窒素の性質、化合物、反応

窒素(N)は空気中の8割近くを占める元素。常温では安定した気体であり、化合物にアンモニアや硝酸がある。酸化物は他の典型非金属元素に比べて酸化数の種類が多い。

項目 N
原子番号 7
15
周期 2
電子殻 2, 5
原子量 14
分類 典型非金属
常温常圧 気体

窒素の化合物

NH3

NH3(アンモニア)は次の性質をもつ。

・無色、刺激臭、空気より軽い ・上方置換で捕集 ・水に溶けやすく塩基性

アンモニアの製造はハーバー・ボッシュ法または塩化アンモニウムと水酸化カルシウムの反応によってつくる。ハーバー・ボッシュ法は高圧条件下で窒素と水素を反応させる。

ハーバー・ボッシュ法 N2 + 3H2 → 2NH3

塩化アンモニウム+水酸化カルシウム 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O

アンモニアを乾燥するときは、十酸化四リンと塩化カルシウムは使用できない。

HNO3

HNO3(硝酸)は強酸。酸化力が非常に強く、銀や水銀も溶かす。金属を溶かすときに副産物として発生する気体は、希硝酸では一酸化窒素、濃硝酸では二酸化窒素。

硝酸の性質は大学入試でよく出る。

・強酸性、強酸火力(強酸化剤) ・揮発性 ・光で分解 ・濃硝酸+鉄で不動態

硝酸はオストワルト法でつくる。

① 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O ② 2NO + O2 → 2NO2 ③ 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

① アンモニアを白金触媒のもと酸化させて一酸化窒素をつくる ② 一酸化窒素を酸化して二酸化窒素をつくる ③ 二酸化窒素と水を反応させて硝酸をつくる

広告