NaCl(aq)+2H_2O(l)[/latex]
2. Industrijsko dobivanje: frakcijskom destilacijom tekućeg zraka.
Amonijak, [latex]NH_3[/latex]
Amonijak je bezbojan plin, lakši od zraka, oštrog mirisa i izuzetno dobre topljivosti u vodi zbog polarnosti molekula amonijaka i molekula vode. Vodena otopina amonijaka je slaba lužina.
Pozorno proučite model molekule amonijaka i zaključite o građi i označivanju ove elementarne tvari.
Dobivanje amonijaka
Industrijsko dobivanje: Haber-Boschovim postupkom sintezom iz elementa.Pri nižoj temperaturi i višem tlaku pomak ravnoteže je prema produktu.
[latex]N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons2NH_3(g)\enspace \enspace \enspace \Delta_rH\degree=–92,4[/latex] kJ/mol
Laboratorijsko dobivanje: zagrijavanjem smjese amonijeva klorida i kalcijeva oksida.
[latex]2NH_4Cl(s)+CaO(s)\longrightarrow2NH_3(g)+CaCl_2(s)+H_2O(l)[/latex]
Amonijak neutralizacijom s kiselinama daje odgovarajuće soli.
[latex]NH_3(g)+HCl(g)\longrightarrow NH_4Cl(s)[/latex]
[latex]NH_3(g)+HNO_3(aq)\longrightarrow NH_4NO_3(aq)[/latex]
[latex]2NH_3(aq)+H_2SO_4(aq)\longrightarrow(NH_4)_2SO_4(aq)[/latex]
Vodene otopine amonijevih soli nastalih u reakciji s jakim kiselinama su kisele zbog hidrolize amonijevih iona.
[latex]NH^+_4(aq)+H_2O(l)\longrightarrow NH_3(aq)+H_3O^+(aq)[/latex]
Dušična kiselina, [latex]HNO_3[/latex]
Dušična kiselina, HNO3, jaka je monoprotonska kiselina i jako oksidacijsko sredstvo. Čista dušična kiselina (w = 100 %) bezbojna je hlapljiva tekućina neugodnoga mirisa. Soli dušične kiseline su nitrati.
[latex]HNO_3\left(l\right)+H_2O\left(l\right)\longrightarrow H_3O^+\left(aq\right)+NO_3^–\left(aq\right)[/latex]
Dobivanje dušične kiseline
Dušična kiselina dobiva se iz amonijaka Ostwaldovim procesom:
[latex]4NH_3(g)+5O_2(g)\longrightarrow4NO(g)+6H_2O(g)[/latex]
bezbojan plin
[latex]2NO(g)+O_2(g)\longrightarrow2NO_2(g)[/latex]
crvenosmeđi plin
[latex]3NO_2(g)+H_2O(l)\longrightarrow2HNO_3(aq)+NO(g)[/latex]