Dusík

Dusík – pracovní list

Které prvky patří do skupiny dusíku (V. A skupina)? dusík, fosfor, arsen, antimon, bismut, moscovium

Kolik mají valenčních elektronů? Kolik z nich je nepárových (v základním stavu)? 5 valenčních elektronů z toho 3 jsou nepárové

Doplňte základní informace o dusíku:

skupenství plynné barva bezbarvý zápach bez zápachu reaktivita (hodně/málo reaktivní) málo reaktivní výskyt na Zemi (kde přesně) v atmosféře hořlavý/podporuje hoření/nepodporuje hoření nepodporuje hoření

Jak přišel dusík ke svému jménu? Název dusík je odvozen od jeho vlastnosti, že je nedýchatelný (dusí)

Zapište chemickou rovnicí, jak se dusík připravuje v laboratoři:

NH4NO2 → N2+2 H2O

Jak se nazývá proces, kterým se dusík získává v průmyslu? Frakční destilace kapalného vzduchu

Vysvětlete, jak souvisí dusík s následujícími výrobky či postupy:

• Žárovky-baňky žárovek jsou plněné směsí dusíku s argonem

• sáčky s bramborovými chipsy-sáčky jsou plněny dusíkem, aby chipsy nepřišly do kontaktu se vzduchem (zabraňuje se tím žluknutí tuku)

• svařování kovů elektrickým obloukem-dusík se používá jako inertní plyn (chrání svarovou lázeň a elektrody)

• kožní lékařství-kapalný dusík se používá k odstranění znamének a bradavic

Nejjednodušší sloučenina dusíku s vodíkem NH3 se systematicky nazývá azan, tento název se pro něj ovšem téměř nepoužívá, mnohem častěji se nazývá amoniak. Jeho starší triviální název zní čpavek a vychází z jeho typické vlastnosti (zápach). Oxidační číslo dusíku v této sloučenině je -3. Je to plyn, dobře se rozpouští ve vodě (běžně se prodává její roztok o koncentraci 25 %). Z acidobazického hlediska jde o bázi.

Tato sloučenina se průmyslově vyrábí postupem zvaným Haber–Boschova syntéza1. Zapište tento děj vyčíslenou chemickou rovnicí: N2 + 3 H2 → 2 NH3 (obrovský objev, hlavně z hlediska hnojiv)

Dříve se při této syntéze jako katalyzátor využívalo osmium, pro jeho vysokou cenu se však dnes téměř výhradně používá jiný kovový prvek, a to železo.

Tato sloučenina ochotně reaguje s kyselinami za vzniku NH4+ kationtu. Zapište chemickou rovnicí reakci azanu s kyselinou chlorovodíkovou: NH3 + HCl → NH4Cl

Sůl, která při této reakci vznikla, se systematicky nazývá chlorid amonný, triviálně salmiak. Ten již znáte ze zinkouhlíkových (Leclancheových) článků, kde se používá jako elektrolyt.

Podobná sloučenina, která má stejný kation a dusičnanový anion, se systematicky nazývá dusičnan amonný. Používá se jako hnojivo, a také jako průmyslová trhavina. Trhavinou na bázi této sloučeniny byl např. odpálen most u Remagenu (za 2. světové války). K explozi této sloučeniny rovněž došlo na začátku letošního srpna v Bejrútu. Zapište rovnici tepelného rozkladu této látky:

NH4NO3 → N2O + 2 H2O

Oxidů dusíku existuje hned několik, s různými oxidačními čísly. Doplňte do následující tabulky jejich názvy nebo vzorce: