Каждый из нас хоть раз в жизни сталкивался с неприятными последствиями употребления продуктов с нитратами. Для кого-то такая встреча продолжилась легким кишечным расстройством, а кто-то умудрился попасть в больницу и еще долгое время с опаской взирал на любые фрукты и овощи, купленные на рынке. Околонаучный подход и недостаточная информированность делают из селитры монстра, способного даже на убийство, однако стоит познакомиться с данными понятиями поближе.
Нитраты и нитриты
Нитриты - это соли азотной кислоты, имеющие вид кристаллов. Они хорошо растворяются в воде, особенно в горячей. В промышленных масштабах их получают при поглощении нитрозного газа. Используются для получения красителей, как окислитель в текстильной и металлообрабатывающей промышленности, как консервант.
Роль нитратов в жизни растений
Одним из четырех основных элементов, составляющих живой организм, является азот. Он необходим для синтеза белковых молекул. Нитраты - это молекулы солей, которые содержат необходимое растению количество азота. Поглощаясь клеткой, соли восстанавливаются до нитритов. Последние, в свою очередь, по доходят до аммиака. А он, в свою очередь, необходим для образования хлорофилла.
Естественные источники нитратов
Основным источником нитратов в природе является сама почва. Когда органические вещества, которые в ней содержатся, минерализируются - образуются нитраты. Скорость этого процесса зависит от характера землепользования, погоды и вида почвы. В земле не содержится много азота, поэтому экологи не беспокоятся из-за образования значительного количества нитратов. Тем более что сельскохозяйственные работы (боронование, дискование, постоянное использование минеральных удобрений) уменьшают количество органического азота.
Антропогенные источники
Условно антропогенные источники можно разделить на сельскохозяйственные, индустриальные и коммунальные. К первой категории относятся удобрения и отходы животноводства, ко второй - промышленные сточные воды и отходы производств. Их влияние на загрязнение окружающей среды неодинаково и зависит от специфики каждого конкретного региона.
Определение нитратов в органических материалах дало такие результаты:
Больше 50 процентов - это результат уборочной кампании;
- около 20 процентов - навоз;
- к 18 процентам приближаются городские коммунальные отходы;
- все остальное - это промышленный мусор.
Наиболее серьезный вред наносят азотные удобрения, которые вносятся в почву для увеличения урожая. Разложение нитратов в почве и растениях образует достаточное количество нитритов для пищевого отравления. Интенсификация сельского хозяйства только усугубляет эту проблему. Наиболее высокий уровень нитратов замечают в магистральных водостоках, которые собирают воду после полива.
Воздействие на организм человека
Нитраты и нитриты впервые скомпрометировали себя в середине семидесятых годов. Тогда в Средней Азии врачи зафиксировали вспышку В процессе расследования было выяснено, что фрукты обрабатывали и, видимо, немного перестарались. После этого случая химики и биологи вплотную занялись изучением взаимодействия нитратов с живыми организмами, в частности человеком.
- В крови нитраты взаимодействуют с гемоглобином и окисляют входящее в его состав железо. Так образуется метгемоглобин, который не может переносить кислород. Это приводит к нарушению клеточного дыхания и окислению
- Нарушая гомеостаз, нитраты способствуют росту вредной микрофлоры в кишечнике.
- В растениях нитраты снижают содержание витаминов.
- Передозировка нитратами может привести к прерыванию беременности или к нарушению сексуальной функции.
- При хроническом отравлении нитратами наблюдается снижение количества йода и компенсаторное увеличение щитовидной железы.
- Нитраты - это триггерный фактор для развития опухолей пищеварительной системы.
- Большая доза нитратов одномоментно способна привести к коллапсу из-за резкого расширения мелких сосудов.
Метаболизм нитратов в организме
Нитраты - это производные аммиака, которые, попадая в живой организм, встраиваются в обмен веществ и изменяют его. В небольших количествах они не вызывают беспокойства. С пищей и водой нитраты всасываются в кишечнике, проходят с током крови через печень и выводятся из организма почками. Кроме того, у кормящих матерей нитраты попадают в грудное молоко.
В процессе метаболизма нитраты превращаются в нитриты, окисляют молекулы железа в гемоглобине и нарушают дыхательную цепь. Для того чтобы образовалось двадцать грамм метгемоглобина, достаточно всего одного миллиграмма В норме концентрация метгемоглобина в плазме крови не должна превышать пары процентов. Если этот показатель поднимается выше тридцати, наблюдается отравление, если выше пятидесяти - это практически всегда смертельно.
Для контроля над уровнем метгемоглобина в организме есть метгемоглобинредуктаза. Это печеночный фермент, который вырабатывается в организме, начиная с трех месяцев жизни.
Допустимая норма нитратов
Конечно, идеальный вариант для человека - избегать попадания нитратов и нитритов в организм, но в реальной жизни так не бывает. Поэтому врачи санитарно-эпидемиологической станции установили нормы этих веществ, которые не смогут повредить организму.
Для взрослого человека с весом более семидесяти килограмм допустимой считается доза в 5 миллиграмм на килограмм веса. Без серьезных последствий для здоровья взрослый может проглотить до половины грамма нитратов. У детей этот показатель более усредненный - 50 миллиграмм, независимо от веса и возраста. В то же время грудному ребенку для отравления будет достаточно и пятой части от этой дозы.
Пути проникновения
Получить отравление нитратами можно алиментарным путем, то есть через пищу, воду и даже лекарства (если в их состав входят соли нитратов). Больше половины суточной дозы нитратов попадает в человека со свежими овощами и консервами. Оставшаяся доза поступает из выпечки, молочных продуктов и воды. Кроме того, незначительная часть нитратов является продуктами обмена веществ и образуется эндогенно.
Нитраты в воде - это повод для отдельного разговора. Она - универсальный растворитель, следовательно, в ней содержатся не только полезные минералы и микроэлементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека, но и токсины, яды, бактерии, гельминты, которые являются возбудителями опасных болезней. По данным Всемирной организации здравоохранения, из-за некачественной воды каждый год заболевает около двух миллиардов человек, а умирает из них более трех миллионов.
Химические удобрения, содержащие просачиваются через почву и попадают в подземные озера. Это приводит к накоплению нитратов, и иногда их количество достигает двухсот миллиграмм на литр. Артезианская вода чище, так как добывается из более глубоких слоев, но и в нее могут попасть токсины. Жители сельской местности вместе с колодезной водой ежедневно получают по восемьдесят миллиграмм нитратов из каждого литра выпитой воды.
Кроме того, содержание нитратов в табаке достаточно высоко, чтобы у курильщиков с большим стажем вызвать хроническое отравление. Это еще один довод в пользу борьбы с вредной привычкой.
Нитраты в продуктах
Во время кулинарной обработки продуктов количество нитратов в них существенно снижается, но в то же время нарушение правил хранения может привести к обратному эффекту. Нитриты, наиболее токсичные для человека вещества, образуются при температуре от десяти до тридцати пяти градусов, особенно если место хранения продуктов плохо вентилируется, а на овощах есть повреждения или они начали гнить. Нитриты образуются и в размороженных овощах, с другой стороны, глубокая заморозка предотвращает образование нитритов и нитратов.
