القائمة الرئيسية

الصفحات

 

أشهر عناصر المجموعة الخامسة

النيتروجين N2

  تحضيره في المعمل

1.     الطريقةالرئيسية:

 من الهواء الجوي ,بالتخلص من ثاني اكسيد الكربون وبخار الماء والاكسجين ,ونفس الطريقة تستخدم في الصناعة. حيث يمررالهواءعلي محلول هيدروكسيدالصوديوم للتخلص من غازCO2

  2NaOH  +  CO2                   Na2CO3 + H2O

ثم يمرر علي حمض كبريتيك مركز لإمتصاص بخارالماء(لان الحمض من الموادالمجففة نازع للماء). ثم يمرر ما تبقي علي نحاس مسخن للإحمرارليتحد مع الاكسجين لنتخلص منه حسب المعادلة.


             O2          Heat     CuO+ Cu

ويجمع النتروجين بإزاحة الماء لاسفل,أويجمع فوق الزئبق للحصول عليه جافا.

  1. الطريقةالثانية:بتسخين خليط من محلولي نتريت الصوديوم وكلوريدالآمونيوم.                                                           


NaNO2    +   NH4Cl      Heat           Na Cl    +  H2O  +    N2

 الخواص الفيزيائية للنتروجين:

  •    شفاف عديم اللون والطعم والرائحة.
  •   شحيح الذوبان في الماء.(    23mL (N2)/ 1L (  H2O )   )
  •   متعادل التأثيرعلي ورقتي عبادالشمس.
  •    اخف قليلا من الهواء لاحتواء الهواء علي اكسجين اثقل منه.(كثافته1.25 g/L at S.T.P)
  •   درجةغليانه-159.79 C0 يمكن إسالته عند هذه الدرجة في الضغط الجوي المعتاد.

 أهم الخواص الكيميائية:- تفاعلات عنصر النيتروجين مع العناصر الأخرى لا تتم إلا فى وجود شرر كهربى أو قوس كهربى أو تسخين شديد. وذلك لصعوبة كسر الرابطة الثلاثية فى جزئ النيتروجين N=N

[1] مع الهيدروجين:-


N2 + 3H2      شرارة كهربية    2NH3 نشادر   

[2] مع الأكسجين:-


N2 + O2        قوس كهربى /3000 0م     2NO أكسيد نيتريك   

2NO + O2                 2NO2 غاز بنى محمر (ثانى أكسيد نيتروجين)              

[3] مع الفلزات النشطة:-  يتفاعل بالتسخين


3Mg + N2   Heat     Mg3N2نيتريد ماغنسيوم       

نيتريد الماغنسيوم يتحلل فى الماء ويتصاعد غاز النشادر

Mg3N2 + 6H2O                      2NH3 + 3Mg(OH) 2

[4] مع كربيد الكالسيوم CaC2:- يعطى سياناميد الكالسيوم (سماد زراعى)


CaC2 + N2  قوس كهربى    CaCN2 + C

 أهمية سياناميد الكالسيوم:- يستخدم فى الزراعة كسماد لأنه يتفاعل مع ماء الرى ويتصاعد النشادر الذى يعتبر مصدراً للنيتروجين فى التربة.

CaCN2 + 3H2O                   CaCO3 + 2NH3

    أشهر مركبات النيتروجين

      أولاً: غاز النشادر NH3

التحضير فى المعمل:-

يحضر بتسخين كلوريد الأمونيوم والجير المطفأ.


2NH4Cl+Ca(OH)2         Heat        2NH3 + 2H2O +CaCl2              

                                                                

  •  ملاحظات:-
  • يجفف غاز النشادر بإمراره على أكسيد كالسيوم (جير حى) ولا يجفف بحمض الكبريتيك لأنه يتفاعل معه.
  • يجمع بإزاحة الهواء إلى أسفل لأنه أخف من الهواء.


*خواص الغاز:-

(1) سريع الذوبان فى الماء.غاز النشادر أنهيدريد قاعدة:-لأنه يذوب فى الماء مكونا قلوى.


NH3 + HOH                NH4OH

(2)     محلولـه قلوى التأثير على عباد الشمس (يزرق عباد الشمس)

(3)     لا يشتعل ولا يساعد على الاشتعال.

(4)     الغاز عديم اللون وله رائحة نفاذة وخانق.

  •     تجربة النافورة:- لإثبات:-

(1)     أن غاز النشادر يذوب فى الماء.

(2)     محلول النشادر فى الماء قلوى التأثير على عباد الشمس.

