Soli kyseliny dusnej a dusičnej
dusíkaté hnojivá
9. ročník
Typ hodiny - učenie sa nového materiálu.
Typ lekcie- rozhovor.
Ciele a ciele lekcie.
Vzdelávacie. Oboznámiť študentov so spôsobmi získavania, vlastnosťami a aplikáciami dusičnanov a dusitanov. Zvážte problém vysokého obsahu dusičnanov v poľnohospodárskych produktoch. Uveďte predstavu o dusíkatých hnojivách, ich klasifikácii a predstaviteľoch.
Vzdelávacie. Pokračujte v rozvíjaní zručností: zdôraznite hlavnú vec, vytvorte vzťahy medzi príčinami a následkami, robte si poznámky, vykonajte experiment, aplikujte poznatky v praxi.
Vzdelávacie. Pokračovať vo formovaní vedeckého svetonázoru, vo výchove pozitívneho vzťahu k poznaniu.
Metódy a metodologické techniky. Samostatná prácažiakov s populárno-náučnou literatúrou, príprava referátov, vykonávanie laboratórnych pokusov a demonštračného experimentu, dialogický spôsob prezentácie poznatkov s výskumnými prvkami, aktuálna kontrola vedomostí pomocou testu.
Štruktúra lekcie.
Oznámenie témy, cieľov.
Správa o domácej úlohe a komentáre.
Prezentácia nového materiálu (heuristický rozhovor založený na experimente).
Aktuálna kontrola vedomostí pomocou testu.
Zhrnutie lekcie.
Vybavenie a činidlá. Bezpečnostný plagát; tabuľky "Rozklad dusičnanov pri zahrievaní", "Klasifikácia dusíkatých hnojív", "Vytesňovacie rady kyselín"; test „Dusík a jeho zlúčeniny“ (dve možnosti); karty úloh.
Pre demo experiment: predvádzací stojan na skúmavky, liehová lampa, zápalky, držiak na skúmavky, kliešte na tégliky, železná lyžička na pálenie látok, fakľa, žehlička na pálenie čierneho prášku, veľké skúmavky, vata namočená v koncentrovaný roztok zásady, pohár s pieskom, tri laboratórne stojany; koncentrované roztoky hydroxidu sodného a kyseliny sírovej, kryštalické soli - dusičnan draselný, dusičnan meďný, dusičnan strieborný; drevené uhlie, medený plech, síra, roztok difenylamínu v koncentrovanej kyseline sírovej (tmavá fľaša, 0,1 g difenylamínu na
10 ml H2S04 (konc.); roztoky jodidu draselného, zriedenej kyseliny sírovej, dusitanu draselného; v demonštračných skúmavkách - zeleninové šťavy z kapusty, cukety, tekvice; škrobový jódový papier.
Pre laboratórne experimenty: skúmavka s dvoma granulami zinku, tri prázdne skúmavky, sklenené tyčinky, dve skúmavky s kryštalickými dusičnanmi (veľkosť hrášku) - dusičnan bárnatý a dusičnan hlinitý, lakmus, roztoky dusičnanu meďnatého, dusičnanu strieborného, chlorovodíkovej kyselina, chlorid bárnatý, destilovaná voda .
Epigraf.„Žiadna veda nepotrebuje taký experiment ako chémia“ (Michael Faraday).
POČAS VYUČOVANIA
Bezpečnostné informácie
Všetky dusičnany sú horľavé. Dusičnany je potrebné skladovať oddelene od organických a nie organickej hmoty. Všetky experimenty s tvorbou oxidu dusnatého (IV) sa musia vykonávať vo veľkých skúmavkách uzavretých vatovými tampónmi navlhčenými v koncentrovanom alkalickom roztoku. Kyselina dusičná by sa mala skladovať v tmavých fľašiach, chránených pred ohňom. Zvlášť toxické sú dusitany.
Domáca úloha
Učebnica O.S. Gabrielyana "Chémia-9", § 26, cvičenie. 7. Silní žiaci dostávajú individuálne úlohy.
Jednotlivé úlohy
1. Preložte nasledujúci záznam z alchymistického jazyka: „Silná vodka“ pohltí „mesiac“ a uvoľní „líščí chvost“. Zahusťovanie výslednej tekutiny vytvára "pekelný kameň", ktorý sčernie látku, papier a ruky. Aby „mesiac“ opäť vyšiel, upečte „pekelný kameň“ v peci.
Odpoveď.
"Pekelný kameň" - dusičnan strieborný - pri zahrievaní sa rozkladá na striebro - "vyšiel mesiac":
2AgN03 (kr.) 2Ag + 2NO2 + O2.
2.
