9. Dusík a fosfor

9.Dusík a fosfor

• charakteristika prvků 15. skupiny

• vlastnosti a výskyt prvků

• bezkyslíkaté a kyslíkaté sloučeniny dusíku

• výroba kyseliny dusičné

• fosfor a jeho významné sloučeniny

Pentely/Pniktogeny

• 15. skupina, V.A

• N, P, As, Sb, Bi

• obecná elektronová konfigurace: ns2 np3 (5 valenčních elektronů)

• dusík je plynný, ostatní jsou pevné látky

• nekovy (N, P), polokovy (As, Sb), kov (Bi)

DUSÍK

Vlastnosti

• značka: N

• bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu (za standardních podmínek)

• nekov, biogenní prvek

• dokáže vytvářet vodíkové můstky díky vysoké elektronegativitě (NH3)

• nízká reaktivita (N2 – silná trojná vazba)

  • trojvazný

  • za běžných podmínek se neslučuje ani s velmi reaktivními prvky

  • atomární dusík je velice reaktivní

• použití:

  • výroba sloučenin (amoniaku, dusičnanů, HNO3)

  • v atmosféře (inertní plyn, ředí kyslík – kdyby bylo větší zastoupení kyslíku – častější požáry)

  • lékařství (vypalování bradavic, kapalný/tekutý dusík – 200 °C)

Výskyt

• Elementární dusík

  • ve formě dvouatomových molekul N2 (78% složka atmosféry)

  • trojná vazba mezi N je velmi silná (6krát více než jednoduchá)

• Vázaný dusík

  • anorganické sloučeniny:

    • chilský ledek (NaNO3)

    • draselný ledek (KNO3)

    • vápenatý ledek (Ca(NO3)2) – ledky se využívají jako hnojiva

    • amonné soli a dusitany

  • organické sloučeniny: bílkoviny (aminokyseliny)

Bezkyslíkaté a kyslíkaté sloučeniny

Bezkyslíkaté sloučeniny

Amoniak NH3

• čpavek, azan

• bezbarvý toxický plyn

• druhá nejvíce vyráběná chemická látka (po H2SO4)

• tvoří vodíkové můstky – vyšší teplota tání a varu

• jedná se o Lewisovu zásadu (díky volnému elektronovému páru je schopna přijmout vodíkový kation H+ = proton)

• použití: hnojivo ve formě soli/roztoku, prekurzor výroby kyseliny dusičné, lékařství

• výroba: Haber-Boschův proces

  • přímá syntéza dusíku a vodíku N2 + 3H2 2NH3

  • 20 MPa + 450 °C + katalyzátor Fe

• jeden z nejvýznamnějších chemických vynálezů vůbec

  • pokud se půda neustále využívá – vyčerpá se jí dusík

  • nedostatek dusíku -> žloutnutí listů – to vede k usychání a odumírání rostliny

  • využívalo se guáno (ptačí trus) – ale bylo ho nedostatek

  • hrozilo, že bude nedostatek potravy

  • právě proto byl tento vynález tak revoluční

    Amonné soli

• soli obsahující amoniový kation NH4+

  • rozpustné ve vodě

  • vznikají reakcí amoniaku s kyselinami

    Chlorid amonný (salmiak) NH4Cl

  • pájení kovů, protijed vůči amfetaminu

    Dusičnan amonný NH4NO3

  • hnojivo, složka výbušnin

  • vyrábí se syntézou amoniaku a kyseliny dusičné

    Kyslíkaté sloučeniny

    Oxid dusný N2O

• rajský plyn

• patří mezi skleníkové plyny

• při kontaktu s plamenem vybuchuje

• využití: dříve hojně využívané anestetikum – dnes pouze při porodu nebo stomatologii

  Kyselina dusitá HNO2

• nestálá kyselina – její soli stálejší

• rozkládá se na oxid dusnatý a vodu

• využití: výroba barev

  Kyselina dusičná HNO3