  •     علل/ يعتبرالنشادرانهيدريد قاعدة
  •  التحضير فى الصناعة:-  طريقة هابر- بوش :-تتم بإمرار غاز النيتروجين والهيدروجين على عوامل حفز مثل الحديد والموليبدنيوم تحت ضغط 200 جو و500 5م


N2 + 3H2       200 at/500oc/Fe/Mo               2NH3

v   
الكشف عن غاز النشادر:-*يكون سحب بيضاء عند تقريب ساق مبلله بحمض الهيدروكلوريك لفوهة المخبار فتتكون سحب بيضاء لتكون كلوريد الأمونيوم. (صلبة تتسامي).

           NH3 + HCl            NH4Cl

 الأمونيا وصناعة الأسمدة

v    أهمية النيتروجين للنبات:- //أهم مصادر التغذية لأنه عنصر هام فى تركيب البروتين.

  • كمية النيتروجين الموجودة فى التربة تقل مع مرور الزمن.
  • ولذلك لابد من إمداد التربة بعنصر النيتروجين على هيئة أملاح الأمونيوم واليوريا فى صور أسمدة نيتروجينية أو طبيعية (روث البهائم) التى تذوب فى ماء الرى وتمتصها جذور النباتات.
  • يعتبر النشادر المادة الأولية الرئيسية التى تصنع منها معظم الأسمدة النيتروجينية (الآزوتية

الحصول على بعض أملاح الأمونيوم الهامة

 أولاً:- صناعة الأسمدة النيتروجينية غير العضوية:-يتم بتعادل الأمونيا والحمض المناسب:-

(1) مع حمض النيتريك:-


NH3 + HNO3                          NH4NO3 نيترات أمونيوم       

(2) مع حمض الكبريتيك:-


2NH3 + H2SO4                                   (NH4)2SO4  كبريتات الأمونيوم (سلفات النشادر)  

ثانياً: تحضير سماد نيتروجينى فوسفاتى:-مثل فوسفات الأمونيوم:-**يتم تحضير حمض الأرثوفوسفوريك اولا ثم  يفاعل مع الأمونيا


H3PO4 + 3NH3                                   (NH4)3PO4 فوسفات الأمونيوم   

السماد

الملاحظة

نيترات الأمونيوم

·      تحتوى على نسبة عالية من النيتروجين (35%)

·      سريعة الذوبان فى الماء.

·      الزيادة منها يسبب حموضة التربة.

كبريتات الأمونيوم

·      تعمل على زيادة حموضة التربة.

·      يجب معادلة التربة التى تعالج بصفة مستمرة بهذا النوع من الأسمدة.

فوسفات الأمونيوم

·      سريع التأثير فى التربة.

·      يمدها بنوعين من العناصر الأساسية {النيتروجين – الفوسفور}

سماد اليوريا

·      يحتوى على نسبة عالية من النيتروجين.

·      أنسب الأسمدة فى المناطق الحارة لأن درجة الحرارة المرتفعة تساعد على سرعة تفككه إلى أمونيا وثانى أكسيد الكربون.

سائل الأمونيا اللامائية

·      سماد المستقبل النيتروجينى.

·      يضاف للتربة على عمق 12 سم.

·      يتميز بارتفاع نسبة النيتروجين. حوالى (82%)

ثانياً: حمض النيتريك HNO3

 *تحضيره فى المعمل:-   بتسخين نترات البوتاسيوم مع حمض الكبريتيك المركز بحيث لا تزيد درجة الحرارة عن 100 5م حتى لا ينحل حمض النيترك الناتج.                                  *معادلة التحضير


2KNO3 + H2SO4    conc. / heat   K2SO4 + 2HNO3

 خواص الحمض:الخواص الفيزيائية:-

(1) سائل عديم اللون.       (2) حمضى التأثير على عباد الشمس (يحمر عباد الشمس)

  الخواص الكيميائية:-

[1] الحمض عامل مؤكسد:- لأنه يتحلل بالتسخين ويتصاعد غاز الأكسجين


4HNO3      Heat       4NO2 h+ O2 h+ 2H2O

[2] مع الفلزات النشطة:- التى تسبق الهيدروجين فى السلسلة الكهروكيميائية يتكون نترات الفلز والهيدروجين الذى يختزل الحمض.