При оптимальных условиях хранения можно снизить количество селитры в продуктах до пятидесяти процентов.
Отравление нитратами
Посинение губ, лица, ногтей;
- тошнота и рвота, могут быть боли в животе;
- желтушность белков глаз, стул с кровью;
- головная боль и сонливость;
- заметная одышка, сердцебиение и даже потеря сознания.
Чувствительность к этому яду проявляется сильнее в условиях гипоксии, например высоко в горах либо при отравлении угарным газом или сильном алкогольном опьянении. Нитраты попадают в кишечник, где естественная микрофлора метаболизирует их до нитритов. Нитриты всасываются в системный кровоток и влияют на гемоглобин. Первые признаки отравления можно заменить уже через час при большой начальной дозе или через шесть часов, если количество нитратов было невелико.
Следует помнить, что острое отравление нитратами по своим проявлениям похоже на алкогольную интоксикацию.
Невозможно отделить нашу жизнь от нитратов, потому что это скажется на всех сферах жизни человека: от питания до производства. Однако можно попытаться оградить себя от чрезмерного их потребления, соблюдая простые правила:
Мыть овощи и фрукты перед употреблением;
- хранить продукты в холодильниках или в специально оборудованных помещениях;
- пить очищенную воду.
Что такое нитриты и нитраты
В Большой Советской Энциклопедии (БЭС) читаем: «Нитриты — соли и эфиры азотистой кислоты HNO2». Нитриты используются в резинотехнической, текстильной, металлообрабатывающей промышленностях. Нитрит натрия (мы писали про него ) – популярный консервант в мясных продуктах.
А что такое нитраты? Это «соли и эфиры азотной кислоты HNO3». Казалось бы, разница небольшая, но все же это два разных химических соединения – одно переходит в другое в результате химических реакций в рамках азотного цикла в биосфере. Как именно это происходит, для нас не так уж важно.
Откуда берутся нитриты и нитраты и для чего они нужны?
Азот – это хорошо и важно, даже жизненно необходимо. Азотистые соединения – это строительный материал аминокислот, из которых состоят белки, из которых, в свою очередь, состоит значительная часть нашего организма. Азот и фосфор – основные минеральные вещества, которыми питаются растения, недаром именно про азотистые и фосфорные удобрения мы слышим больше всего. Без азота не было бы жизни на земле, какой мы ее знаем.
С другой стороны, азотный цикл в биосфере – это четко отлаженная устоявшаяся система, имеющая свои постоянные величины и «дозировки» азота в разных соединениях в разных местах. Внося гигантские количества азотных удобрений на поля в рамках модели традиционного сельского хозяйства, человек добивается рекордных урожаев из красивых, ровных и крупных плодов, но вместе с тем нарушает отлаженный природой механизм азотного цикла, вредя природе и самому себе.
Внесение большого количества азота ведет к вымыванию его с полей в озера, реки, оттуда в моря и океаны. Это ведет к процессу эвтрофикации, т.к. фосфор и азот – основные питательные вещества фитопланктона, т.е. мельчайших растений, которыми, в свою очередь, питается зоопланктон.
Вся эта масса накапливается на поверхности водоема, начинается бурное цветение водорослей, солнечный свет больше не попадает на дно водоема, придонные растения больше не могут фотосинтезировать, кислорода в воде не хватает, как следствие – погибает рыба и животные. Водоем вымирает, вокруг мрак и тлен.
Но вернемся к нитритам и нитратам…
Как нитраты попадают в человеческий организм?
Во-первых, через продукты питания, причем через растительную пищу в гораздо большей мере, чем через животную. Овощи, растущие в земле, получают больше дозы нитратных и аммонийных удобрений, чем корова, пасущаяся на лугу.
Со скотом, конечно, отдельный вопрос, потому что они получают массу всего другого в зависимости от того, чем их кормят и колют, но это отдельная тема. Так вот, все, что растет в земле, которую удобряют химическими азотистыми удобрениями, получает массу нитратов. Человек, съедая овощ, фрукт или зелень, выращенные в традиционном сельском хозяйстве, почти со 100% вероятностью получает дозу нитратов.
Во-вторых, нитриты и нитраты попадают в организм человека с питьевой водой – этим вечным источником веществ, про который многие забывают. Все, что в рамках с/х выливается на поля, попадает со стоком не только в реки и моря, но часто и в подземные воды.
Структура подземных вод сложна и отличается в зависимости от рельефа местности, глубины залегания и типа почв – в некоторых случаях подземные воды хорошо изолированы глинистыми слоями почвы, и никакие вещества с поверхности в них не проникают.
Как правило, это артезианская вода – она одна из самых чистых. В других случаях, однако, в подземные воды попадают те самые азотистые удобрения, причем не только с полей, но и непосредственно с производящих такие удобрения предприятий, если у последних стоят плохие системы очистки водных сбросов и атмосферных выбросов. Результат – повышенный уровень нитратов и нитритов в воде в близлежащей местности.
Тут мы опять скажем спасибо Мосводоканалу за его сайт и в той воде, что течет из-под крана в вашем районе Москвы. Например, в районе Проспект Вернадского, где живет автор этих строк, с водой все хорошо: уровень нитритов у нас менее 0,5 мг/дл3 (при норме не более 3), а уровень нитратов – 3,3 мг/дл3 (при норме не более 45).
Источниками попадания нитратов и нитритов в человеческий организм может стать и табак, и лекарства, и животная пища – например, в мясных и колбасных изделиях нитрит натрия используется в качестве консерванта.
Наш главный редактор Татьяна Лебедева как раз недавно писала о том, а вот здесь мы (пока только говядину), которое тоже не содержит этих веществ по умолчанию. Почитайте на досуге, если едите мясо.
Чем опасны нитриты и нитраты
«При неправильном использовании нитратов в качестве удобрений они накапливаются в сельскохозяйственных продуктах в чрезмерных количествах, что может привести к отравлению людей и животных», — написано в БЭС.
В человеческом организме конкретно нитраты не задерживаются — под действием ферментов они преобразуются в нитриты и образуют нитрозил-ионы. Основная опасность заключается в том, что нитрозил-ионы воздействуют на гемоглобин, ответственный за перенос кислорода в крови по всему организму.
Гемоглобин превращается в метгемоглобин, а превышение в крови концентрации метгемоглобина даже в 1% ведет к метгемоглобинемии – явлении, при котором кровь плохо или вообще не переносит кислород от легких к тканям организма. Чем грозит подобная дисфункция крови, думаю, объяснять не требуется.
Нитриты особенно опасны для грудных детей, у которых выработка ферментов еще не устоялась, организм в целом слабый, репродукция гемоглобина идет медленно, что дает большую уязвимость. Поэтому предельно допустимая суточная доза нитратов, установленная в РФ для взрослых – 0,2 мг/кг массы тела – для детей не применима. Кстати, в ЕС эта цифра вдвое меньше – 0,1 мг/кг массы тела.
Как избегать нитритов и нитратов
Как избегать овощей и фруктов? Никак. Но полезно знать, что нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах – это хорошие новости, ведь именно плоды нас и интересуют (правда, корнеплоды составляют значительную часть нашего рациона, но тут уж ничего не поделаешь).
Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых – и это тоже хорошо. Из разных сельско-хозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови и укропе.
Так что эти продукты по возможности надо покупать у тех поставщиков, в которых вы уверены, растить их самим на даче с использованием только натуральных (в идеале — самодельных) удобрений из трав, навоза, компоста или покупать в органическом качестве.
Не курите, не ешьте мясные продукты с нитритом натрия. Следите за водой. Если вы выяснили, что в вашем районе вода не отличается чистотой, озаботьтесь вопросом фильтра. Если у вас есть дачный участок и вы не в курсе качества воды там, скиньтесь всем кооперативом и закажите лабораторные анализы воды из вашего колодца, скважины, пруда или откуда вы там получаете свою воду. Будьте активны и неравнодушны – здоровье любит, чтобы о нем думали и заботились, тогда оно не будет о себе напоминать.
Азотная кислота HNO 3 - бесцветная жидкость, имеет резкий запах, легко испаряется. При попадании на кожу азотная кислота может вызвать сильные ожоги (на коже образуется характерное желтое пятно, его сразу же следует промыть большим количеством воды, а затем нейтрализовать содой NaHCO 3)
Азотная кислота
Молекулярная формула: HNO 3 , B(N) = IV, С.О. (N) = +5
Атом азота образует 3 связи с атомами кислорода по обменному механизму и 1 связь - по донорно-акцепторному механизму.
Физические свойства
Безводная HNO 3 при обычной температуре - бесцветная летучая жидкость со специфическим запахом (т. кип. 82,6"С).
Концентрированная «дымящая» HNO 3 имеет красный или желтый цвет, так как разлагается с выделением NO 2 . Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях.
Способы получения
I. Промышленный - 3-стадийный синтез по схеме: NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3
1 стадия: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
2 стадия: 2NO + O 2 = 2NO 2
3 стадия: 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3
II. Лабораторный - длительное нагревание селитры с конц. H 2 SO 4:
2NaNO 3 (тв.) +H 2 SO 4 (конц.) = 2HNO 3 + Na 2 SO 4
Ba(NO 3) 2 (тв) +H 2 SO 4 (конц.) = 2HNO 3 + BaSO 4
Химические свойства
HNO 3 как сильная кислота проявляет все общие свойства кислот
HNO 3 → H + + NO 3 -
HNO 3 - очень реакционноспособное вещество. В химических реакциях проявляет себя как сильная кислота и как сильный окислитель.
HNO 3 взаимодействует:
а) с оксидами металлов 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O
б) с основаниями и амфотерными гидроксидами 2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O
в) с солями слабых кислот 2HNO 3 + СaСO 3 = Ca(NO 3) 2 + СO 2 + H 2 O
г) с аммиаком HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO 3
Отличие HNO 3 от других кислот
1. При взаимодействии HNO 3 с металлами практически никогда не выделяется Н 2 , так как ионы H + кислоты не участвуют в окислении металлов.
2. Вместо ионов H + окисляющее действие оказывают анионы NO 3 - .
3. HNO 3 способна растворять не только металлы, расположенные в ряду активности левее водорода, но и малоактивные металлы - Си, Аg, Нg. В смеси с HCl растворяет также Au, Pt.
HNO 3 - очень сильный окислитель
I. Окисление металлов:
Взаимодействие HNO 3: а) с Me низкой и средней активности: 4HNO 3 (конц.) + Сu = 2NO 2 + Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O
8HNO 3 (разб.) + ЗСu = 2NO + 3Cu(NO 3) 2 + 4H 2 O
б) с активными Me: 10HNO 3 (разб.) + 4Zn = N 2 O + 4Zn(NO 3) 2 + 5H 2 O
в) с щелочными и щелочноземельными Me: 10HNO 3 (оч. разб.) + 4Са = NH 4 NO 3 + 4Ca(NO 3) 2 + 3H 2 O
Очень концентрированная HNO 3 при обычной температуре не растворяет некоторые металлы, в том числе Fe, Al, Cr.
II. Окисление неметаллов:
HNO 3 окисляет Р, S, С до их высших С.О., сама при этом восстанавливается до NO (HNO 3 разб.) или до NO 2 (HNO 3 конц).
5HNO 3 + Р = 5NO 2 + H 3 PO 4 + H 2 O
2HNO 3 + S = 2NO + H 2 SO 4
III. Окисление сложных веществ:
Особенно важными являются реакции окисления сульфидов некоторых Me, которые не растворяются в других кислотах. Примеры:
8HNO 3 + PbS = 8NO 2 + PbSO 4 + 4H 2 O
22HNO 3 + ЗСu 2 S = 10NO + 6Cu(NO 3) 2 + 3H 2 SO 4 + 8H 2 O
HNO 3 - нитрующий агент в реакциях органического синтеза
R-Н + НО-NO 2 → R-NO 2 + H 2 O
С 2 Н 6 + HNO 3 → C 2 H 5 NO 2 + H 2 O нитроэтан
С 6 Н 5 СН 3 + 3HNO 3 → С 6 Н 2 (NO 2) 3 СН 3 + ЗH 2 O тринитротолуол
С 6 Н 5 ОН + 3HNO 3 → С 6 Н 5 (NO 2) 3 OH + ЗH 2 O тринитрофенол
HNO 3 этерифицирует спирты
R-ОН + НO-NO 2 → R-O-NO 2 + H 2 O
С 3 Н 5 (ОН) 3 + 3HNO 3 → С 3 Н 5 (ONO 2) 3 + ЗH 2 O тринитрат глицерина
Разложение HNO 3
При хранении на свету, и особенно при нагревании, молекулы HNO 3 разлагаются за счет внутримолекулярного окисления-восстановления:
4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O
Выделяется красно-бурый ядовитый газ NO 2 , который усиливает агрессивно-окислительные свойства HNO 3
Соли азотной кислоты - нитраты Me(NO 3) n
Нитраты - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворяются в воде. Имеют химические свойства, характерные для типичных солей.
Отличительные особенности:
1) окислительно-восстановительное разложение при нагревании;
2) сильные окислительные свойства расплавленных нитратов щелочных металлов.
Термическое разложение
1. Разложение нитратов щелочных и щелочноземельных металлов:
Me(NO 3) n → Me(NO 2) n + O 2
2. Разложение нитратов металлов, стоящих в ряду активности металлов от Mg до Cu:
Me(NO 3) n → Ме x О y + NO 2 + O 2
3. Разложение нитратов металлов, стоящих в ряду активности металлов превее Cu:
Me(NO 3) n → Ме + NO 2 + O 2
Примеры типичных реакций:
1) 2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2
2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
3) 2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2
Окислительное действие расплавов нитратов щелочных металлов
В водных растворах нитраты, в противоположность HNO 3 , почти не проявляют окислительной активности. Однако расплавы нитратов щелочных металлов и аммония (селитр) являются сильными окислителями, поскольку разлагаются с выделением активного кислорода.
