Umumiy va noorganik kimyo

Azotning olinishi. Texnikada azot suyuq havoni fraktsiyalab haydab olinadi. Bunda birinchi navbatda ko’proq uchuvchan moddalar azot va inert gazlar ajraladi (haydaladi). Inert gazlar–azotni kimyo va boshqa ishlab chiqarish sohalarida inert muhit hosil qilish uchun ishlatiladigan hollarda halaqit bermaydi. Azot tarkibidagi qo’shimcha (bir necha foizgacha kislorod bo’ladi) lardan uni qizdirilgan metallik mis ustidan o’tkazib tozalanadi. Bunda hamma kislorod oksidga bog’lanadi:

Laboratoriyada azot ammoniy xlorid va natriy nitritlarning kuchli eritmalari aralashmasini qizdirib olinadi. Dastlab almashinish reaksiyasi bo’yicha termik beqaror ammoniy nitrit hosil bo’ladi: NH₄Cl + NaNO₂ = NaCl + NH₄NO₂ keyin u parchalanadi:

NH₄Cl + NaNO₂= N₂ + 2H₂O + NaCl

Azot ammiakni brom bilan oksidlab ham olinishi mumkin.
2NH₃ + 3Br₂ = 6HBr + N₂
eng toza azot metall azidlarni parchalab olinadi
2NaN₃ = 2Na + 3N₂
Azot – rangsiz, hidsiz va ta’msiz gaz, suyuq kisloroddan farqli azot suyuqlantirilganda ham rangsiz. Kimyoviy jihatdan juda inert. Qattiq azot dimorfen: α – shaklidagisi qirralari markazlashgan kristallar, β- shakli qirralari fazoviy joylashgan tuzilishga ega. Ikkala shakli ham molekulyar panjarali, molekulalararo kuchsiz Van-der–Vaal’s kuchlari ta’sir etadi. Azot suvda va organik erituvchilarda yomon eriydi.
Azot molekulasining maxsus barqarorligi (birorta ikki atomli molekula azotdek barqaror emas) ko’p hollarda bu elementning kimyosini belgilaydi. Azot molekulasida bog’lanish tartibi ham, bog’ning karraliyligi ham uchga teng. Bundan tashqari azot molekulasida bo’shashtiruvchi molekulyar orbitallarida birorta ham elektron yo’q. Bularning hammasi azot molekulasini dissotsiyalanish ental’piyasining yuqoriligidan va termik barqarorligidan dalolat beradi. Shuning uchun azot yonmaydi va boshqa moddalarning yonishiga yordam bermaydi. Aksincha, molekulyar ko’rinishida ko’pgina azo tutgan moddalarning eng oxirgi oksidlanish mahsuloti hisoblanadi.
Uy haroratida azot faqat litiy bilan birikadi va litiy nitridni hosil qiladi:

Yuqori haroratda boshqa aktiv metallar bilan birikadi va nitridlar hosil qiladi:

Elektr razryadlari ta’sirida hosil bo’lgan atomar azot odatdagi haroratda yod, oltingugurt, fosfor va simob bilan reaksiyaga kirishadi. Azot galogenlar bilan to’g’ridan–to’g’ri birikmaydi. Juda yuqori haroratda (2500-3000⁰C) cho’g’langan va elektr uchqunida va katalizatorlar ishtirokida azotning faolligi juda ortadi.
Shunday qilib, yuqori haroratda va bosimda, katalizatorlar ishtirokida azot vodorod bilan, kislorod bilan, uglerod va boshqa elementlar bilan to’g’ridan – to’g’ri birikadi.
Azot gaz holida po’lat ballonlarda 15 mPa (150 atm) bosim ostida saqlanadi va bir joydan ikkinchi joyga tashiladi. U inert muhit hosil qilishda ishlatiladi.
Ammiak, uning sanoatdagi sintezi, fizik va kimyoviy xossalari.
Ammiak NH₃ – bu organik moddalarning tabiiy chirishidagi asosiy mahsulotdir. Azotning uchuvchan vodorodli birikmalari ammiakdir. Ahamiyati bo’yicha anorganik kimyo sanoatida va organik kimyoda ammiak – azotning eng muhim vodorodli birikmasidir.