Fe + 4HNO3          Heat/dil.      Fe(NO3)3 + 2H2O + NO h

[3] مع الفلزات الغير نشطة:- التى تلى الهيدروجين يحدث التفاعل على أساس أن الحمض عامل مؤكسد حيث يتم أكسدة الفلز ثم يتفاعل الأكسيد مع الحمض


3Cu + 8HNO3       Heat/dil.         3Cu (NO3)2 + 4H2O + 2NO hعديم اللون


Cu + 4HNO3         Heat/conc.            Cu (NO3)2 + 2H2O + 2NO2 hبنى محمر

[4] مع الحديد والكروم والألومنيوم:-

  • الحمض لا يؤثر فيها بسبب ظاهرة الخمول.

ظاهرة الخمول:-  لأن حمض النيتريك عامل مؤكسد فإنه يكون على هذه الفلزات طبقة من الأكسيد غير مسامية واقية تمنع الفلز من التفاعل.

 الكشف عن أيون النيترات NO3 -  تجربة الحلقة البنية:-

[1] محلول ملح النيترات + محلول مركز من كبريتات الحديد (II) حديث التحضير.

[2] إضافة قطرات من حمض الكبريتيك المركز باحتراس على جدار الأنبوبة الداخلى حتى يهبط الحمض إلى قاع الأنبوبة.

[3] تظهر حلقة بنية أو سمراء عند سطح الانفصال تزول بالرج أو التسخين.


2NaNO3+6FeSO4+4H2SO4                    3Fe2(SO4)3+Na2SO4+4H2O+2NO


FeSO4 + NO                            FeSO4 . NO  مركب الحلقة البنية    

 التميز بين أملاح النيترات والنيتريت:-بإضافة محلول برمنجانات البوتاسيوم المحمضة بحمض الكبريتيك المركز لمحلول الملح.

[أ] عند زوال اللون البنفسجى للبرمنجنات يكون الملح نيتريت.


5KNO2+2KMnO4+3H2SO4                 5KNO3+K2SO4+2MnSO4+3H2O

[ب] فى حالة عدم زوال لون البرمنجنات فإن الملح يكون نيترات.

الأهمية الاقتصادية لعناصر المجموعة الخامس (A)

المادة

الاستخدام

النيتروجين

صناعة النشادر وحمض النيتريك والأسمدة النيتروجينية.

تزويدإطارات السيارات, لانه يقلل من احتمال انفجارها.(معدل تسربه اقل من الهواء)

ملئ اكياس الشيبسي,للحفاظ علي القرمشة لخموله النسبي.

النتروجين المسال في حفظ ونقل الخلايا الحية,وعلاج الاورام الحميدة(الثاليل)

الفوسفور

صناعة الثقاب ومبيدات الفئران والألعاب النارية والأسمدة الفوسفاتية وصناعة سبائك البرونز  (نحاس – قصدير – فوسفور) الذى تصنع منه مراوح السفن

الأنتيمون

صناعة سبيكة الأنتيمون والرصاص (أصلب من الرصاص) وتستخدم فى المراكم

                   يستخدم كبريتيد الأنتيمون الأصفر فى الصبغات.

البزموت

 صناعة السبائك التى تتميز بانخفاض درجة انصهارها

       (سبائك البزموت والرصاص والكادمويوم والقصدير)

 تم الباب الرابع

The Boss         

أسئلة مقالية واختر2022على الباب الرابع

 السؤال الأول: أكمل ما يأتى:-

1-       تتحلل نترات فلزات الأقلاء بالحرارة لتعطى …… , …… 

2-       يتحلل نيتريد الماغنسيوم فى الماء الساخن وينتج غاز ………… ويتفاعل الصوديوم مع الماء ويتصاعد …………             

3-       
4KO2 + 2CO2            CuCl2  ………… + …………

4-       
Mg3N2 + 6H2O                      ………… + …………    

5-       
CaCN2 + 3H2O                     ………… + …………

6-       تتم معظم تفاعلات النيتروجين فى درجات الحرارة العالية أو باستخدام قوس كهربى وذلك بسبب ………….

7-       يلون أيون الصوديوم لهب بنزن غير المضىء بلون …… بينما يتلون اللهب بلون قرمزى فى وجود عنصر ………

8-       الفرانسيوم من العناصر …… وتبلغ فترة عمر النصف له …… وتحصل عليه عندما يفقد عنصر ……… دقيقة ألفا.

9-       تثبت تجربة النافورة أن غاز النشادر ………… فى الماء ويعطى محلول تأثيره ………… على عباد الشمس.

10-   أهم خامات الصوديوم هو ………… بينما الكارناليت من خامات ………… والصيغة الكيميائية له هى ………….