Соли азотистой и азотной кислот
Азотные удобрения
9 класс
Тип урока – изучение нового материала.
Вид урока – беседа.
Цели и задачи урока.
Обучающие . Познакомить учащихся со способами получения, свойствами и областями применения нитратов и нитритов. Рассмотреть проблему повышенного содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции. Дать представление об азотных удобрениях, их классификации и представителях.
Развивающие . Продолжить развитие умений: выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи, вести конспект, проводить эксперимент, применять знания на практике.
Воспитательные. Продолжить формирование научного мировоззрения, воспитание положительного отношения к знаниям.
Методы и методические приемы. Самостоятельная работа учащихся с научно-популярной литературой, подготовка сообщений, выполнение лабораторных опытов и демонстрационного эксперимента, диалогический метод изложения знаний с элементами исследования, текущий контроль знаний с помощью теста.
Структура урока.
Объявление темы, целей.
Сообщение домашнего задания и комментарий к нему.
Изложение нового материала (эвристическаябеседа с опорой на эксперимент).
Текущий контроль знаний с помощью теста.
Подведение итогов урока.
Оборудование и реактивы. Плакат по технике безопасности; таблицы «Разложение нитратов при нагревании», «Классификация азотных удобрений», «Вытеснительный ряд кислот»; тест «Азот и его соединения» (два варианта); карточки с условиями задач.
Для демонстрационного эксперимента
:
демонстрационный штатив для пробирок, спиртовка,
спички, держатель для пробирок, тигельные щипцы,
железная ложечка для сжигания веществ, лучина,
железный лист для сжигания черного пороха,
большие пробирки, вата, пропитанная
концентрированным раствором щелочи, чашка с
песком, три лабораторных штатива;
концентрированные растворы гидроксида натрия и
серной кислоты, кристаллические соли – нитрат
калия, нитрат меди(II), нитрат серебра; древесный
уголек, медная пластина, сера, раствор
дифениламина в концентрированной серной кислоте
(темная склянка, 0,1 г дифениламина на
10 мл H 2 SO 4 (конц.); растворы йодида калия,
разбавленной серной кислоты, нитрита калия; в
демонстрационных пробирках – растительные соки
капусты, кабачка, тыквы; йодкрахмальная бумажка.
Для лабораторных опытов: пробирка с двумя гранулами цинка, три пустые пробирки, стеклянные палочки, две пробирки с кристаллическими нитратами (объемом с горошину) – нитрата бария и нитрата алюминия, лакмус, растворы нитрата меди(II), нитрата серебра, соляной кислоты, хлорида бария, дистиллированная вода.
Эпиграф. «Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени как химия» (Майкл Фарадей).
ХОД УРОКА
Сведения по технике безопасности
Все нитраты относятся к огневзрывчатым веществам. Хранить нитраты необходимо отдельно от органических и неорганических веществ. Все опыты с образованием оксида азота(IV) необходимо проводить в больших пробирках, закрытых ватными тампонами, смоченными концентрированным раствором щелочи. Азотную кислоту следует хранить в темных склянках, беречь от огня. Особенно токсичны нитриты.
Домашнее задание
Учебник О.С.Габриеляна «Химия-9», § 26, упр. 7. Сильные ученики получают индивидуальные задания.
Индивидуальные задания
1. Переведите с алхимического языка такую запись: «“Крепкая водка” пожирает “луну”, выпуская “лисий хвост”. Сгущение полученной жидкости порождает “адский камень”, который чернит ткань, бумагу и руки. Чтобы “луна” опять взошла, прокаливай “адский камень” в печи».
Ответ .
«Адский камень» – нитрат серебра – при нагревании разлагается с образованием серебра – «луна взошла»:
2АgNO 3 (кр.) 2Аg + 2NO 2 + O 2 .
2.
В одном старинном научном трактате описан опыт
получения «красного преципитата»*: «Ртуть
растворяют в азотной кислоте, раствор выпаривают
и остаток нагревают, пока он не сделается
“красным”». Что представляет собой «красный
преципитат»? Напишите уравнения реакций, ведущих
к его образованию, учитывая, что ртуть в
образующихся соединениях имеет степень
окисления +2 и что при действии азотной кислоты на
ртуть выделяется газ, буреющий на воздухе.
Ответ . Уравнения реакций :
Оксид ртути(II) HgO в зависимости от способа получения бывает красного или желтого цвета (Hg 2 O – черного цвета). На воздухе ртуть при комнатной температуре не окисляется. При продолжительном нагревании ртуть соединяется с кислородом воздуха, образуя красный оксид ртути(II) – НgО, который при более сильном нагревании снова разлагается на ртуть и кислород:
2НgО = 2Нg + O 2 .
Изучение нового материала
Состав и номенклатура солей азотной кислоты
Учитель. Что означают латинское название «нитрогениум» и греческое «нитрат»?
Ученик. «Нитрогениум» означает «рождающий селитру», а «нитрат» означает «селитра».
Учитель. Нитраты калия, натрия, кальция и аммония называют селитрами . Например, селитры: KNO 3 – нитрат калия (индийская селитра) , NаNО 3 – нитрат натрия (чилийская селитра) , Са(NО 3) 2 – нитрат кальция (норвежская селитра) , NH 4 NO 3 – нитрат аммония (аммиачная или аммонийная селитра, ее месторождений в природе нет). Германская промышленность считается первой в мире, получившей соль NH 4 NO 3 из азота N 2 воздуха и водорода воды, пригодную для питания растений .
Физические свойства нитратов
Учитель. О том, какая взаимосвязь существует между строением вещества и его свойствами, мы узнаем из лабораторного опыта .
Физические свойства нитратов
Задание. В двух пробирках содержатся кристаллические нитраты: Ва(NO 3) 2 и Al(NO 3) 3 . В каждую пробирку прилить по 2 мл дистиллированной воды, перемешать стеклянной палочкой. Наблюдать процесс растворения солей. Растворы хранить до исследования характера среды.
Учитель. Что называют солями?
Ученик . Соли – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и ионов кислотных остатков .
Учитель. Нужно построить логическую цепочку: вид химической связи – тип кристаллической решетки – силы взаимодействия между частицами в узлах решетки – физические свойства веществ .
Ученик. Нитраты относятся к классу солей, поэтому для них характерны ионная связь и ионная кристаллическая решетка, в которой ионы удерживаются электростатическими силами. Нитраты – твердые кристаллические вещества, тугоплавки, растворимы в воде, сильные электролиты .
Получение нитратов и нитритов
Учитель. Назовите десять способов получения солей, основанных на химических свойствах важнейших классов неорганических соединений .
Ученик.
1) Металл + неметалл = соль;
2) металл + кислота = соль + водород;
3) оксид металла + кислота = соль + вода;
4) гидроксид металла + кислота = соль + вода;
5) гидроксид металла + кислотный оксид = соль + вода;
6) оксид металла + оксид неметалла = соль;
7) соль 1 + гидроксид металла (щелочь) = соль 2 + гидроксид металла (нерастворимое основание);
8) соль 1 + кислота (сильная) = соль 2 + кислота (слабая);
10) соль 1 + металл (активный) = соль 2 + металл (менее активный).
Специфические способы получения солей:
12) соль 1 + неметалл (активный) = соль 2 + неметалл (менее активный);
13) амфотерный металл + щелочь = соль + водород;
14) неметалл + щелочь = соль + водород.
Специфический способ получения нитратов и нитритов:
оксид азота(IV) + щелочь = соль1 + соль2 + вода, например (пишет на доске):
Это – окислительно-восстановительная реакция, ее тип – дисмутация, или диспропорционирование.
В присутствии кислорода из NO 2 и NaOH получается не две соли, а одна:
Тип
окислительно-восстановительной реакции –
межмолекулярный.
Учитель. Почему опыты с образованием оксида азота(IV) следует проводить в больших пробирках, закрытых ватными тампонами, смоченными водной щелочью?
Ученик. Оксид азота(IV) – ядовитый газ, он взаимодействует со щелочью и обезвреживается.
Химические свойства нитратов
Учащиеся выполняют лабораторные опыты по напечатанной методике.
Свойства нитратов, общие с другими солями
Взаимодействие нитратов с металлами,
кислотами, щелочами, солями
Задание. Отметить признаки каждой реакции, записать молекулярные и ионные уравнения, соответствующие схемам:
Cu(NO 3) 2 + Zn … ,
AgNO 3 + HCl … ,
Cu(NO 3) 2 + NaOH … ,
AgNO 3 + BaCl 2 … .
Гидролиз нитратов
Задание. Определить реакцию среды предложенных растворов солей: Ва(NO 3) 2 и Al(NO 3) 3 . Записать молекулярное и ионные уравнения возможных реакций с указанием среды раствора.
Специфические свойства нитратов и нитритов
Учитель. Все нитраты термически неустойчивы. При нагревании они разлагаются с образованием кислорода. Характер других продуктов реакции зависит от положения металла, образующего нитрат, в электрохимическом ряду напряжений:
Особое положение занимает нитрат аммония, разлагающийся без твердого остатка:
NH 4 NO 3 (кр.) N 2 O + 2H 2 O.
Учитель проделывает демонстрационные опыты.
Опыт 1. Разложение нитрата калия. В большую пробирку поместить 2–3 г кристаллического нитрата калия, нагреть до расплавления соли. В расплав бросить предварительно нагретый в железной ложечке древесный уголек. Учащиеся наблюдают яркую вспышку и горение угля. Под пробирку необходимо подставить чашку с песком.
Учитель. Почему уголек, опущенный в расплавленную калийную селитру, мгновенно сгорает?
Ученик. Селитра разлагается с образованием газа кислорода, поэтому предварительно нагретый уголек мгновенно сгорает в нем:
С + О 2 = СО 2 .
Опыт 2. Разложение нитрата меди(II). В большую пробирку поместить кристаллический нитрат меди(II) (объемом с горошину), пробирку закрыть ватным тампоном, смоченным концентрированным раствором щелочи. Закрепить пробирку в штативе горизонтально и нагреть.
Учитель. Обратите внимание на признаки реакции .
Учащиеся наблюдают образование бурого газа NО 2 и черного оксида меди(II) СuО.
Ученик у доски составляет уравнение реакции:
Тип окислительно-восстановительной реакции – внутримолекулярный.
Опыт 3. Разложение нитрата серебра. Накалить в пробирке, закрытой ватным тампоном, смоченным концентрированным раствором щелочи, несколько кристалликов нитрата серебра.
Учитель. Какие выделяются газы? Что осталось в пробирке?
Ученик у доски отвечает на вопросы, составляет уравнение реакции:
Тип окислительно-восстановительной реакции – внутримолекулярный. В пробирке остался твердый остаток – серебро.
Учитель. Качественная реакция на нитрат-ион NO 3 – – взаимодействие нитратов c металлической медью при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты или с раствором дифениламина в Н 2 SO 4 (конц.).
Опыт 4. Качественная реакция на ион NO 3 – . В большую сухую пробирку поместить зачищенную медную пластинку, несколько кристалликов нитрата калия, прилить несколько капель концентрированной серной кислоты. Пробирку закрыть ватным тампоном, смоченным концентрированным раствором щелочи и нагреть.
Учитель. Назовите признаки реакции.
Ученик. В пробирке появляются бурые пары оксида азота(IV), что лучше наблюдать на белом экране, а на границе медь – реакционная смесь появляются зеленоватые кристаллы нитрата меди(II) .
Учитель (демонстрирует схему уменьшения относительной силы кислот). В cоответствии с рядом кислот каждая предыдущая кислота может вытеснить из соли последующую .
Ученик у доски составляет уравнения реакций:
КNO 3 (кр.) + Н 2 SO 4 (конц.) = КНSО 4 + НNО 3 ,
Тип окислительно-восстановительной реакции – межмолекулярный.
Учитель. Вторую качественную реакцию на нитрат-ион NO 3 – проведем чуть позже, при исследовании содержания нитратов в продуктах питания .
Качественная реакция на нитрит-ион NO 2 – – взаимодействие нитритов с раствором йодида калия КI, подкисленным разбавленной серной кислотой.
Опыт 5. Качественная реакция на ион NO 2 – . Взять 2–3 капли раствора йодида калия, подкисленного разбавленной серной кислотой, и прилить несколько капель раствора нитрита калия. Нитриты в кислой среде способны окислять йодид-ион I – до свободного I 2 , который обнаруживается йодкрахмальной бумажкой, смоченной в дистиллированной воде.
Учитель. Как должна изменить окраску йодкрахмальная бумажка под действием свободного I 2 ?
Ученик. Простое вещество I 2 обнаруживается по посинению крахмала .
Учитель составляет уравнение реакции:
Учитель. В этой реакции NO 2 – является окислителем. Однако существуют и другие качественные реакции на ион NO 2 – , в которых он является восстановителем. Отсюда можно сделать вывод, что ион NO 3 – проявляет только окислительные свойства, а ион NO 2 – – как окислительные, так и восстановительные свойства .
Применение нитратов и нитритов
Учитель (задает проблемный вопрос). Почему азота в природе много (он входит в состав атмосферы), а растения часто дают плохой урожай из-за азотного голодания?
Ученик. Растения не могут усваивать молекулярный азот N 2 из воздуха. Это проблема «связанного азота». При недостатке азота задерживается образование хлорофилла, поэтому растения имеют бледно-зеленую окраску, как следствие, задерживается рост и развитие растения. Азот – жизненно важный элемент. Без белка нет жизни, а без азота нет белка .
Учитель. Назовите способы усвоения атмосферного азота .
Ученик. Часть связанного азота поступает в почву во время гроз. Химия процесса такова:
Учитель. Какие растения способны повышать плодородие почвы и в чем их особенность?
Ученик. Эти растения (люпин, люцерна, клевер, горох, вика) относятся к семейству бобовых (мотыльковые), на корнях которых развиваются клубеньковые бактерии, способные связывать атмосферный азот, переводя его в соединения, доступные для растений .
