ми азота, и превращение повторяется.

Все промышленные установки синтеза аммиака работают с использованием принципа циркуляции: после реакции смесь газов охлаждается, содержащийся в ней аммиак конденсируется и отделяется, а непрореагировавшие азот и водород смешиваются со свежей порцией газов, снова подаются на катализатор и т. д. Применение циркуляции увеличивает производительность всей системы.

Синтез аммиака можно проводить при различных давлениях от 15 до 100 МПа. Наибольшее распространение получили системы, работающие при среднем давлении (30 МПа); в экономическом отношении они наиболее целесообразны.

В настоящее время синтез аммиака является основным способом связывания атмосферного азота.

139. Гидразин. Гидроксиламин. Азидоводород. Кроме аммиака, азот образует еще несколько соединений с водородом, не имеющих, однако, такого значения, как аммиак. Важнейшие из них следующие.

Гидразин N2H4 — бесцветная жидкость, кипящая при 113,5°С, получается при действии гипохлорита натрия NaCIO на концентрированный раствор аммиака.

Структурная формула гидразина:

W хн

В молекуле гидразина атомы азота имеют неподеленные пары электронов. Это обусловливает способность гидразина к реакциям присоединения. Гидразин хорошо растворяется в воде, а при взаимодействии с кислотами присоединяет по донорно-акцепторному способу один или два иона водорода, образуя два ряда солей — например хлориды гидразоиня N2H4-HC1 и N2H4-2H'C1. Таким образом, гидразин обладает основными свойствами.

Гидразин — хороший восстановитель. При его горении в атмосфере воздуха или кислорода выделяется очень большое количество теплоты, вследствие чего гидразин нашел применение в качестве составной части топлива ракетных двигателей. Гидразин.и все его производные сильно ядовиты.

В молекуле гидрокспламина атом азота имеет кеподелспную пару электронов. Поэтому, подобно аммиаку и гидразину, он способен к реакциям присоединения с образованием связей по допорно-акцепторному способу. Гидроксил-амин хорошо растворяется в воде, а с кислотами дает соли, например хлорид гидроксиламмония (КтНзОН)С1. Степень оккслениостк азота в гидроксиламине равна —1. Поэтому он проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства. Однако более характерна восстановительная способность гидрокспламина. В частности, он применяется как восстановитель (главным образом в виде солей) в лабораторной практике. Кроме того, его используют в производстве некоторых органических веществ.

Азидоводород, или азотистоводородная кислота, HN3 может быть получен действием азотистой кислоты HNO2 на водный раствор гидразина; он представляет собой бесцветную жидкость (темп. кип. 36 °С) с резким запахом.

Азидоводород принадлежит к числу слабых кпсллот (/< = 3-10-5). В водном растворе он диссоциирует на ионы Н"1" и N3. Анион азидоводорода имеет линейное строение. Его электронную структуру можно выразить схемой:

[:N=N=N:]~

Как сам азидоводород, так и его соли — азиды — очень взрывчаты. Азид свинца Pb(N3)2 применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов.

140. Оксиды азота. Азот образует с кислородом ряд оксидов; все они могут быть получены из азотной кислоты или ее солей.

Оксид азота(\), или закись азота, N20 получается при нагревании нитрата аммония:

. NH4N03=N20t + 2Н20

Оксид азота(I) представляет собою бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом. Он мало растворим в воде: один объем воды при 20 °С растворяет 0,63 объема N20.

Оксид азота(I)—термодинамически неустойчивое соединение. Стандартная энергия Гиббса его образования положительна

(ДСобр — 104 кДж/моль). Однако вследствие большой прочности связей в молекуле N20 энергии активации реакций, протекающих с участием этого вещества, высоки. В частности, высока энергия активации распада N20. Поэтому при комнатной температуре оксид азота(I) устойчив. Однако при повышенных температурах он разлагается на азот и кислород; разложение идет тем быстрее, чем выше температура.

Ни с водой, ни с кислотами, ни со щелочью оксид азота(I) не реагирует.

Электронная структура молекулы N20 рассмотрена в § 41.

Вдыхание небольших количеств оксида азота (I) приводит к притуплению болевой чувствительности, вследствие чего этот газ иногда применяют в смеси с кислородом для наркоза. Большие

количества оксида азота (I) действуют на нервную систему возбуждающе; поэтому раньше его называли «веселящим газом».

Оксид азота(II), или окись азота, N0 представляет собой бесцветный трудно сжижаемый газ. Жидкий оксид азота (II) кипит при —151,7°С и затвердевает при —163,7°С. В воде он мало растворим: 1 объем воды растворяет при 0°С всего 0,07 объема N0.

По химическим свойствам оксид азота (II) относится к числу безразличных оксидов, так как не образует никакой кислоты.

Подобно N20 оксид азота (II) термодинамически неустойчив—• стандартная энергия Гиббса его образования положительна

(ДОобр — 86,6 кДж/моль). Но, опять-таки подобно N20, при комнатной температуре N0 не разлагается, потому что его мол