In questo articolo vedremo 4 esempi di legami covalenti non polari.
Azoto (N₂)
Come sappiamo l'azoto viene scoperto dal famoso scienziato Daniel Rutherford (anno 1772). Lo ha ottenuto rimuovendo l'anidride carbonica dai prodotti della respirazione degli animali in uno spazio chiuso.
Avvenimento
L'azoto elementare costituisce tre quarti dell'aria in massa o quattro quinti in volume. Si trova anche nella forma KNO3 (abbastanza abbondante), NaNO3, vari sali di ammoniaca. Come sappiamo l'azoto è un elemento molto importante per noi sia che lo assumiamo direttamente che indirettamente. Dalle piante o dagli animali come fonte.
Credito d'immagine: Chemspider
Preparazione dell'azoto
L'azoto viene convenientemente preparato in laboratorio mediante i seguenti metodi:
(A) Riscaldando una soluzione contenente ioni ammonio e nitrito
Una soluzione contenente quantità equivalenti di cloruro di ammonio e nitrito di sodio viene riscaldata in un pallone a fondo tondo dotato di imbuto a cardo e tubo di erogazione. Il gas di azoto si sviluppa e viene raccolto sull'acqua.
(B) Per ossidazione dell'ammoniaca.
L'azoto si ottiene anche mediante ossidazione dell'ammoniaca con ossido di rame rovente o cloro. In ogni caso l'idrogeno viene rimosso e l'azoto liberato.
(C) Altri metodi.
L'azoto si forma anche in numerose altre reazioni, le più importanti delle quali sono riportate di seguito:
(i) Il bicromato di ammonio (solitamente cristalli di colore rosso) quando vengono riscaldati emettono luce (lampeggia) e quindi si forma la sostanza necessaria (l'azoto viene lasciato indietro.
La reazione viene impiegata per la dimostrazione dell'eruzione del vulcano. A questo scopo, un mucchio di bicromato di ammonio viene acceso toccandone la parte superiore con un filo caldo (esperimento sul vulcano).
(ii) L'azoto si sviluppa anche quando l'urea viene riscaldata con una soluzione acidificata di un nitrito.
(iii) In presenza di un alcali, l'ipobromito di sodio, NaOBr, libera azoto dai sali di ammonio o dall'urea.
(iv) L'azoto molto puro si ottiene riscaldando la sodio azide, NaN₃, quando si decompone nei suoi elementi.
Processi.
L'anidride carbonica viene compressa (a una pressione di 200 atm) dopodiché viene raffreddata facendola passare attraverso un tubo circondato da acqua (fredda). Quest'aria (che è fredda e compressa) viene fatta passare attraverso una spirale seguita dall'effetto Joule-Thomsan.
Quest'aria fredda passa attorno al tubo a spirale e raffredda l'aria in entrata. Quest'aria raffreddata passa circondando il tubo a spirale e l'aria in arrivo al suo interno. L'ulteriore raffreddamento avviene per espansione. L'aria in uscita viene nuovamente compressa e rimessa in circolo.
L'azoto e l'ossigeno sono prodotti dall'evaporazione frazionata di quest'aria liquida mediante il processo di Claude riportato di seguito:
Il processo di Claude, principio
Quando a un gas compresso freddo viene consentito di compiere un lavoro esterno, ad esempio spingendo il pistone di un motore a gas (espansione adiabatica), la sua temperatura diminuisce (cfr. effetto Joule-Thomson dove il lavoro viene svolto contro forze intermolecolari).
Processi.
L'aria viene filtrata per rimuovere le particelle di polvere e compressa a circa 60 atmosfere sopra. Viene raffreddato per rimuovere il calore generato dalla compressione. L'aria compressa viene liberata dall'anidride carbonica passando attraverso una torre riempita di calce sodata e quindi essiccata passando attraverso essiccatori ad allumina. Successivamente viene fatto passare attraverso tubi circondati da azoto freddo o ossigeno freddo nello scambiatore di calore.
L’aria compressa fredda può lavorare nel motore di espansione di Claude quando è parzialmente liquefatta. Viene utilizzata un'elevata pressione di esercizio dell'ordine di 140-150 e l'aria a 150 atmosfere e 248 K viene espansa in questo modo a 6 atmosfere e 103 K quando è parzialmente liquefatta.
