15 grupa pierwiastków układu okresowego.
Do pierwiastków 15 grupy układu okresowego należą: azot N,
fosfor P, arsen As, antymon Sb i bizmut Bi. W miarę wzrostu liczb
atomowych pierwiastków następuję wzrost ich właściwości
metalicznych. Azot i fosfor są typowymi niemetalami, arsen i antymon
półmetalami, natomiast bizmut jest metalem.. Azot jest gazem
a pozostałe pierwiastki to ciała stałe tworzące odmiany alotropowe.
Azotowce są mało reaktywne. Wszystkie te pierwiastki w powłoce
walencyjnej swych atomów mają 5 elektronów z
orbitali s2 p3.
Właściwości kwasowe tlenków azotowców maleją wraz
ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka. Tlenki azotu (z wyjątkiem NO)
i tlenki fosforu mają charakter kwasowy. Trójtlenki arsenu i
antymonu reagując z kwasami i zasadami wykazują charakter amfoteryczny.
Trójtlenek bizmutu rozpuszcza się w kwasach tworząc sole
bizmutowe, co wskazuje na jego właściwości zasadowe.Azot w stanie
wolnym zajmuje 78% objętości powietrza. Ponadto w przyrodzie występuję
w postaci związków, głównie soli, jak np. saletra
amonowa lub potasowa.Wchodzi w skład białek, enzymów i
chlorofilu.Azot na skalę przemysłową otrzymuje się przez destylację
frakcyjną powietrza. Azot jest gazem bezbarwnym, bez smaku i zapachu.
Jest lżejszy od powietrza. Silnie oziębiony daje się skroplić, słabo
rozpuszcza się w wodzie. Przede wszystkim azot używany jest do
produkcji amoniaku , a z niego kwasu azotowego i sztucznych
nawozów.Amoniak,jest łatwo skraplającym się gazem, dobrze
rozpuszczalnym w wodzie. Gaz ten jest bezbarwny i ma gryzący zapach,
który często odczuwa się przy stajniach i stosach obornika,
gdzie amoniak powstaje w wyniku rozkładu substancji
organicznych.Otrzymywanie amoniaku:
W laboratorium łatwo otrzymuje się amoniak przez ogrzewanie soli
amonowych, np. chlorku amonowego, NH4Cl, z mocną zasadą, np.
wodorotlenkiem sodowym lub wapniowym:
2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O + 2NH3(g)
Główną przemysłową metodą wytwarzania amoniaku jest metoda
Habera, polegająca na bezpośredniej reakcji azotu z wodorem pod wysokim
ciśnieniem w obecności katalizatora.
Związki tlenowe azotu:Znane są związki azotu reprezentujące wszystkie
jego stopnie utlenienia od -3 do +5. Niektóre z tych
związków to:Tlenki azotu- Tlenek dwuazotu (podtlenek azotu),
N2O, otrzymuje się przez ogrzewanie azotanu amonowego:NH4NO3
->2H2O + N2OTlenek dwuazotu wdychany przez krótki
czas, wywołuje stan podniecenia, dlatego nazwany został gazem
rozweselającym. Dłuższe jego wdychanie powoduje utratę przytomności;
gaz ten zmieszany z powietrzem lub tlenem stosuje się jako środek
znieczulający przy operacjach. - Tlenek azotu, NO, Tlenek azotu jest
bezbarwnym, trudno skraplającym się gazem. Łączy się on łatwo z tlenem,
tworząc gaz o czerwonobrunatnym zabarwieniu, dwutlenek azotu, NO2. -
Dwutlenek azotu, NO2, gaz bezbarwny, który można otrzymać
przez rozkład azotanu ołowiowego w wyniku ogrzania:2Pb(NO3)2
->2PbO + 4NO2 + O2 - Trójtlenek dwuazotu, N2O3, jest
bezwodnikiem kwasu azotawego; kwas ten tworzy się podczas rozpuszczania
trójtlenku dwuazotu w wodzie:N2O3 + H2O-> 2HNO2
- Pięciotlenek dwuazotu, N2O5, bezwodnik kwasu azotowego, nietrwały;
rozkłada się samorzutnie w temperaturze pokojowej na dwutlenek azotu i
tlen. Kwas azotowy-Kwas azotowy, HNO3, jest bezbarwną cieczą, mocnym
kwasem, w roztworze wodnym całkowicie dysocjowanym na jony wodorowe i
azotanowe (NO3-). Jest silnym środkiem utleniającym. Działa na
skórę i zabarwia ja na żółto.W laboratorium można
otrzymać kwas azotowy ogrzewając azotan sodowy z kwasem siarkowym:NaNO3
+ H2SO4 ->NaHSO4 +HNO3 Fosfor występuje w przyrodzie tylko w
postaci związków chemicznych, wchodzi w skład
apatytów i fosforytów. Fosfor jest ważnym
pierwiastkiem biogennym, W organizmach zwierzęcych znaczne ilości
fosforu znajdują się w związkach tworzących kości, uzębienie, rdzeń