Olinishi.1) Ammoniy tuzlarini ishqorlar bilan qizdirib ammakni siqib chiqarish:
NH₄Cl + NaOH = NaCl + H₂O + NH₃↑
yoki ammiakning suvdagi eritmasini qizdirib va keyingi gazni natron ohagi (NaOH + CaO qattiq aralashmasi) bilan quritib olish. Ushbu usul laboratoriya sharoitida qo’llaniladi.
2) Ko’mirni kokslash. Kokslash mahsulotidan ammiakni ajratish – Koks gazi suvga yuttiriladi, ammiak suvda eriydi va ammiakli suv hosil bo’ladi.
Bu usul bilan sanoatda ammiak kamroq miqdorda olinadi.
Azot va vodoroddan sintez usuli (Gaber – Bosh reaksiyasi):
N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃ ∆H⁰ = -92 kj
Bu asosiy, zamonaviy ko’p tonnali ammiak ishlab chiqarish usulidir.
Nemis olimi F. Gaber 1905 - 1916 y. oddiy moddalardan ammiak sintez qilishni nazariy asosladi. 1913 – yil K. Bosh ishtirokida jarayonni tajriba qurilmasida amalga oshirdi va 1916 –yil amalda ammiak sintezini sanoat sharoitida bajardi².

Gaz holidagi azot va vodoroddan ammiak sintezi katalitik, qaytar, ekzotermik jarayon, reaksiya hajm kamayish tomonga boradi. Le– Shatel’ye printsipiga muvofiq, ammiak chiqish muvozanatining ortishi bosimning ko’payishi va haroratni pasaytirish hisobiga erishiladi. Biroq harorat qancha past bo’lsa reaksiya tezligi shuncha kichik bo’ladi. Jarayonni tezlashtirish uchun t>450⁰C va katalizator ishtirokida olib boriladi. Yaxshi ta’sir qiladigan katalizator: Fe – qirindisi va K₂O hamda Al₂O₃ aralashmasi bo’lib chiqdi. Jarayon 400-600⁰C da olib boriladi. Bosim 100-1000 atm. gacha tanlab olinadi.
Ammiak molekulasi NH₃ uchburchakli piramida shaklda, azot atomi sp³-gibridlangan holatda uchta vodorod atomi bilan 3 ta ^𝜎 bog’ hosil qiladi va salgina buzilgan tetraedrni 3 ta uchida 3-vodorod turadi va tetraedrning to’rtinchi uchida azotning bo’linmas elektron jufti bilan band bo’ladi.
Ammiak molekulasining qutbliligi va dielektrik o’tkazuvchanligi yuqoriligi uchun suyuq ammiak yaxshi suvsiz erituvchi hisoblanadi.
Suyuq ammiak suvsiz eritmalar kimyosining boshlanishiga asos qo’ydi.
N
H H
H
Suyuq ammiakda ishqoriy va ishqoriy-yer metallari, oltingugurt, fosfor, yod, ko’pgina tuzlar va kislotalar yaxshi eriydi. Funktsional qutbli guruhli moddalar suyuq ammiakda elektrolitik dissotsialanadi. Biroq ammiakning shaxsiy ionlanishi: 2NH₃ ↔ NH⁺₄ + NH^-₂ cheksiz kichik va ionli ko’paytmasi -50⁰Cda [NH⁺₄ ][NH^-₂ ] = 10^-33 ga teng.
Eruvchanligi bo’yicha har qanday gazdan ustun turadi: 0⁰C da 1 hajm suvda 1200 hajm ammiak eriydi. Ammiakning suvda ajoyib eruvchanligi ammiak va suv molekulalari orasida molekulalararo vodorod bog’lanishning yuzaga kelishi bilan asoslandi:
Ammiak molekulasida donorlik qobiliyati suvga nisbatan kuchliroq ifodalangan, suvda H– O bog’ining qutbliligi, ammiakdagi N – H bog’iga nisbatan kuchliroq bo’lganligi uchun molekulalararo vodorod bog’lanishi birinchi mexanizm bilan yuzaga keladi. U katta energiya va bog’ning qisqaliligi bilan tavsiflanadi. Boshqacha so’z bilan aytganda ammiak molekulasidagi azot, suv molekulasidagi vodorod protoniga (H+) aktseptorlik qiladi va ammiakning suvdagi eritmasini muvozanatini molekulalararo assotsiatning elektrolitik ionlanishi sifatida tasavvur qilish mumkin:

Gidroksil ionlarining hosil bo’lishi, ammiakning suvdagi eritmasi ishqoriy muhitni yuzaga keltiradi. Ionlanish doimiysi ancha kichik:
Ammiakning suvdagi eritmasi muvozanatini eritmaga kislota qo’shish bilan o’ngga siljitish mumkin.
Bunda eritmada ammoniy tuzlari hosil bo’ladi. Ularni to’g’ri gaz holidagi ammiakni kislotaga ta’sir ettirib ham olish mumkin. NH₃ + HCl = H