АЗОТА ОКИСЛЫ. Азот образует с кислородом пять различных соединений: 1) N₂O — закись азота, 2) NO — окись азота, 3) N₂O₃ — азотистый ангидрид, или трехокись азота, 4) NO₂ — двуокись или N₂O₄ — четырехокись азота, 5) N₂O₅ — азотный ангидрид, или пяти окись азота. Все пять окислов образуются с поглощением тепла, поэтому получение их возможно только при высокой t° и связано с большой затратой энергии.
Теплоты образования в Cal для газообразных N₂ и O₂:
| N₂ | + | O | = | N₂O | ..... | 26,6 Cal |
| N | + | O | = | NO | ..... | 21,6 » |
| N | + | 2O | = | NO₂ | ..... | 8,13 » |
| 2N | + | 3O | = | N₂O₃ | ..... | 22,2 » |
| 2N | + | 5O | = | N₂O₅ | ..... | 1,2 » |
Поэтому при синтезе пользуются другими материалами: обычно исходят из азотной кислоты или ее солей.
I. Закись азота N₂O получается: 1) из высших окислов азота, их восстановлением цинком, амальгамой натрия, сероводородом, хлористым оловом и др.; напр., 5 ч. хлористого олова SnCl₂·2H₂O, 10 ч. соляной кислоты HCl (уд. в. 1,21) и 0,9 ч. азотной кислоты HNO₃ (уд. в. 1,38) дают при кипячении N₂O; 2) нагреванием при 240° смеси эквимолекулярных количеств селитры NaHO₃ (17 ч.) и сернокислого амония (NH₄)₂SO₄ (13,5 ч.); 3) осторожным нагреванием до 170° азотнокислого аммония NH₄NO₃ = N₂О + 2Н2О, выделяющийся при этой реакции газ промывают для удаления других А. о. водой, растворами железного купороса и едкого натрия и сжижают смесью жидкой сернистой кислоты и углекислоты. N₂O — бесцветный газ приятного запаха и сладковатого вкуса; уд. в. 1,527 (воздух=1), вес 1 л при 0° и 760 мм 1,777 г; t°пл. −102°,3, t°кип. —89°,4; 100 объемов воды растворяют при 15° 77,8 объемов N₂O. При нагревании (до 900°) N₂O распадается на N и O; уголь, натрий, раскаленное железо сгорают в N₂O; в отличие от других А. о., N₂O окисляется кислородом воздуха; при вдыхании вызывает возбужденное состояние («веселящий газ»); применяется как анестезирующее средство при небольших операциях.
Азотноватистая кислота H₂N₂O₂ м. б. формально рассматриваема как гидрат закиси азота. Получается восстановлением азотистокислого натрия, амальгамой натрия в щелочном растворе; легко распадается на закись азота и воду:
- H₂N₂O = N₂O + H₂O
II. Окись азота NO получается восстановлением высших окислов углем, фосфором, сернистым газом, металлами и другими восстановителями, напр.: 1) при растворении меди в азотной кислоте 3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO; 2) при нагревании солянокислого раствора селитры и хлористого железа 6FeCl + 2KNO₃ + 8HCl:6FeCl₃ + 2 KCl + 4H₂O + 2NO; 3) о получении NO из элементов см. Азотная кислота. NO — бесцветный газ; уд. в. 1,038 (воздух = 1), вес 1 л при 0° и 760 мм 1,3402 г; t°пл. −167°, t°кип. −153°,6; 100 объемов воды растворяют 5 объемов NO. Окись азота обладает как восстановительными, так и окислительными свойствами: натрий, калий, фосфор сгорают в ней (сера не горит). Перманганат и перекись водорода окисляют NO в азотистую и азотную кислоту. С кислородом воздуха NO образует двуокись азота: 2NO + O₂ = 2NO₂. При 1 690° распадается нацело на азот и кислород. С солями дает комплексные соединения FeSO₄·NO; CuSO₄·NO.
