Номер 3, страница 306 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 43. Азот - номер 3, страница 306.

Условие.

3. Какие свойства азота обусловливают его применение?

Решение.

Решение 2.

Решение

Применение азота, как в виде газа, так и в виде жидкости, напрямую связано с его физическими и химическими свойствами.

• Химическая инертность. Молекула азота ($N_2$) состоит из двух атомов, связанных очень прочной тройной связью ($N \equiv N$). Для разрыва этой связи требуется большое количество энергии, поэтому при обычных условиях азот практически не вступает в химические реакции. Это свойство используется для создания инертной атмосферы с целью предотвращения окисления, горения или порчи продуктов.

  Примеры применения:

  • В пищевой промышленности для упаковки продуктов (например, чипсов, кофе), что замедляет их порчу.
  • В электронике для пайки микросхем, чтобы избежать окисления контактов.
  • В металлургии при термической обработке металлов.
  • В нефтегазовой промышленности для продувки трубопроводов и резервуаров.
  • В системах пожаротушения, где азот вытесняет кислород и прекращает горение.
  • Для накачки шин самолетов и гоночных автомобилей, так как он обеспечивает более стабильное давление.

• Низкая температура кипения. Жидкий азот имеет очень низкую температуру кипения (-196 °С). При испарении он поглощает большое количество теплоты, что делает его эффективным и доступным хладагентом.

  Примеры применения:

  • В медицине для криоконсервации биологических материалов (крови, клеток, тканей) и в криохирургии для удаления новообразований (например, бородавок).
  • В пищевой промышленности для быстрой (шоковой) заморозки продуктов.
  • В научных исследованиях и технике для охлаждения различного оборудования.

• Способность образовывать соединения при жестких условиях. Несмотря на инертность, при высокой температуре, давлении и в присутствии катализаторов азот может вступать в реакции. Важнейшей из них является синтез аммиака ($NH_3$) из азота и водорода (процесс Габера-Боша).

  Примеры применения:

  • Производство аммиака является основой для получения азотных удобрений, без которых невозможно современное сельское хозяйство.
  • Из аммиака далее получают азотную кислоту, которая используется в производстве взрывчатых веществ, лекарств, красителей и полимеров (например, нейлона).

• Распространенность и нетоксичность. Азот составляет около 78% объема воздуха, что делает его дешевым и доступным. Он нетоксичен и безопасен для большинства применений.

Ответ: Основные свойства азота, определяющие его применение, — это химическая инертность (использование для создания защитной атмосферы), низкая температура кипения в жидком состоянии (использование в качестве хладагента), а также способность вступать в реакции при особых условиях для синтеза важных химических продуктов, в первую очередь аммиака для производства удобрений.