11-   يوجد الفوسفور فى القشرة الأرضية على شكل …… وصيغته الكيميائية …… بينما الأباتيت صيغته ………….

12-   تستخدم الصودا الكاوية فى ………… و …………

13-   الصيغة الجزيئية لبلورات صودا الغسيل هى ………….

14-   تحضر الصودا الكاوية بالتحليل الكهربى لمحلول …………

  السؤال الثانى: أكتب المفهوم العلمى للعبارات الآتية:-

1-وجودالعنصرفى عدةصورتختلف فى الخواص الفيزيقيةوتتفق فى خواصها الكيميائية                                                   

2-  تفاعل بعض الفلزات مع حمض النيتريك المركز وتكوين طبقة واقية من الأكسيد تمنع استمرار التفاعل                                    

3-  مجموعة العناصر التى تتراوح أعداد تأكسدها فى المركبات (-3,+5)

 السؤال الثالث: علل لما يأتى (أكتب التفسير العلمى):-

1- لا يتفاعل الحديد مع حمض النيتريك المركز                                          

2-  استخدام السيزيوم فى الخلايا الكهروضوئية

3-  لا تطفأ حرائق الصوديوم بالماء                                                                    

4-  لا يؤثر حمض النيتريك المركز فى بعض الفلزات مثل الكروم والحديد

5- يستخدم سوبر أكسيد البوتاسيوم فى تنقية جو الغواصات

6-  لا تصلح نترات الصوديوم فى صناعة البارود                                       

7- تصلح نترات البوتاسيوم فى صناعة البارود                                         

8-يستخدم الجيرالحى فى تجفيف غاز النشادر ولايستخدم حمض الكبريتيك المركز                                                      

9-عنصر السيزيوم أنشط فلزات المجموعة الأولى الرئيسية فى الجدول الدورى                                                            

10-عند إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى محلول كبريتات النحاس يتكون راسب أزرق يسود بالتسخين.                     

  السؤال الرابع: أكتب الحرف الأبجدى للاختيار المناسب للعبارات الآتية:-

[1] عند تسخين نترات الصوديوم تنحل إلى ……

[أ] أكاسيد نيتروجينية وصوديوم.                              [ب] نيتريت صوديوم وأكسجين.

[ج] أكسيد صوديوم وثانى أكسيد نيتروجين.                 [د] أكسيد صوديوم وأكسيد نيتريك.                                                             

[2] يتفاعل سيناميد الكالسيوم مع الماء ويتصاعد غاز ……

[أ] النيتروجين.                                         [ب] ثانى أكسيد الكربون.

[ج] ثانى أكسيد النيتروجين.                        [د] النشادر.                                           

[3] يحفظ فلز الصوديوم تحت سطح ……

[أ] حمض الكبريتيك.                                              [ب] محلول الصودا الكاوية.

[ج] الماء.                                                           [د] الكيروسين                            

[4] عند تفاعل النحاس مع حمض النيتريك المركز الساخن يتصاعد غاز ……

[أ] أكسيد النيتريك.                                                [ب] ثانى أكسيد النيتروجين.

[ج] أكسيد النيتروز.                                               [د] ثالث أكسيد النيتروجين.                                                                         

[5] عدد تأكسد عنصر النيتروجين فى غاز أكسيد النيتروز ……


[أ] + 1      [ب] +   3       [ج] صفر            [د]    -3                                                                                             

  السؤال الخامس: بين بالمعادلات الرمزية الكيميائية الموزونة:-

[1] تسخين كلوريد الأمونيوم مع الجير المطفأ                              

[2] كيف نحصل على حمض النيتريك من نترات البوتاسيوم                                

[3] كيف نحصل على ثانى أكسيد النيتروجين من حمض النيتريك المركز                                                                   

[6]ماذايحدث-عندتسخين نترات البوتاسيوم مع الكبريتيك مركزإلى درجةلاتزيدعن1000م                                    

 [7]ماذا يحدث عند تفاعل الليثيوم مع مكونات الهواء الجوى (أكسجين –نيتروجين) ثم تفاعل الناتج الثانى مع الماء. 

[8] كيف تحصل على النشادر من كربيد الكالسيوم                                            

 [9] كيف تحصل على النشادر من كلوريد الأمونيوم                                         

[10] أثر الحرارة على حمض النيتريك                                                                      

[11] تسخين كربونات الليثيوم عند 1000 5م                                                            

[12] إمرار غاز ثانى أكسيد الكربون خلال خليط من سوبر أكسيد البوتاسيوم وعامل حفاز

 [13] تفاعل الماغنسيوم مع النيتروجين وذوبان الناتج فى الماء             

 [14] إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى محلول كبريتات الألومنيوم.