kręgowy i mózg.Rośliny czerpią fosfor z ziemi,
którą z uwagi na jej wyjałowienie należy zasilać nawozami
mineralnymi.Fosfor tworzy kilka odmian alotropowych, z
których najważniejszymi są fosfor biały i fosfor
czerwony.Fosfor biały jest białą, miękką jak wosk masą. W wodzie nie
rozpuszcza się, rozpuszcza natomiast w eterze, tłuszczach, a
szczególnie dobrze w dwusiarczku węgla CS2.Jest bardzo
aktywny, na powietrzu łatwo się utlenia, w stanie silnie rozdrobnionym
zapala się samorzutnie w atmosferze powietrza już w temperaturze
pokojowej. Z tego powodu musi być przechowywany pod wodą.Fosfor
czerwony ma różne zabarwienie, w zależności od
warunków otrzymywania. Jest też dużo mniej aktywny od
fosforu białego. Na powietrzu zapala się dopiero po ogrzaniu do
temperatury powyżej 400 °C.Najtrwalszą odmianą jest fosfor
czarny. Odmiana ta ma szarą barwę, metaliczny połysk, przewodzi ciepło
i prąd elektryczny.Fosfor biały stosowany jest niekiedy jako trucizna
na gryzonie.Tlenki fosforu- Sześciotlenek czterofosforu, P4O6,
który otrzymuje się przez spalanie fosforu przy ograniczonym
dopływie powietrza.- Dziesięciotlenek czterofosforu, P4O10, tworzy się
w wyniku spalania fosforu przy swobodnym dostępie powietrza. Z woda
reaguje gwałtownie z wytworzeniem kwasu fosforowego. W laboratorium
używany jest jako środek suszący do gazów.Kwas
fosforowyNajważniejszym kwasem fosfory jest kwas fosforowy, H3PO4 (tzw.
kwas ortofosforowy). Arsen w przyrodzie występuje w stanie wolnym oraz
w postaci związków,występuje w kilku odmianach:
żółtej, czarnej i szarej. Najtrwalszą odmianą jest odmiana
szara, zwana też metaliczną, gdyż przewodzi prąd elektryczny. Arsen
szary jest substancją krystaliczną, kruchą. Ogrzewany sublimuje, nie
topi się.Jego pary przypominają zapach czosnku.Arsen i wszystkie jego
związki są trujące. Metaliczny arsen ma nieliczne zastosowania. Dodany
do miedzi zwiększa jej twardość i połysk. Dodatek 0,5% arsenu do ołowiu
zwiększa jego twardość, co wyzyskano do produkcji śrutu. Lecz w złocie
arsen nie jest pożądany, gdyż takie złoto staje się kruche. Arsen
stosowany jest także do wyrobu stopów łożyskowych. Większe
znaczenie mają jego związki. Niektóre są stosowane w
medycynie, wiele zaś jako trucizny służy do walki ze szkodnikami lub
jako gazy bojowe. Niektóre związki arsenu mają zastosowanie
jako farby mineralne.
Arsen tworzy z tlenem tlenki takie jak fosfor. Najbardziej znanym z
tych tlenków jest trójtlenek arsenu As203 - zwany
także arszenikiem. Arszenik jest białą substancją. Jest trujący, lecz
można się uodpornić, w pewnym stopniu, na działanie tej trucizny.
Zwykle już 0,06g tego tlenku działa śmiertelnie. Jeżeli jednak stale
spożywa się drobne jego ilości, można organizm przyzwyczaić do tej
trucizny. Arszenik stosowany jest w medycynie. Służy także do
odbarwiania zielonego szkła. Antymon występuje w przyrodzie w stanie
wolnym lub w postaci związków, z których
najpospolitszy jest antymonit Sb2S3. Używano go jako barwnika do brwi i
rzęs.Trwałą odmianą jest odmiana metaliczna, tzw. antymon metaliczny.
Jest to srebrzyście biały, o silnym połysku metalicznym, kruchy metal.
Przewodzi prąd elektryczny. Na powietrzu nie ulega zmianie, stopiony
pali się.Bizmut występuje w przyrodzie w stanie wolnym oraz w postaci
związków. Bizmut to czerwony, błyszczący i tak kruchy metal,
że daję się proszkować. Topi się w temp. 271°C. Stopiony bizmut
krzepnąc zwiększa swą objętość podobnie jak woda. Przewodzi prąd
elektryczny. Rozpuszcza się tylko w kwasach utleniających.Ciekły bizmut
jest używany w reaktorach jądrowych jako ciecz chłodząca.
Aby w pełni korzystać z serwisu należy się zalogować. Jeżeli jeszcze nia masz konta na
przygotowany.pl, zapraszamy do
rejestracji!
Publikując własne opracowania zbierasz punkty, dzięki czemu masz dostęp do większości zasobów serwisu przygotowany.pl