L'aria parzialmente liquefatta viene fatta passare attraverso una doppia colonna di rettifica. Nella colonna inferiore sale la frazione di aria non precedentemente liquefatta e dall'aria liquida alla base. Questi gas sono più ricchi di azoto, cioè il componente più volatile.
Quando i gas in salita passano nello spazio chiuso e sono costretti a scendere attraverso i tubi esterni circondati da ossigeno liquido, l'azoto che si trova a 6 atmosfere si condensa. Parte di questo azoto liquido viene rimosso da qui e utilizzato.
Il resto passa attraverso una valvola di espansione e si espande alla pressione atmosferica. L'azoto liquido viene versato nella parte superiore della colonna superiore. Anche l'aria liquida alla base contenente circa il 1% di ossigeno viene espansa a 40 atmosfera e versata vicino al centro della colonna superiore.
Quando il liquido cade lungo la colonna di frazionamento, incontra un flusso di gas ascendente. Il liquido si riscalda un po' mentre scende e perde sempre più il costituente volatile, l'azoto, per evaporazione e si arricchisce sempre più di ossigeno. Dopo questo processo il qu richiestoqualità (purezza) È possibile ottenere azoto.
Per saperne di più, leggi : Esempi di alogenuri alchilici: approfondimenti e fatti dettagliati
Tetroossido di azoto
È molto cruciale (sostanza) per preparare molti altri composti.
Preparazione:
Può essere preparato mediante il processo di ossidazione (catalitico) del composto ammoniaca. Nella prima fase della preparazione avviene l'ossidazione dell'ammoniaca nitrica (ossido).
L'acqua al suo interno (quasi tutta) viene condensata, i gas presenti vengono raffreddati. L'ossido nitrico ottenuto viene ora ossidato dando origine al biossido di azoto; dopo questo avviene il processo di dimerizzazione del biossido di azoto ottenuto, fornendoci il composto tetrossido di azoto desiderato.
Un altro modo per la preparazione è utilizzare acido arsenico (che viene utilizzato nella forma idrata) conservato in tabulato (che è nella forma a collo piegato) e ad esso viene aggiunto nitrico (acido). Questa particolare miscela viene riscaldata (leggermente).
Il gas che si sviluppa viene fatto passare in una bottiglia (wash Bottle) che viene successivamente essiccata utilizzando nitrato di calcio (che è in forma anidra). L'intera miscela viene raffreddata, fornendoci un liquido verde (tonalità scura), al quale viene pompato ossigeno secco (in un tubo opportunamente sigillato), fornendo infine il prodotto richiesto.
Properties
- Il suo aspetto è di colore rosso-marrone (solitamente liquido) con un odore non proprio buono.
- IHa un punto di ebollizione piuttosto basso (registrato a circa 21.15 gradi Celsius), punto di fusione acuto (registrato a circa 11.8 gradi F)
- La molecola del tetrossido di azoto è di natura planare (la lunghezza del legame N-N registrata è di 1.78 Å e la lunghezza del legame N-O registrata a circa 1.19 A gradi)
- È di natura diamagnetica (senza elettroni spaiati).
Utilizza.
- Il tetrossido di azoto ha la capacità di subire autoionizzazione (molecolare). Vengono preparati molti complessi di metalli anidri (quelli di transizione) (aventi nitrato):
La preparazione del metallo (nitrati) utilizzando N2O4 viene effettuata in forma anidra (condizione).
Essere un agente ossidante, N2O4 è molto importante e viene utilizzato nei propellenti dei razzi poiché può essere mantenuto a temperatura ambiente senza problemi.
Ulteriori informazioni su : Esempi SN1: approfondimenti e fatti dettagliati
Difluoruro di diazoto
- È stato scoperto nell'anno 1952.
- Ha la capacità di esistere nella forma cis e trans.
Preparazione:
La reazione di N, N – disfluorourea e idrossido di potassio (soluzione concentrata) dà difluoruro di diazoto (la reazione viene effettuata in soluzione acquosa)
Un altro metodo è la reazione della difluoramina e del fluoruro di potassio (si noti che si dice che la difluoramina fornisca un composto solido che è di natura instabile) dopo il processo di decomposizione si ottiene il prodotto richiesto, cioè il difluoruro di diazoto. (Al posto del fluoruro di potassio, possiamo anche usare come sostituto il fluoruro di rubidio o di cesio.
