Путешествие в Страну элементов

«Как отличен веселящий газ (закись азота N₂O) от азотного ангидрида (пятиокиси азота N₂O₅)! Первый — это газ, второй при обыкновенной температуре — твердое кристаллическое тело. А между тем все отличие между ними по составу заключается в том, что во втором теле в пять раз больше кислорода, чем в первом, и между обоими расположены еще три других окисла азота… которые все отличаются качественно от них обоих и друг от друга», — так писал об окислах азота Энгельс в «Диалектике природы».

Окислов азота пять:

Перед нами наглядная иллюстрация диалектического закона о переходе количества в качество.

N₂O — низший окисел азота — был описан впервые Пристли в конце XVIII века. Этот газ очень удивил английского химика: о одной стороны, он был ядовит для всего живого, с другой — поддерживал горение, подобно обыкновенному воздуху.

Ведь Пристли да и все ученые того времени не отделяли дыхания от горения.

В лаборатории закись азота получается нагреванием аммонийной селитры до 200 °C.

NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O.

Это соединение непрочно, и водород, уголь, керосин горят в нем так же хорошо, как в чистом кислороде.

Характернейшей особенностью закиси, свойством, взволновавшим в конце XVIII века весь ученый, и не только ученый, мир, является его физиологическое действие, открытое Дэви в 1798 году. Вдыхание закиси азота — «веселящего газа» — приводит человека в состояние сильного возбуждения, опьяняет.

По свидетельству современника, присутствовавшего на одном из сеансов наркоза закисью азота, «одни джентльмены прыгали по столам и стульям, у других развязался язык, третьи обнаружили чрезвычайную склонность к потасовке».

Дэви первый высказал мысль о возможном употреблении открытого газа для наркоза. В 1844 году американский врач Уэльс вырвал себе зуб под наркозом закиси азота. Закись азота как быстродействующее анестезирующее средство применяется хирургами и сейчас.

Окись азота еще до открытия азота Гейле собрал под водой. Он первый наблюдал взаимодействие этого газа с воздухом, он же первым описал его.

Поглощение «нитрозным газом» кислорода воздуха дало возможность количественного определения «добротности» воздуха, то есть содержания в нем кислорода. В XVIII веке был изобретен эвдиометр, специальный прибор для такого определения, способствовавший во многом становлению научной химии.

Бросив медную монету в разбавленную азотную кислоту, мы получим окись азота. На воздухе она приобретает ядовито-бурую окраску двуокиси азота.

8HNO₃ + 3Cu = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

2NO + O₂ = 2NO₂.

Азотистый ангидрид N₂O₃ — жидкость синего цвета — получают при охлаждении смеси равных количеств NO и NO₂.

Иногда над корпусами химического завода можно видеть бурые тяжелые клубы, стелющиеся над землей. Это двуокись азота, которую рабочие называют «лисьим хвостом». Этот крайне ядовитый бурый газ был известен еще алхимикам, работавшим с азотной кислотой.

NO₂ при низкой температуре димеризуется в N₂O₄.

Промышленное получение двуокиси азота основано на реакции прямого соединения азота и кислорода, которая требует большого расхода энергии:

N₂ + 2О₂ = 2NO₂ – 43 ккал.

Высший окисел азота N₂O₅ — вещество крайне неустойчивое, образующееся при обезвоживании азотной кислоты фосфорным ангидридом. При действии озона на N₂O₄ образуются белые кристаллы N₂O₅.

Взрыв работает

Вспомните кинофильм «Плата за страх». Из рюмочки, наполненной прозрачной маслянистой жидкостью, падает на пол капля и взрывается с коротким, резким грохотом.

Это нитроглицерин. Он получается при действии крепкой азотной кислоты на глицерин.

Обычно активность нитроглицерина подавляют добавками нитроклетчатки, древесной муки, кизельгура и т. д. и превращают его в динамит, которым рвут горы и скалы. Сжигая 1 килограмм угля в печи, мы знаем наверняка, что энергия, которую он выделит, не взорвет печи и даже нисколько ее не разрушит. А ведь 1 килограмм угля выделяет при сгорании в восемь раз большее количество энергии, чем такое же количество тринитротолуола — сильного взрывчатого вещества. Энергия тротила выделяется в десятки миллионов раз быстрее, развивается гигантская мощность…

12 апреля 1953 года на руднике Алтын-Топкан был произведен взрыв заряда аммонита (88 процентов нитрата аммония и 12 процентов тротила) весом в 1647 тонн. Объем раздробленной взрывом породы составил 1910 тысяч тонн.