Номер 4, страница 306 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 43. Азот - номер 4, страница 306.

Условие.

4. Как получают азот в промышленности и лаборатории?

Решение.

Решение 2.

Получение азота в промышленности

В промышленных масштабах азот получают физическим методом — фракционной перегонкой (ректификацией) сжиженного воздуха. Воздух, состоящий примерно на 78% из азота, 21% из кислорода и 1% из других газов, сначала очищают от пыли, углекислого газа и влаги, а затем сжижают путем сильного охлаждения и сжатия.

Полученный жидкий воздух подвергают ректификации в специальных колоннах. Метод основан на различии температур кипения основных компонентов воздуха. Температура кипения жидкого азота ($–195,8 °C$) ниже, чем температура кипения жидкого кислорода ($–183 °C$). При постепенном нагревании жидкого воздуха азот испаряется первым. Его пары отводят и конденсируют, получая таким образом чистый азот. Этот метод позволяет получать азот высокой чистоты в больших количествах.

Ответ: В промышленности азот получают фракционной перегонкой сжиженного воздуха.

Получение азота в лаборатории

В лабораторных условиях азот получают с помощью химических реакций. Существует несколько распространенных методов:

1. Термическое разложение нитрита аммония. При осторожном нагревании водного раствора нитрита аммония ($NH_4NO_2$) он разлагается на азот и воду. Так как нитрит аммония — неустойчивое соединение, его обычно получают непосредственно в реакционной колбе, смешивая растворы нитрита натрия ($NaNO_2$) и хлорида аммония ($NH_4Cl$) и нагревая смесь:

$NH_4Cl + NaNO_2 \xrightarrow{t} N_2 \uparrow + NaCl + 2H_2O$

2. Термическое разложение азидов щелочных или щелочноземельных металлов. Этот метод позволяет получить очень чистый азот. Например, при нагревании азида натрия ($NaN_3$) образуется металлический натрий и выделяется газообразный азот. Эта реакция используется в автомобильных подушках безопасности:

$2NaN_3 \xrightarrow{t} 2Na + 3N_2 \uparrow$

3. Окисление аммиака. Азот можно получить, пропуская аммиак над нагретым оксидом меди(II):

$2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t} N_2 \uparrow + 3Cu + 3H_2O$

Ответ: В лаборатории азот получают химическими методами, чаще всего термическим разложением нитрита аммония (или смеси хлорида аммония и нитрита натрия) или разложением азидов металлов.