Азот АзотСтраница 37
Молекула азотной кислоты полярна (m = 2,16 ). По данным микроволновой спектроскопии она является плоской. Энергия связи О–N между гидроксилом и нитрогруппой равна 215 кДж/моль. Ион NО3– (в кристаллах NaNO3) представляет собой плоский равносторонний треугольник с азотом в центре [d(NO) = 122 пм].
В безводной азотной кислоте имеют место следующие равновесия:
3 HNO3 Û H3O+ + NO3– + N2O5 Û H3O+ + 2 NO– + NO2+.
По мере разбавления водой равновесия эти смещаются влево и уступают место нормальной ионизации:
H2O + HNO3 Û H3O+ + NO3-.
Однако даже обычная концентрированная НNО3 содержит, по-видимому, небольшие количества и N2О5, и катиона нитронила (нитрония) NО2+. Последний имеет линейную структуру [O=N=O]+ с ядерным расстоянием d(NO) = 115 пм. Для него вероятно следующее распределение электронной плотности: dN = +0,60, dO = +0,20.
Безводная НNО3 очень хорошо растворяет жидкую N2О4 и сама несколько растворима в ней. Насыщенная обоими компонентами система HNO3 — N2О4 распадается на два жидких слоя, из которых при 20 °С один содержит 44% HNО3 и 56% N2О4, а другой — 93% N2О4 и 7% НNО3.
Растворение N2О4 в безводной HNО3 ведёт к повышению плотности, понижению температуры замерзания (18%-ный раствор замерзает лишь при –73 °С) и резкому усилению окислительной активности. Такие растворы используются в реактивной технике. Растворы некоторых органических веществ (например, нитробензола) в безводной HNО3 применяются как жидкие взрывчатые вещества.
Безводная HNО3 является хорошим растворителем для некоторых солей (главным образом нитратов одновалентных металлов) и свободных кислот. Подобные растворы обладают высокой электропроводностью, что указывает на наличие ионизации, например, по схеме:
KNO3 + HNO3 Û K+ + [H(NO3)2]–.
Комплексный анион [H(NO3)2]– по строению аналогичен иону HF2– и имеет плоскую структуру с расстоянием d(ОО) = 245 пм в группировке О···Н+···О. Отвечающие структурному типу М[H(NO3)2] двойные нитраты Cs, Rb, K (а также некоторых комплексных катионов) были выделены в твёрдом состоянии.
С водой HNО3 смешивается в любых соотношениях. Применяемая в лабораторной практике реактивная азотная кислота содержит около 65% HNО3 и имеет плотность 1,40 г/см3. По составу она приблизительно соответствует формуле HNO3·2H2O.
Снежно-белые кристаллы безводной азотной кислоты имеют плотность 1,52 г/см3 и плавятся при –41 °С. Известны два кристаллогидрата: HNO3·H2O и HNO3·3H2O. Максимальной электропроводностью обладает 30%-ный раствор HNО3. Смешиванием предварительно охлаждённой до 0 °С концентрированной HNО3 со снегом (1:2 по массе) может быть достигнуто охлаждение до –56 °С.
Ниже приводятся данные, иллюстрирующие зависимость плотности и температуры кипения водных растворов от процентного содержания в них HNО3:
HNО3, % ············· 100 94,1 86,0 68,4 65,3 47,5 24,8
Плотность, г/см3········ 1,51 1,49 1,47 1,41 1,40 1,30 1,15
Температура кипения, °С · 86 99 115 122 119 113 104
Из этих данных видно, что максимальную температуру кипения (122 °С) имеет раствор, содержащий 68,4% HNО3. Такой раствор будет в конце концов получаться при упаривании как более разбавленной, так и более концентрированной кислоты. Для получения последней удобно пользоваться повторной перегонкой обычной 65%-ной HNО3 из смеси с концентрированной H2SO4.
АПОЛЛОНИЙ ПЕРГСКИЙ (ок . 260 - 170 до н. э.), древнегреческий математик и астроном, ученик Евклида. В основном труде "Конические сечения" (8 книг) дал полное изложение их теории. Для объяснения видимого движения планет построил теорию эпициклов. Идеи Аполлона Пергского оказали большое влияние на развитие естествознания нового времени.
ЛАПЕРУЗ (La P-erouse) Жан Франсуа (1741-1788) , французский мореплаватель. В 1785-88 руководитель кругосветной экспедиции, исследовал острова Тихого ок., берега Cеверо-Зап. Америки, Вост. Азии и Татарского прол., открыл пролив, названный его именем. Экспедиция пропала без вести, выйдя из Сиднея (Австралия) на север; ее остатки найдены в 1826, 1828 и 1964 на о. Ваникоро (из о-вов Санта-Крус).
УЛЬФИЛА (Вульфила) (Wulfila) (ок . 311 - ок. 383), первый распространитель христианства (арианства) среди германских племен, "епископ готов" (прибл. с 341).