Un altro metodo mediante il processo di fotolisi (utilizzando tetrafluoroidrogeno con bromo).
Può essere preparato facendo reagire N2O4 con una miscela (carbonili metallici e monossido di carbonio) ad una temperatura di 175 gradi Celsius.
Properties
- È un gas incolore a livello registrato massa molare di 66.01 g/mol e ha una densità di 2.698 g/L.
- Il punto di fusione osservato è -319.0 gradi F e -172 gradi Celsius rispettivamente per i tipi di struttura cis e Trans.
- Il punto di ebollizione osservato è -158.35 gradi F e -111.45 gradi Celsius rispettivamente per la struttura di tipo cis e Trans.
Isomeria:
- La simmetria della forma cis è C2V, mentre quella della forma trans è detta C2h. Si osserva che gli isomeri sono interconvertibili (mediante il processo termico).
- Le forme cis e trans sono separabili mediante frazionamento (effettuato a temperatura piuttosto bassa).
- La forma Trans del difluoruro di azoto è considerata meno stabile (in termini di termodinamica) ed è possibile conservarla in un recipiente di vetro.
- Per quanto riguarda la reattività della forma cis dell'azoto, il difluoruro è che ha il potenziale di attaccare il vetro nel tempo (di due settimane) e (fornisce tetrafluoruro di silicio + protossido di azoto)
Nitrato: (NO3-)
È considerato un file ione poliatomico, e i sali che comprendono questo particolare ione sono indicati come nitrati.
Preparazione:
-L'acido nitrico è un componente vitale nella preparazione del nitrato.
-Anche presente naturalmente come nitratina nella terra (depositi).
-Vengono preparati considerando le fonti di azoto (ammoniaca o urea) da parte di batteri (nitrificanti) disponibili in natura.
-Con il processo di fermentazione (di urina e sterco)
-Quando un fulmine colpisce l'atmosfera ricca di azoto e ossigeno della superficie terrestre, viene prodotta una grande quantità di ossidi successivamente rimossi dall'atmosfera dalla pioggia.
rivelazione
Può essere rilevato con il metodo della colorimetria. Di solito, la stima/rilevamento si basa sul processo di diazotazione che coinvolge la naftilammina. I nitrati in condizioni acide diazotizzano la sulfanilammide formando un prodotto accoppiato con N-1-naftil etelindiammina dicloridrato. (Nota che il primo nitrato viene convertito in forma di nitrato).
Usi:
- Utilizzato in molti fertilizzanti (nell'agroindustria).
- Essendo ottimi agenti ossidanti utilizzati negli esplosivi
- Quali effetti possono avere i nitrati sul nostro organismo?
Come sappiamo, i nitrati sono una parte essenziale della nostra dieta, ma tutto deve restare nei limiti. Se è troppo, o troppo meno, in entrambi i casi, può danneggiarci.
Se consideriamo l'acqua potabile, la quantità standard di nitrati tollerabili nell'acqua è di 10 mg/l. Al di sopra di questo può rappresentare un pericolo.
Problemi di:
Quale delle sostanze sopra indicate si presenta sotto forma di isomero?
Ans difluoruro di diazoto
Quale composto può essere preparato seguendo il processo di Claude? ed Quale dei composti sopra menzionati ha la capacità di subire autoionizzazione?
E azoto ed Tetrossido di azotoe
Leggi anche:
- Esempi di forza conservativa
- Esempi di idrosfera
- Esempi di legame idrogeno
- Esempi di sistemi isolati
- Esempi di attrito cinetico
- Esempi di forze esterne
- Esempi di spostamento
- Esempi di pendolo
- Esempi di trasporto attivo di molecole
- Esempi di macchine per ruote e assi
Questa è Sania Jakati di Goa. Sono un aspirante chimico e sto perseguendo la specializzazione in chimica organica. Credo che l'istruzione sia l'elemento chiave che ti trasforma in un grande essere umano sia mentalmente che fisicamente. Sono felice di essere un membro dello scintillante ramo della chimica e farò del mio meglio per contribuire con tutto ciò che posso da parte mia e Lambdageeks è la migliore piattaforma in cui posso condividere e acquisire conoscenze allo stesso tempo.
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