АзотистоводороднАЯ КИСЛОТА - Кабардино

Современные проблемы неорганической химии:
ОСОБЕННОСТИ СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ РЕАКЦИЙ С
УЧАСТИЕМ ДИНИТРИДОНИТРАТА(V) ВОДОРОДА (НN3)
КОЧКАРОВ ЖАМАЛ АХМАТОВИЧ
Кабардино-Балкарский государственный университет, г.Нальчик
В данной статье проанализированы свойства динитридонитрат (V) водорода
НN3 в соответствии с представленной классификацией окислительновосстановительных реакций [1-6]:
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
РЕАКЦИИ
МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ
ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ
ДИСМУТАЦИЯ
КОНМУТАЦИЯ
без ДИСМУТАЦИ И КОНМУТАЦИИ
Схема. Вариант предлагаемой классификации
окислительно- восстановительных реакций
В обычных условиях динитридонитрат (V) водорода НN3 (НNN2)бесцветная летучая жидкость с резким запахом. Имеет линейное строение с
sp-гибридизацией атомных частиц азота.
Водный раствор НN3 называется азотистоводородной кислотой. Она
слабая и по силе близка к уксусной.
Азид - ион NN2- ([N+5N2-3]-) -сильный окислитель. Вследствие наличия
атомной частицы азота N+5, НN3 проявляет сильные окислительные
2
свойства, также как НNО3, а благодаря наличию частиц азота N-3–
восстановительные свойства, также как NН3.
Структурную формулу молекулы динитридонитрата (V) водорода НN3
можно представить в виде двух резонансных форм:
H
-3
+5
-3
N  N  N или
H
-3
+5
-3
N=N→ N
Окислительно-восстановительные свойства НN3 [1-6]
Для того чтобы легко определить продукты и тип окислительновосстановительной реакции с участием НN3, нами представлены возможные
электронные
схемы
внутримолекулярного
окисления–восстановления
(ВМОВ) и внутримолекулярной конмутации (ВМК) НN3:
1) 2N-3 + N+5 +2ē = N2о + N-3
NN2-
(ВМОВ),
2) 2N-3 + N+5 -2ē = N2о + N+
NN2-
(ВМОВ),
3) 2N-3 + N+5 =
N2о + N-
(ВМОВ),
NN24) 4N-3 + 2N+5 -2ē = 3N2о
2NN2-
(ВМК)
Или схему (4) можно записать так:
2N-3 + N+5 -1ē = 3Nо
(ВМК)
2NN2
Рассмотрим конкретные окислительно-восстановительные реакции с
участием HN3:
10HN3(г) + 2KMnO4(р) + 3H2SO4(р) = 15N2↑+ 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Mn+7 + 5ē = Mn+2
2
-3
+5
о
4N + 2N - 2ē = 3N2
5, схема 4, (ВМК + ММОВ)
3
В данной реакции, несмотря на наличие сильного окислителя KMnO4,
HN3 проявляет не только восстановительные, но и окислительные свойства.
Схема 4 реализуется также в реакциях:
2HN3(г) + I2(г) = 2HI↑ + 3N2↑ (в присутствии тиосульфата)
4N-3 + 2N+5 - 2ē = 3N2о
1
I2 + 2ē = 2I
1 (ВМК + ММОВ)
2HN3(г) = H2↑ + 3N2↑ + Q (взрыв)
2Н+ + 2ē = H2о
1
-3
+5
о
4N + 2N -2ē = 3N2
1
(ВМК + ВМОВ)
2NaN3 = 2Na + 3N2↑ (при 300 оС разлагается без взрыва)
Na+ + 1ē = Naо
2
-3
+5
о
4N + 2N - 2ē = 3N2 1
(ВМК + ВМОВ)
Рb(N3)2детонатор = Pb + 3N2↑ (взрывается при ударе или нагревании)
Рb+2 + 2ē = Рbо
1
-3
+5
о
4N + 2N - 2ē = 3N2
1 (ВМК + ВМОВ)
Cu(N3)2 = Cu + 3N2↑ (взрывается при ударе или нагревании)
В реакции
HN3(г) + 2HCl(г) + HCl(г) = Cl2 + N2 + NH4Cl (ВМОВ+ММОВ),
2Сl- - 2ē = 2Clо
1
-3
+5
о
-3
2N + N + 2ē = N2 + N
1
реализуется схема 1. Схема 1 также реализуется в реакциях:
Pt + 2HN3(г) + 8HCl(г) = H2[PtCl6] + 2N2↑ + 2NH4Cl
Pt + 2HN3(г) + 6HCl(г) = PtCl4 + 2NH4Cl + 2N2↑
Pt + 2HN3(г) + 6HCl(г) = (NH4)2[PtCl6] + 2N2↑
Pt + 2HN3(г) + 4HCl(г) = PtCl4 + 2N2↑ + 2NH3↑
2Au + 3HN3(г) + 6HCl(г) = 2AuCl3 + 3N2↑ + 3NH3
Cu + HN3(г) + 2HN3(г) = Cu(N3)2 + N2↑ + NH3↑
2HI(г) + HN3(г) = I2↓ + NH3↑ + N2↑
2I- -2е = I2о
1
-3
+5
о
-3
2N + N +2е = N2 + N 1 (ВМОВ+ММОВ)
Схема 3 реализуется в реакции:
HN3(г) + H2O = N2↑ + NH2OH (разложение в водных растворах)
2N-3 - 6ē = N2о
N+5 + 6ē = N-
1
1 (ВМОВ)
Схема 2 реализуется в реакциях:
HN3(г) + НNО2(р) = N2O↑ + N2↑ + H2O, качественное определение азидов
4
2N-3 + N+5 -2ē = N2о + N+
1
+3
+
N
+ 2ē =
N
1
2HN3(г) + 2HСlO(р) = 2N2↑ + N2O↑ + 2HCl + 2H2O
Сl+ + 2ē = Сl2
-3
+5
о
+
4N +2 N - 2ē = 2N2 +2N
1
Литература
1.Кочкаров Ж.А. Неорганическая химия в уравнениях реакций. Учебное
пособие «Допущено УМО по классическому университетскому
образованию» для студентов химических факультетов. Изд-во КБГУ,
Нальчик, 2012 г. 400с.
2. Кочкаров Ж.А. Уравнения окислительно-восстановительных реакций:
Метод протонно-кислородного баланса и классификация ОВР// Науч-метод.
Журн. «Химия в Школе», 2007, №9. С.44-47
3.Кочкаров Ж.А. Классификация окислительно-восстановительных реакций в
неорганической химии/ Материалы международной нач-прак. конф.
«Иновационные технологии в производстве, науке и образовании» Грозный,
сентябрь,2010, с.61-65
4.Кочкаров Ж.А. Современные проблемы неорганической химии:
Составление уравнений окислительно-восстановительных/ Ш Всероссийская
научно-методическая конференция «Иновационные технологии в
профессиональном образовании» ГГНТУ, г.Грозный, 16.05.2012. С. 33-38
5.Кочкаров Ж.А. Современные вопросы неорганической химии:
Классификация Окислительно-восстановительных реакций/ Ш
Всероссийская научно-методическая конференция «Иновационные
технологии в профессиональном образовании» ГГНТУ, г.Грозный,
16.05.2012. С. 38-43
6.Кочкаров Ж.А. Современные проблемы неорганической химии:
Особенности азотной кислоты/ Ш Всероссийская научно-методическая
конференция «Иновационные технологии в профессиональном образовании»
ГГНТУ, г.Грозный, 16.05.2012. С. 43-46.