CHIMIE II

CURS 7

GRUPA 15 a (V A) SISTEMULUI PERIODIC

Grupa a 15-a (V A) principalGrupa a V-a principal (grupa azotului): format din 5 elemente: azot (N), fosfor (P), arsen (As), stibiu (Sb) si bismut (Bi);- configuraia electronic a stratului de valen ns2np3; in condiii normale, cu excepia azotului, sunt solide; azotul exist sub form de gaz cu molecule diatomice, N2; P, As i Sb sunt solide.

AZOTDescoperit de Rutherford; aer mefitic = nu ntreine viaa;Priestley azot = fr via (nitrogen = productor de nitrai);- liber n aer 78% (procente de volum);- compui anorganici: amoniac, azotati, azotii; compui organici: proteine.Nu exist via fr azot.

P, As, Sb, Bi se gasesc doar sub forma de combinatii.

ObinereAzotul: Industrial - distilarea fracionat a aerului lichid; Laborator:

Fosforul: se extrage din rocile fosfatice

Arsen, stibiu i bismut: se extrag din minereurile sulfuroase.

Ni[(NH3)6]Cl2NaNO3 Hg2N(ClSO4) x H2O Fosfor- pulberePiromorfit Pb5(PO4)3Cl Fosfor

Realgar As4S4 Cobaltit - CoAsS Nicolit - NiAsLivingstonit HgSb4S8 Stibnit Sb2S3 Sb nativ

Proprietati chimiceNumere de oxidare N:Azot - gaz diatomic incolor i inodor, inert;Reactii la temperatura camerei:- cu Li metalic (se obine Li3N); cu unii compleci metalici combinaii complexe;- cu bacterii care fixeaz azot.Azotul este mult mai puin reactiv dect fosforul.Numere de oxidare P:

Reactivitate chimic N si P

Utilizri

Azot- atmosfer inert pentru reacii care nu pot fi efectuate n aer;- agent de rcire (azot lichid); sinteze anorganice: obinere NH3, HNO3, azotai (ca ngrminte).

Fosfor- prepararea unor compui folositi la obinerea ngrmintelor, insecticidelor, plastifianilor i a aditivilor pe baz de uleiuri;- obinere chibrituri, artificii; obinerea H3PO4 pentru industria ngrmintelor, industria alimentar, sinteze chimice etc.

Arsen, stibiu i bismut industria farmaceutic, industria metalurgic (aliaje speciale);- As folosit pentru obinerea unor insecticide (verdele de Paris), srurile cu arseniu i stibiu - foarte toxice; Bi nu este solubil n corpul uman i nu este toxic.

Combinatii importante

1. Amoniac: NH3Obtinere pe scara industriala: Obtinere in laborator: (T0C, p, catalizatori)Amoniacul este gazul cel mai solubil n ap (un volum de ap dizolv aproximativ 700 volume de amoniac).Structura NH3

Proprietati chimicea) Caracter bazicb) Caracter reductorc) Obinere sruri de amoniu (ngrminte n agricultur)Descompunere sruri de amoniudescompunerea prafului de coptUtilizri:- fabricarea HNO3, ngrminte, uree i fibre sintetice;- atmosfer reductoare n metalurgie;- agent refrigerant si solvent inert (NH3 lichid).

2. Oxizii azotuluiN2O (oxid de diazot): cel mai puin toxic dintre oxizii azotului. n amestec cu oxigen, poate fi utilizat ca anestezic n stomatologie.

NO (oxid de azot): incolor, foarte toxic;

N2O3 (trioxid de diazot): culoare albastru deshis;

NO2 (dioxid de azot): gaz, rosu brun, toxic;

N2O4 (tetraoxid de diazot): dimer NO2.