Учитель. Снимая урожаи, человек ежегодно уносит вместе с ними огромные количества связанного азота. Эту убыль он покрывает внесением не только органических, но и минеральных удобрений (нитратных, аммиачных, аммонийных). Азотные удобрения вносят под все культуры. Азот усваивается растениями в виде катиона аммония и нитрат-аниона NO 3 – .
Учитель демонcтрирует схему «Классификация азотных удобрений».
Схема
Учитель. Одной из важных характеристик является содержание питательного элемента в удобрении. Расчет питательного элемента для азотных удобрений ведут по содержанию азота .
 |
Растения, связывающие атмосферный азот |
Задача . Какова массовая доля азота в жидком аммиаке и аммиачной селитре?
Формула аммиака – NH 3 .
Массовая доля азота в аммиаке:
(N) = A r (N)/M r (NH 3) 100%,
(N) = 14/17 100% = 82%.
Формула аммиачной селитры – NH 4 NO 3 .
Массовая доля азота в аммиачной селитре:
(N) = 2A r (N)/M r (NH 4 NO 3) 100%,
Влияние нитратов на окружающую среду и организм человека
1-й ученик. Азот как основной питательный элемент влияет на рост вегетативных органов – зеленых стеблей и листьев. Азотные удобрения не рекомендуется вносить поздней осенью или ранней весной, т. к. талые воды смывают до половины удобрений. Важно соблюдать нормы и сроки внесения удобрений, вносить их не сразу, а в несколько приемов. Применять медленно действующие формы удобрений (гранулы, покрытые защитной пленкой), при посадке использовать сорта, склонные к низкому накоплению нитратов. Коэффициент использования азотных удобрений – 40–60%. Избыточное употребление азотных удобрений не только ведет к аккумуляции нитратов в растениях, но и приводит к загрязнению ими водоемов и грунтовых вод. Антропогенными источниками загрязнения водоемов нитратами являются также металлургия, химическая, в том числе целлюлозно-бумажная, и пищевая отрасли промышленности. Одним из признаков загрязнения водоемов является «цветение» воды, вызванное бурным размножением синезеленых водорослей. Особенно интенсивно оно происходит во время таяния снега, летних и осенних дождей. Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитратов регламентируется ГОСТом. Для суммы нитрат-ионов в почве принято значение 130 мг/кг, в воде разных водоисточников – 45 мг/л. (Ученики записывают в тетради: ПДК (NO 3 – в почве) – 130 мг/кг, ПДК (NO 3 – в воде) – 45 мг/л.)
Для самих растений нитраты безвредны, а вот для человека и травоядных животных они опасны. Смертельная доза нитратов для человека – 8–15 г, допустимое суточное потребление – 5 мг/кг. Многие растения способны накапливать большие количества нитратов, например: капуста, кабачки, петрушка, укроп, свекла столовая, тыква и др.
Такие растения называют нитратонакопителями. В организм человека 70% нитратов поступает с овощами, 20% – с водой, 6% – с мясом и рыбой. Попадая в организм человека, часть нитратов всасывается в желудочно-кишечном тракте в неизмененном виде, другая часть, в зависимости от присутствия микроорганизмов, значения рН и других факторов, может превращаться в более ядовитые нитриты, аммиак, гидроксиламин NН 2 ОН; в кишечнике из нитратов могут образоваться вторичные нитрозамины R 2 N–N=О, обладающие высокой мутагенной и канцерогенной активностью. Признаки небольшого отравления – слабость, головокружение, тошнота, расстройство желудка и т. д. Снижается работоспособность, возможна потеря сознания.
В организме человека нитраты взаимодействуют с гемоглобином крови, превращая его в метгемоглобин, в котором железо окислено до Fe 3+ и не может служить переносчиком кислорода. Именно поэтому один из признаков острого отравления нитратами – синюшность кожных покровов. Выявлена прямая зависимость между случаями появления злокачественных опухолей и интенсивностью поступления в организм нитратов при избытке их в почве.
Опыт. Исследование содержания нитратов
в продуктах питания
(качественная реакция на нитрат-ион NO 3 –)
В три большие демонстрационные пробирки поместить по 10 мл растительного сока капусты, кабачка, тыквы (на белом фоне). В каждую пробирку прилить по нескольку капель раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте.
Синяя окраска раствора будет указывать на присутствие нитрат-ионов:
NO 3 – + дифениламин вещество интенсивного синего цвета.
Синяя окраска присутствовала только в растительном соке кабачка, причем окраска была неинтенсивно-синяя. Следовательно, содержание нитратов в кабачке незначительное, а в капусте с тыквой – и того меньше.
Первая помощь при отравлении нитратами
2-й ученик. Первая помощь при отравлении нитратами – это обильное промывание желудка, прием активированного угля, солевых слабительных – глауберовой соли Na 2 SO 4 10H 2 O и английской соли (горькая соль) MgSO 4 7H 2 O, cвежий воздух .
Уменьшить вредное влияние нитратов на организм человека можно с помощью аскорбиновой кислоты (витамина С); если ее соотношение с нитратами составляет 2:1, то нитрозамины не образуются. Доказано, что прежде всего витамин С, а также витамины Е и А являются ингибиторами – веществами, предотвращающими и тормозящими процессы преобразования нитратов и нитритов в организме человека. Необходимо ввести в рацион питания побольше черной и красной смородины, других ягод и фруктов (кстати, в висячих плодах нитратов практически нет). И еще один естественный нейтрализатор нитратов в организме человека – это зеленый чай .
Причины накопления нитратов в
овощах
и способы выращивания экологически чистой
продукции растениеводства
3-й ученик. Наиболее интенсивно азот поглощается во время роста и развития стеблей и листьев. При созревании семян потребление азота из почвы практически прекращается. Плоды, достигшие полной зрелости, уже не содержат нитратов – происходит полное превращение соединений азота в белки. Но у многих овощей ценится именно незрелый плод (огурцы, кабачки). Удобрять такие культуры азотными удобрениями желательно не позднее чем за 2–3 недели до уборки урожая. Кроме того, полному превращению нитратов в белки препятствуют плохая освещенность, избыточная влажность и несбалансированность питательных элементов (недостаток фосфора и калия). Не следует увлекаться внесезонными тепличными овощами. Например, 2 кг тепличных огурцов, съеденных за один прием, могут вызвать опасное для жизни отравление нитратами. Надо также знать, преимущественно в каких частях растения накапливаются нитраты: у капусты – в кочерыжке, у моркови – в сердцевине, у кабачков, огурцов, арбузов, дыни, картофеле – в кожуре. У дыни и арбуза не следует есть незрелую мякоть, прилежащую к корке. Огурцы лучше почистить и срезать место прикрепления их к стеблю. У зеленных культур нитраты накапливаются в стеблях (петрушка, салат, укроп, сельдерей). Содержание нитратов в различных частях растений неравномерно: в черешках листьев, стебле, корне содержание их в 1,5–4,0 раза выше, чем в листьях. Всемирная организация здравоохранения считает допустимым содержание нитратов в диетических продуктах до 300 мг NO 3 – на 1 кг сырого вещества. (Ученики записывают в тетради: ПДК (NO 3 – в диетических продуктах) – 300 мг/кг.)
