Category Chemia nieorganiczna

Halogeny tworzą z azotem kilka typów związków. Jedne z nich, o wzorze ogólnym N2X, wywodzą się od kwasu azotowodorowego i podobnie jak on są substancjami silnie wybuchowymi. Drugie, o wzorze NX3, można uważać za pochodne amoniaku, w którym atomy wodoru zostały zastąpione przez halogen. Dla fluoru i chloru znane są też nietrwałe związki typu NH2X (halogenoaminy) i NHX2 (dwuhalogenoaminy). Wreszcie fluor tworzy dwa niższe fluorki, N2F/t i N2F2.

Tellur został wykryty przez Reichensteina (1782) i zbadany dokładniej przez Klaprot-ha, który uznał go za odrębny pierwiastek i nadał mu też nazwę pochodzącą od słowa tellus (ziemia). Tellur spotyka się bądź w stanie rodzimym, najczęściej obok złota i srebra, bądź też w postaci związków z tymi metalami (a także z miedzią i rtęcią). Samoistne minerały tellurowe spotyka się w ogóle częściej niż selenowe. Znacznie rzadziej natomiast tellur towarzyszy siarce i jej związkom (m.in. siarka japońska zawiera 0,11 °/o Te obok 0,06 °/o Se). Toteż pod względem ilości ogólnej tellur znacznie ustępuje selenowi.

W ten sposób powstały pokłady tzw. guano, które służy.jako doskonały nawóz fosforowy, zawierający ponadto znaczne ilości związanego azotu. Pochodzenia organicznego jest też większość eksploatowanych obecnie złóż fosforytów na półwyspie Kola (ZSRR), w Afryce północnej (Marokko, Algier) oraz na Florydzie (USA). Jako najważniejszy składnik zawierają one fosforan trójwapniowy. W sposób podobny jak guano ' powstały i tzw. koprolity, będące zmineralizowanymi odchodami jaszczurów, żyjących w dawniejszych epokach geologicznych. Do minerałów fosforowych należy też fosforan żelazawy, FeaiPO/J 8H2O (wiwianit, ziemia niebieska).

Chlorowodór występuje w stanie gazowym w wyziewach niektórych wulkanów. Spotyka się go również w ilości około 0,3a/c w soku żołądkowym, gdzie odgrywa dużą rolę w pierwszym stadium procesu trawienia, a zarazem działa zabójczo na różne drobnoustroje, powodujące choroby przewodu pokarmowego, jak tyfus, dyzenteria, cholera i inne.

Azot jest gazem bez barwy, smaku i zapachu, trochę lżejszym od powietrza. Z gęstości wynika dla azotu ciężar cząsteczkowy 28, cząsteczka azotu składa się więc z dwóch atomów. Rozpuszczalność w wodzie jest mniejsza niż tlenu (23 cm:l w litrze wody w 0°C), wskutek czego powietrze rozpuszczone jest nieco bogatsze w tlen niż atmosferyczne.

W warunkach normalnych chlor jest gazem barwy zielonkawożółtej (stąd nazwa Xopo = żółtozielony) o charakterystycznej duszącej woni, działającym silnie na błony śluzowe. Jest prawie 2,5 raza cięższy od powietrza, dlatego może być zbierany i przechowywany przez krótki czas w otwartych naczyniach na dnie, skąd powoli tylko dyfunduje ku górze. Z gęstości jego (3,22 g/1 w warunkach normalnych) wynika dla ciężaru cząsteczkowego wartość około 71, co dowodzi, że cząsteczka chloru składa się z dwóch atomów Cl2. W temperaturach bardzo wysokich (powyżej 1400°K) gęstość chloru względem powietrza stopniowo maleje, co świadczy o coraz dalej posuniętej dysocjacji cząsteczki na pojedyncze atomy: 01201— 57,8 kcal.

Dwutlenek azotu jest silnym środkiem utleniającym. Liczne pierwiastki, jak potas, fosfor, węgiel, siarka, palą się w nim podobnie jak w czystym tlenie. Mieszanina dwutlenku azotu i dwusiarczku węgla, CS-2, przez odpowiednie zapalenie może być doprowadzona do silnego wybuchu. Wodór wobec platyny lub rozdrobnionego niklu redukuje N02 na wodę i amoniak. W wodzie dwutlenek azotu rozpuszcza się, tworząc kwas azotowy i azotawy ten drugi reaguje dalej w myśl równania: – 3I1NO, = HNOa + HaO + 2NO.

Podczas działania białego fosforu na ogrzane roztwory silnych zasad powstaje obok fosforiaku odpowiednia sól kwasu podfosforawego (por. § 191). Sam kwas można wytworzyć w reakcji podwójnej wymiany pomiędzy jego solą barową a obliczoną ilością kwasu siarkowego: BatHgPOj), + H2S04 = BaS04 + 2H3POa, Ca(H2P02)2+ H.A<>4 = Ca0aO4 -i- 2H3P03-

Kwas podsiarkowy, H2S2OG, zwany dawniej kwasem dwutio- nowym, zawiera siarkę w pośrednim stopniu utlenienia pomiędzy kwasem siarkawym a siarkowym. Jest znany jedynie w roztworach wodnych oraz pod postacią soli: podsiarczanów (dwutionianów). Sole te otrzymać można przez działanie na kwas siarkawy niezbyt silnymi środkami utleniającymi, jak tlenkiem żelazowym, kobaltowym lub najlepiej dwutlenkiem manganu: – 2SOa + MnOa = MnS20„.

Fosfor należy do pierwiastków dość pospolitych i tworzy około 0,12% skorupy ziemskiej, zajmując wśród innych pierwiastków 12 miejsce (tabl. 1, § 6). W stanie naturalnym spotyka się go wyłącznie w postaci związków tlenowych, wywodzących się od pięciotlenku fosforu. Pierwotnym minerałem fosforowym, występującym w niewielkich ilościach niemal we wszystkich skałach wybuchowych, rzadko jednak tworzącym bogatsze złoża, jest apatyt, 3Ca,i(P04)2 Ca(F,Cl)2- Przez wietrzenie tego minerału powstaje fosforan trójwapniowy, CaPO, znajdujący się zawsze w niewielkich ilościach w glebie, skąd pobie- – rają fosfor rośliny, stanowi on bowiem niezbędny składnik wszystkich organizmów żywych. Rośliny gromadzą go głównie w ziarnach i owocach. Gdy np. sucha substancja słomy pszennej zawiera około 0,28% fosforu, to w ziarnach pszenicy zawartość jego dochodzi do 0,95%. Organizm ludzki oraz wyższych kręgowców gromadzi znaczne ilości fosforu, przede wszystkim w kościach. Masa kostna zawiera do 66% fosforanu trójwapniowego. Poza tym fosfor wchodzi w skład proto- plazmy, zwłaszcza jąder komórkowych, a także tkanki nerwowej i mózgowej. Fosfor znajduje się tam głównie w postaci złożonych związków organicznych, lecytyn, zawierających w swym składzie chemicznie związany kwas fosforowy. Stosunkowo bogate w fosfor są też odchody wyższych zwierząt i ptaków. W miejscach, gdzie nagromadzają się duże ilości tych odchodów, jak np. na skałach nadmorskich w niektórych okolicach wybrzeża peruwiańskiego, zawarta w nich substancja organiczna ulega rozkładowi, przez co wzrasta zawartość fosforanu.

Arsenowodór, ciężar cząst. 77,93, powstaje przez działanie wodoru atomowego na związki arsenu w kwaśnym roztworze, jako gaz bezbarwny, silnie trujący, o niemiłym zapachu, przypominającym czosnek. W większych ilościach otrzymać go można działając kwasami na niektóre arsenki, np. na arsenek cynkowy, Zn3As2- Arsenowodór ma względem powietrza gęstość 2,70, skrapla się w — 55°C i zestala w — 114°C. W wodzie rozpuszcza się niezbyt obficie, nie tworzy też ani z wodą, ani z kwasami związków odpowiadających związkom amonowym lub fosfo- nowym. Jako związek wybitnie endotermiczny (Ciepło tworzenia wynosi —43,8 kcal/g-cz.) jest znacznie mniej trwały od amoniaku i fos- foriaku i po ogrzaniu łatwo rozkłada się na składniki. Zapalony w powietrzu spala się płomieniem płowoniebieskim, tworząc trójtlenek arsenu i parę wodną. Gdy do płomienia wprowadzi się chłodny przedmiot, np. parowniczkę porcelanową, z tlenem łączy sie tylko wodór, arsen zaś osadza się na parownicy w postaci czarnego nalotu o połysku metalicznym („lustro arsenowe”). Podobne lustro tworzy się także przez rozkład termiczny antymonowodoru (§ 207). Różni się ono jednak od lustra arsenowego tym, że jest znacznie mniej lotne.

Bromowodór może być zasadniczo otrzymywany takimi samymi metodami jak chlorowodór, tj. przez syntezę z pierwiastków lub też przez działanie kwasu siarkowego na bromki. Synteza z pierwiastków odbywa się w obecności rozdrobnionego węgla aktywnego (§ 217) jako katalizatora. Druga metoda w zastosowaniu do bromowodoru jest niepraktyczna, gdyż powstający w reakcji HBr zostaje przez stężony kwas siarkowy częściowo utleniony na wolny brom, który zanieczyszcza wydzielający się bromowodór, zabarwiając go na brunatno.

Z powodu obecności samozapalnego fosforowodoru ciekłego w fosfo- riaku otrzymanym jedną z dwu pierwszych spośród podanych wyżej metod, również i surowy fosforiak zapala się samorzutnie na powietrzu już w zwykłej temperaturze. Przepuszczając go przez alkohol lub też oziębiając lodem można usunąć zeń fosforowodór ciekły, a tym samym pozbawić go samozapalności w zwykłej temperaturze.

Najprostszym węglowodorem jest metan, CH/„ ciężar cząst. 16,04. Tworzy się on podczas rozkładu błonnika (celulozy) bez dostępu powietrza. Dlatego spotyka się go w pokładach węgla kamiennego, zwłaszcza chudego („gaz kopalniany”). Czasem nagromadzony w głębi ziemi metan zmieszany z innymi gazami wydostaje się przez szpary skorupy ziemskiej na powierzchnię, tworząc samodzielne źródła gazu ziemnego (Stany Zjednoczone, Baku, Borysław). Również i tzw. gaz błotny, wydzielający się na mokradłach jako produkt rozpadu gnilnego szczątków roślinnych, składa się w przeważnej części z metanu. Znaczne ilości tego węglowodoru zawarte są w gazie świetlnym, powstającym podczas destylacji rozkładowej węgla.