III. Азотистый ангидрид N₂O₃ образуется: 1) при охлаждении до −18° смеси 4 объемов окиси азота NO и 1 объема O; 2) при нагревании 1 ч. крахмала и 8 ч. азотной кислоты уд. веса 1,55; 3) при нагревании трехокиси мышьяка с азотной кислотой уд. веса 1,35: As₂O₃ + 2HNO₃ = 2H₃AsO₄ + N₂O₃. Азотистый ангидрид устойчив лишь при низкой t°, он образует голубую кристаллизующуюся при −102° жидкость, которая при повышении t° буреет, разлагаясь на окись и четырехокись азота; пары ее состоят из смеси NO, N₂O₄ и N₂O₃, находящихся между собой в подвижном равновесии: 2NO + N₂O₄ ⇄ 2N₂O₃. Кислородом эта смесь окисляется до четырехокиси азота 2N₂O₃ + O₂ ⇄ 2N₂O₄. При растворении в воде азотистый ангидрид дает азотистую кислоту.
Азотистая кислота HNO₂ существует только в водном растворе; при попытке выделить ее она тотчас распадается на воду и азотистый ангидрид: 2HNO₂ = 2HNO₂H₂O + N₂O₃ Перманганат легко окисляет ее в азотную к-ту. С иодистоводородной к-той выделяет иод: HNO₂ + HJ = NO + H₂O + J. Соли азотистой кислоты имеют большое промышленное значение (см. Натрия соединения). HNO₂ имеется в воздухе (от происходящих в нем электрических разрядов), поэтому дождевая вода содержит ее соли. В почве также имеются ее соли, являющиеся отчасти продуктом жизнедеятельности патогенных бактерий; из почвы соли эти вместе с бактериями вымываются водой, поэтому вода, содержащая заметное количество азотистых солей, считается непригодной для питья.
IV. Двуокись азота NO₂ и четырехокись азота N₂O₄ образуются: 1) окислением окиси азота кислородом воздуха 2NO + O₂ = N₂O₄; 2) разложением азотного ангидрида N₂O₅ или азотной кислоты (желтая азотная кислота содержит в растворенном состоянии двуокись); 3) из солей азотной кислоты, напр, из азотнокислого свинца Pb(NO₃)₂: сухую смесь равных частей Pb(NO₃)₂ и песка, прибавляемого для равномерного нагревания, прокаливают и выделяющиеся пары конденсируют в хорошо охлаждаемом приемнике: Pb(NO₃)₂ = PbO + O + N₂O₄; 4) о получении NO₂ из аммиака и воздуха см. Аммиак. Четырехокись азота представляет при 0° бесцветную жидкость, кристаллизующуюся при −10°,8; при нагревании она желтеет и кипит при 25—26°, выделяя красно-бурые пары;с повы- повышением t° интенсивность окраски паров растет, и при 140—150° они кажутся почти черными. Изменение цвета объясняется диссоциацией бесцветной четырехокиси в сильно окрашенную двуокись: N₂O₄ ⇄ NO₂; диссоциация растет с t°: при 60° N₂O₄ распадается уже наполовину, при 150° диссоциация полная. При нагревании выше 150° пары вновь обесцвечиваются вследствие распада NO₂ на окись и кислород: 2NO₂ = 2NO + O₂. Двуокись NO₂ — сильный окислитель: в присутствии платины смесь ее с водородом дает воду и аммиак; уголь, сера, фосфор сгорают в ней. При растворении и воде двуокись дает азотную и азотистую кислоты; азотистая к-та при этом распадается далее на окись азота, азотную кислоту и воду: 2HNO₂ = 2HNO₃ + H₂O + NO. С серной кислотой двуокись образует нитрозилсерную кислоту SO₂·OH·O·NO.
V. Азотный ангидрид N₂O₅ образуется: 1) при действии хлора на азотнокислое серебро
- AgNO₃ + Cl₂ = NO₂Cl + AgCl + O,
- AgNO₃ + NO₂Cl = N₂O₅ + AgCl;
2) при осторожной перегонке тестообразной смеси 6 ч. безводной азотной кислоты и 7 ч. фосфорного ангидрида; в приемнике конденсируется жидкость, разделяющаяся на два слоя; верхний слой при ох- охлаждении выделяет кристаллы N₂O₅. Азотный ангидрид при обыкновенной t° представляет собой гигроскопические бесцветные ромбические призмы; t°пл. 29—30°; он кипит при 45—50°, разлагаясь при этом на N₂O₄ и кислород: N₂O₅ = N₂O₄ + O; N₂O₅ на большинство металлов не действует, лишь натрий и кальций сгорают в нем с большим блеском; в воде он растворяется с большим выделением тепла, давая азотную кислоту (см. Азотная кислота). Смесь N₂O₅ и азотной кислоты может служить для нитрования органических соединений.