Если самое высокое содержание нитратов отмечается в свекле, капусте, салате, зеленом луке, то самое низкое содержание нитратов – в репчатом луке, томатах, чесноке, перце, фасоли.
Чтобы вырастить экологически чистую продукцию, прежде всего необходимо грамотно вносить азотные удобрения в почву: в строго рассчитанных дозах и в оптимальные сроки. Выращивать овощи, особенно зеленные культуры, надо при хорошей освещенности, оптимальных показателях влажности почвы и температуры. И все же для уменьшения содержания нитратов овощные культуры лучше подкармливать органическими удобрениями. Несвоевременное внесение удобрений, особенно в избыточных дозах, в том числе и органического удобрения – навоза, приводит к тому, что поступившие в растение минеральные соединения азота не успевают полностью превратиться в белковые.
4-й ученик. Весной на прилавках магазинов и рынков появляются зеленные культуры: салат, шпинат, зеленый лук, огурцы, выращенные в теплице, в закрытом грунте. Как уменьшить содержание нитратов в них? Перечислим некоторые из них.
1. Такие ранние культуры, как зелень петрушки, укропа, сельдерея, необходимо поставить как букет в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 ч полностью перерабатываются и потом практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пишу.
2. Свеклу, кабачки, тыкву перед приготовлением необходимо порезать мелкими кубиками и 2–3 раза залить теплой водой, выдерживая по 5–10 минут. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно теплой, и вымываются водой (посмотрите таблицу растворимости кислот, оснований, солей). При мытье и чистке теряется 10–15% нитратов.
3. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50–80%.
4. Уменьшает количество нитратов в овощах квашение, соление, маринование.
5. При долгом хранении содержание нитратов в овощах уменьшается.
А вот сушка, приготовление соков и пюре, наоборот, повышают количество нитратов.
1) варка овощей;
2) очистка от кожуры;
3) удаление участков наибольшего скопления нитратов;
4) вымачивание.
Для того чтобы оценить, насколько реальна опасность отравления нитратами, учащимся предлагается расчетная задача.
Задача . В столовой свекле содержится в среднем 1200 мг нитрат-ионов на 1 кг. При очистке свеклы теряется 10% нитратов, а при варке – еще 40%. Будет ли превышена суточная норма потребления нитратов (325 мг), если ежедневно съедать по 200 г вареной свеклы?
Дано:
m(свеклы) = 1 кг,
с (NO 3 –) = 1200 мг/кг,
m макс (NO 3 – в сутки) = 325 мг,
m (свеклы) = 200 г (0,2 кг),
(потерь при очистке) = 10%,
(потерь при варке) = 40%.
__________________________________
Найти: m (NO 3 – в 200 г вареной свеклы).
Решение
1 кг свеклы – 1200 мг NO 3 – ,
0,2 кг свеклы – х мг NO 3 – .
Отсюда х = 240 мг (NO 3 –).
Общая доля потерь нитрат-ионов:
(потерь NO 3 –) = 10% + 40% = 50%.
Следовательно, в организм попадает половина от 240 мг или 120 мг NO 3 – .
Ответ. После очистки и варки свеклы суточная норма по нитратам (325 мг), содержащимся в 200 г готового продукта (120 мг NO 3 –), не превышена, употреблять в пищу ее можно.
Нитраты в производстве взрывчатых веществ
Учитель. Многие взрывчатые смеси содержат в своем составе окислитель (нитраты металлов или аммония и др.) и горючее (дизельное топливо, алюминий, древесную муку). Поэтому соли – нитрат калия, нитрат бария, нитрат стронция и другие – применяются в пиротехнике .
Какое азотное удобрение вместе с алюминием и древесным углем входит в состав взрывчатой смеси – аммонала?
Ученик. Аммонал содержит также нитрат аммония. Основная реакция, которая протекает при взрыве:
3NН 4 NО 3 + 2Аl 3N 2 + 6Н 2 О + Аl 2 O 3 + Q .
Высокая теплота сгорания алюминия повышает энергию взрыва. Применение нитрата аммония в составе аммонала основано на его свойстве разлагаться при детонации с образованием газообразных веществ:
2NН 4 NО 3 (кр.) = 2N 2 + 4Н 2 О + O 2 .
В руках террористов взрывчатые вещества приносят мирным людям только страдания.
Шесть веков продолжалось господство черного пороха в военном деле. Теперь его применяют в качестве взрывчатого вещества в горном деле, в пиротехнике (ракеты, фейерверки), а также как охотничий порох. Черный или дымный порох – это смесь 75% нитрата калия, 15% древесного угля и 10% серы.
Опыт. Горение черного или дымного пороха
Готовят черный порох смешиванием 7,5 г нитрата калия, 1 г серы и 1,5 г древесного угля. Перед смешиванием каждое вещество измельчают в фарфоровой ступке. Во время демонстрации опыта смесь горочкой помещают на железный лист и поджигают горящей лучиной. Смесь сгорает, образуя облако дыма (тяга).
Учитель. Какую роль играет селитра?
Ученик. Селитра выступает в роли окислителя при нагревании :
Применение нитратов и нитритов в медицине
5-й ученик. Нитрат серебра AgNO 3 , который чернит ткань, бумагу, парты и руки (ляпис), применяют как противомикробное средство для лечения кожных язв, для прижигания бородавок (учитель демонстрирует технику прижигания бородавок на своей руке) и в качестве противовоспалительного средства при хроническом гастрите и язве желудка: пациентам назначают пить 0,05%-й раствор АgNO 3 . Порошкообразные металлы Zn, Мg, Al, cмешанные с нитратом серебра, используют в петардах .
Основный нитрат висмута Вi(ОН) 2 NО 3 назначают внутрь при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки в качестве вяжущего и антисептического средства. Наружно – в мазях, присыпках при воспалительных заболеваниях кожи.
Соль нитрит натрия NaNО 2 применяют в медицине как спазмолитическое средство .
Применение нитритов в пищевой отрасли промышленности
6-й ученик. Нитриты применяют в колбасном производстве: 7 г на 100 кг фарша. Нитриты придают колбасе розовый цвет, без них она серая, как вареное мясо, и не имеет товарного вида. К тому же присутствие нитритов в колбасе необходимо еще и по другой причине: они предотвращают развитие микроорганизмов, выделяющих токсичные яды .
Контроль знаний с помощью теста «Азот и его соединения»
Вариант I
1. Наиболее прочная молекула:
а) Н 2 ; б) F 2 ; в) О 2 ; г) N 2 .
2. Окраска фенолфталеина в растворе аммиака:
а) малиновая; б) зеленая;
в) желтая; г) синяя.
3. Степень окисления +3 у атома азота в соединении:
а) NH 4 NO 3 ; б) NaNО 3 ; в) NО 2 ; г) КNO 2 .