[15] كربونات الصوديوم من كلوريد الصوديوم                                                     

 [16] تأثير الحرارة على بيكربونات الصوديوم.                                                                       

فقد الأكتنيوم 89Ac227 لدقيقة ألفا 2He4        

 تسخين الصوديوم مع الهيدروجين ثم تحليل الناتج كهربياً.

 تسخين الفوسفور مع البوتاسيوم

 الحصول على سماد نيترات الأمونيوم.

 الحصول على كبريتات الأمونيوم (سلفات النشادر)

الحصول على فوسفات الأمونيوم.

*السؤال السادس:-

[1] ارسم الجهاز المستخدم فى تحضير غازي النتروجين و النشادر جافين فى المعمل ثم اكتب المعادلة الرمزية التى تعبرعن ذلك؟              

[2] كيف يتم تحضير حمض النيتريك فى المعمل                                                          

*وضح بتجربة عملية كيف تكشف عن غاز الأمونيا

*أكتب استخداماً واحداً للفوسفور ,الانتيمون ,الذرنيخ.                                 

السؤال السابع:-كيف تميز عملياً بين كبريتات النحاس وكبريتات الألومنيوم.                                                                      

 السؤال الثامن: أكمل العبارات الآتية بعد تصويب ما تحته خط:-

1-  الرمز الكيميائى لمركب الحلقة السمراء هو ……… ويتكون بإضافة كبريتات الحديد (II) إلى محلول نيترات الصوديوم وإضافةقطرات من حمض النيتريك المخفف.                                                                    السؤال التاسع: علل لما يأتى:-

1-  تتميز فلزات الأقلاء بالنشاط الكيميائى.

2-  تقل قوة الرابطة الفلزية بين ذرات عناصر المجموعة الأولى (A).

3-  عند تعرض قطعة من الصوديوم للهواء الجوى تفقد بريقها ولمعانها.

4-  يستخدم التيار الكهربى فى تحضير عناصر المجموعة الأولى (A)

5-  يستخدم سيناميد الكالسيوم كسماد زراعى.

6-  حمض النيتريك عامل مؤكسد قوى.

7-  تعتبر عناصر المجموعة الأولى (A) عوامل مختزلة قوية جداً.

8-  انخفاض درجة انصهار فلزات المجموعة الأولى (A).

9-  يتميز الفوسفور والزرنيخ والأنتيمون بظاهرة التآصل.

10-  المحلول المائى للنشادر قلوى التأثير على عباد الشمس.

11-  عناصر المجموعة الأولى (A) أكثر العناصر إيجابية كهربية.

12-  تعدد أعداد التأكسد للنيتروجين.

13-  يجمع النشادر بإزاحة الهواء إلى أسفل.

14-  النشادر أقوى قاعدية من الفوسفين.

15-  يقل ذوبان هيدريدات المجموعة الخامسة (A) فى الماء بزيادة العدد الذرى.

16-  أعداد تأكسد النيتروجين تتراوح بين –3 ، +5

السؤال العاشر: لديك العناصر والمركبات التالية:-

نحاس – حديد – نترات بوتاسيوم – حمض كبريتيك مركز – ماء مقطر – كلوريد أمونيوم – لهب – جير مطفأ.

كيف تستخدم هذه المواد أو بعضها فى الحصول على:-

1- غاز النشادر.                                       2- ثانى أكسيد النيتروجين.

3- أكسيد نيتريك.                                      4- حمض نيتريك.    مع كتابة معادلات التفاعل فى كل حالة.

 السؤال الحادي عشر:-

*ما أثر تسخين قطعة من البوتاسيوم فى جو من الأكسجين؟ وما ناتج تفاعل الناتج مع:-

1- ثانى أكسيد الكربون فى وجود CuCl2  مع كتابة معادلات التفاعل.

السؤال السادس:-

Sb2O3 – P2O3 – As2O3 – Bi2O3(1) رتب الأكاسيد الآتية حسب ازدياد الصفة الحامضية:-

السؤال السابع:- أذكر اسم العالم الذى:-

1- حصل على فلز الصوديوم والبوتاسيوم بالتحليل الكهربى.

2- حضر النشادر فى الصناعة من غازى الهيدروجين والنيتروجين.

3- 
حصل على صودا الغسيل فى الصناعة.

مع تمنياتى بالنجاح

The Boss

تعليقات

التنقل السريع