N2O5 (pentaoxid de diazot): gaz

Oxizi ai fosforului, arsenului, stibiului i bismutuluiP, As, Sb i Bi formeaz oxizi n stri de oxidare +5 i +3. Stabilitatea i caracterul oxidoreductor variaz cu N.O. i starea de oxidare:

n seria E2O5: stabilitatea: scade de la P4O10 la Bi2O5. caracterul oxidant: crete de la P4O10 la Bi2O5.

n seria E2O3: stabilitatea: crete de la P4O6 la Bi2O3. caracterul reductor: crete de la Bi2O3 la P4O6.

Acidul azotos (nitros), HNO2 acid slab, instabil; obtinere:

folosit n chimia organic pentru obinerea srurilor de diazoniu

Azotiii (nitriii) - sruri ale HNO2 solubili n ap, se descompun n prezena HCl diluat (reacie folosit pentru a deosebi calitativ azotiii de azotai. Azotaii nu reacioneaz cu HCl):gaz brun

Acidul azotic (nitric), HNO3Obtinere pe cale industriala (procedeu in 3 etape):Obtinere in laborator:Proprietati chimiceUtilizri- obinere industrial a ngrmintelor cu azot (NH4NO3 i NaNO3);- obinere substane explozive (TNT);- obinere compui intermediari folosii n fabricarea vopselurilor.

Azotati, saruri ale HNO3ObtinereProprietati chimice

Acidul fosforos, H3PO3Obtinere solid, incolor, solubil n ap; acid de trie moderat.Acidul fosforic, H3PO4Obtinere solid incolor, cristalin; acid foarte stabil; disociaza in trepte, acid de tarie redusa;Fosfai - sruri ale H3PO4 cu importanta industriala; - ingrminte chimice: NH4H2PO4; (NH4)2HPO4; - fabricarea brnzeturilor: Na2HPO4; (NaPO3)n; - dedurizarea apei: fosfai condensai de Ca2+, Na+ - chimia analitic: MgNH4PO4; Ag3PO4; (NH4)3[P(Mo3O10)4] x 6H2O

Nitruri (azoturi) ale metalelor tranziionaleProprieti importante pentru aplicaii practice din domeniul tiinei materialelor: - duriti foarte mari; - inerie chimic mare; - stabilite n ap, soluii de acizi sau metale topite; - proprieti electrice bune (conductibilitate); - stabilitate termic, cu proprieti refractare:

Azotul - element esenial n organismele vii (alctuirea aminoacizilor, uniti structurale fundamentale ale moleculelor de proteine i acizilor nucleici, macromolecule biochimice care transport informaia genetic);organisme vegetale - implicare n nutriia mineral (intr n structura proteinelor citoplasmatice, a proteinelor membranare, a proteinelor de rezerv, a enzimelor, a acizilor nucleici, a clorofilelor etc.). Procesele de cretere i dezvoltare ale organismelor vegetale se desfoar n condiii normale, dac azotul se afl n raport optim cu fosforul i potasiul.-Azotul molecular din atmosfer nu poate fi utilizat direct de organismele vii. El trebuie transformat n compui utilizabili sau fixat pentru a putea fi folosit. Transformrile azotului i compuilor si n natur se realizeaz printr-un proces biochimic ciclic, denumit ciclul azotului. Rolul biologic al elementelor din grupa azotului

Fosforul se gsete numai n sol; P organic si P mineral sunt insolubili. Solubilizarea realizat de fosfataze, (enzime prezente n rdcini) sau prin intermediul microorganismelor care excret acizi organici sau chelai. Sub form de fosfai P este preluat din sol de plante, prin tulpini i depozitat n organele tinere i semine. De la plante animale.- anion fosfat (constituia nucleotidelor, acizilor nucleici i altor biomolecule simple sau complexe);- structura fosfolipidelor, componeni structurali principali ai membranelor celulare. - n cazul plantelor stimuleaz procesele de nflorire, fructificare, maturare a fructelor etc. trivalent: toxic pentru organismul animal.

Arsenul n cantiti mici n toate esuturile animale i vegetale; trivalent: toxic pentru organismul animal.