4. При термическом разложении нитрата меди(II) образуются:
а) нитрит меди(II) и О 2 ;
б) оксид азота(IV) и О 2 ;
в) оксид меди(II), бурый газ NO 2 и О 2 ;
г) гидроксид меди(II), N 2 и О 2 .
5. Какой ион образован по донорно-акцепторному механизму?
а) ; б) NO 3 – ; в) Сl – ; г) SO 4 2– .
6. Укажите сильные электролиты:
а) азотная кислота;
б) азотистая кислота;
в) водный раствор аммиака;
г) нитрат аммония.
7. Водород выделяется при взаимодействии:
а) Zn + HNO 3 (разб.);
б) Cu + HCl (р-р);
в) Al + NaOH + H 2 O;
г) Zn + H 2 SO 4 (разб.);
д) Fe + HNO 3 (конц.).
8. Составьте уравнение реакции цинка с очень разбавленной азотной кислотой, если один из продуктов реакции – нитрат аммония. Укажите коэффициент, стоящий перед окислителем.
9.
Дайте названия веществам А, В, С.
Вариант II
1. Cпособом вытеснения воды нельзя собрать:
а) азот; б) водород;
в) кислород; г) аммиак.
2. Реактивом на ион аммония служит раствор:
а) сульфата калия; б) нитрата серебра;
в) гидроксида натрия; г) хлорида бария.
3. При взаимодействии НNО 3 (конц.) с медной стружкой образуется газ:
а) N 2 O; б) NН 3 ; в) NO 2 ; г) Н 2 .
4. При термическом разложении нитрата натрия образуется:
а) оксид натрия, бурый газ NO 2 , O 2 ;
б) нитрит натрия и О 2 ;
в) натрий, бурый газ NO 2 , O 2 ;
г) гидроксид натрия, N 2 , О 2 .
5. Cтепень окисления азота в сульфате аммония:
а) –3; б) –1; в) +1; г) +3.
6. С какими из указанных веществ реагирует концентрированная HNO 3 при обычных условиях?
а) NаОН; б) АgСl; в) Al; г) Fе; д) Сu.
7. Укажите число ионов в сокращенном ионном уравнении взаимодействия сульфата натрия и нитрата серебра:
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.
8. Составьте уравнение взаимодействия магния с разбавленной азотной кислотой, если один из продуктов реакции – простое вещество. Укажите коэффициент, стоящий в уравнении перед окислителем.
9. Напишите уравнения реакций для следующих превращений:
Дайте названия веществам А, В, С, D.
Ответы на вопросы тестов
Вариант I
1 – г; 2 – а; 3 – г; 4 – в; 5 – а; 6 – а, г; 7 – в, г; 8 – 10,
9. А – NH 3 , B – NH 4 NO 3 , C – NO,
Вариант II
1 – г; 2 – в; 3 – в; 4 – б; 5 – а; 6 – а, д; 7 – в,
2Ag + + SO 4 2– = Ag 2 SO 4 ;
8 – 12,
9. А – NO, B – NO 2 , C – HNO 3 , D – NH 4 NO 3 ,
В заключение урока учитель высказывает свое отношение к проделанной учащимися работе, оценивает их выступления и ответы.
ЛИТЕРАТУРА
Габриелян О.С
. Химия-9. М.: Дрофа, 2001; Габриелян
О.С, Остроумов И.Г
. Настольная книга учителя.
Химия. 9 класс. М.: Дрофа, 2002; Пичугина Г.В
.
Обобщение знаний о превращении соединений азота
в почве и в растениях. Химия в школе, 1997, № 7; Харьковская
Н.Л
.,
Ляшенко Л.Ф., Баранова Н.В
. Осторожно – нитраты!
Химия в школе, 1999, № 1; Железнякова Ю.В.,
Назаренко В.М
. Учебно-исследовательские
экологические проекты. Химия в школе, 2000, № 3.
*«Красный преципитат» – это одна из модификаций оксида ртути(II) HgO. (Прим. ред .)
Раньше нитраты винили во всех отравлениях и расстройствах желудочно-кишечного тракта. В эпоху супермаркетов и генной инженерии страх перед удобренными овощами и фруктами отошел на второй план - нас стали пугать вощеными яблоками и гигантской клубникой. Но нитратное земледелие не осталось в прошлом веке. Так ли страшны нитраты, как их малюют?
Нитраты
- (соли азотной кислоты) нужны растениям для роста. Поскольку нитраты хорошо растворяются в воде, они из почвы попадают в грунтовые воды и поэтому могут накапливаться в растениях, которые изначально выращивались без применения удобрений. Сами по себе нитраты низкотоксичны. Но в организме человека они могут превращаться в нитриты. Последние опасны тем, что преобразуют гемоглобин в метгемоглобин, который теряет способность доставлять кислород к тканям. Правда в организме есть фермент метгемоглобинредуктаза, который достаточно быстро возвращает гемоглобин в нормальное состояние. Больше всего нитратов в зоне роста плодов, где происходит синтез белка. Например, в кочерыжке и верхних листах капусты, в хвостиках огурцов, в кожуре картофеля. Поэтому их рекомендуется не использовать в пищу. У каждого вида растения свои особенности роста и развития, например свекла, редис, листовые салаты, капуста накапливают нитраты больше других. А вот яблоки и клубника к нитратам
почти индифферентны. Сколько нитратов накопилось в плодах, зависит от степени их зрелости (в зеленых солей азотной кислоты больше) и условий выращивания. Если растение в течение длительного времени подкармливали азотными удобрениями, то нитраты будут накапливаться в плодах. Овощи и фрукты, выросшие в парниках, содержат больше нитратов
, чем грунтовые из за высокой температуры в теплицах. Когда растения идут в рост, они постоянно забирают из земли необходимые питательные вещества, и в почву постоянно вносят азотные удобрения.
Суточный максимум поступления нитратов в организм - 5.0 мг на кг массы тела. Иными словами 70-килограммовый человек может совершенно спокойно съесть 11 килограммов клубники или 200 граммов зеленого салата. Отравления нитратами редкий случай, например, чтобы отравиться нитратами, нужно съесть пять килограммов того же зеленого салата.
Чаще всего интоксикацию вызывают микробы. Например, в случае отравления арбузом, многие, считают, что виноваты нитраты, но на самом деле отравления арбузом микробного происхождения. На рынках, на латках и на обочинах дорог арбузы складывают горками на земле - на них оседают все бактерии, которые есть в воздухе. Поэтому никогда не покупайте арбуз вне магазина и уж тем более не просите продавца разрезать для вас арбуз, чтобы проверить насколько он красный и сладкий.
Чтобы снизить количество нитратов в овощах и фруктах, очистите их и положите на 20 минут в холодную воду. Любая термическая обработка также идет плодам на пользу. Но главное не надо падать в обморок при одном упоминании о нитратах. Согласно рекомендациям ВОЗ взрослый человек должен съедать не менее 450 граммов овощей и фруктов в день. Если съесть полкило яблок из супермаркета, в организм поступит 8 мг нитратов , то есть суточная норма младенца весом два килограмма. Так что не отказывайте себе в арбузах и яблоках на десерт.