Staré vedecké pojednanie opisuje skúsenosť so získaním „červenej zrazeniny“ *: „Ortuť sa rozpustí v kyseline dusičnej, roztok sa odparí a zvyšok sa zahrieva, kým sa nesfarbí do „červena“. Čo je to "červená zrazenina"? Napíšte rovnice reakcií vedúcich k jej vzniku, pričom berte do úvahy, že ortuť vo výsledných zlúčeninách má oxidačný stav +2 a že pôsobením kyseliny dusičnej na ortuť sa uvoľňuje plyn, ktorý na vzduchu hnedne.
Odpoveď. Reakčné rovnice:
Oxid ortuťnatý (II). HgO v závislosti od spôsobu získania je červená resp žltá farba (Hg20 - čierna farba). Ortuť neoxiduje na vzduchu pri izbovej teplote. Pri dlhodobom zahrievaní sa ortuť spája so vzdušným kyslíkom a vytvára červený oxid ortutnatý (II) - HgO, ktorý sa pri silnejšom zahriatí opäť rozkladá na ortuť a kyslík:
2HgO \u003d 2Hg + O2.
Učenie sa nového materiálu
Zloženie a nomenklatúra solí kyseliny dusičnej
učiteľ. Čo znamená latinský názov „nitrogenium“ a grécky „dusičnan“?
Študent. „Nitrogénium“ znamená „zrodiť ľadka“ a „dusičnan“ znamená „ľadok“.
učiteľ. Dusičnany draselné, sodné, vápenaté a amónne sa nazývajú ledky. Napríklad ledok: KNO 3 - dusičnan draselný (ledok indický), NaNO 3 - dusičnan sodný (ledok čílsky), Ca(NO 3) 2 - dusičnan vápenatý (nórsky ľadok), NH4NO3 - dusičnan amónny (dusičnan amónny alebo dusičnan amónny, v prírode neexistujú jeho ložiská). Nemecký priemysel je považovaný za prvý na svete, ktorý dostáva soľ NH4NO3 z dusíka N 2 vzduch a vodíková voda vhodná na výživu rastlín.
Fyzikálne vlastnosti dusičnany
učiteľ. O vzťahu medzi štruktúrou látky a jej vlastnosťami sa dozvedáme z laboratórnych skúseností..
Fyzikálne vlastnosti dusičnanov
Cvičenie. Dve skúmavky obsahujú kryštalické dusičnany: Ba(NO 3) 2 a Al(NO 3) 3. Do každej skúmavky nalejte 2 ml destilovanej vody, premiešajte sklenenou tyčinkou. Sledujte proces rozpúšťania solí. Roztoky by sa mali skladovať, kým sa nepreštuduje povaha média.
učiteľ. Čo sa nazývajú soli?
Študent. Soľ je komplexné látky, pozostávajúce z kovových iónov a iónov kyslých zvyškov.
učiteľ. Je potrebné vybudovať logický reťazec: pohľad chemická väzba– typ kryštálovej mriežky – interakčné sily medzi časticami na miestach mriežky – fyzikálne vlastnosti látok.
Študent. Dusičnany patria do triedy solí, preto sa vyznačujú tým iónová väzba a iónové krištáľová bunka kde sú ióny držané pohromade elektrostatickými silami. Dusičnany - tuhé kryštalické látky, žiaruvzdorný, rozpustný vo vode, silné elektrolyty.
Získavanie dusičnanov a dusitanov
učiteľ. Vymenuj desať spôsobov získavania solí na základe chemických vlastností najdôležitejších tried anorganických zlúčenín..
Študent.
1) Kov + nekov = soľ;
2) kov + kyselina = soľ + vodík;
3) oxid kovu + kyselina = soľ + voda;
4) hydroxid kovu + kyselina = soľ + voda;
5) hydroxid kovu + kyslý oxid = soľ + voda;
6) oxid kovu + oxid nekovu = soľ;
7) soľ 1 + hydroxid kovu (alkálie) = soľ 2 + hydroxid kovu (nerozpustná zásada);
8) soľ 1 + kyselina (silná) = soľ 2 + kyselina (slabá);
10) soľ 1 + kov (aktívny) = soľ 2 + kov (menej aktívny).
Špecifické spôsoby získavania solí:
12) soľ 1 + nekovová (aktívna) = soľ 2 + nekovová (menej aktívna);
13) amfotérny kov+ alkálie \u003d soľ + vodík;
14) nekov + alkálie \u003d soľ + vodík.
Špecifický spôsob získania dusičnanov a dusitanov:
oxid dusnatý (IV) + zásada \u003d soľ1 + soľ2 + voda, napríklad (píše na tabuli):
Ide o redoxnú reakciu, jej typom je dismutácia alebo disproporcionácia.
V prítomnosti kyslíka z NO 2 a NaOH ukázalo sa, že nie dve soli, ale jedna:
Typ redoxnej reakcie je intermolekulárny.
učiteľ. Prečo by sa mali experimenty s tvorbou oxidu dusnatého (IV) vykonávať vo veľkých skúmavkách uzavretých vatovými tampónmi navlhčenými vodnou zásadou?
Študent. Oxid dusnatý (IV) je jedovatý plyn, interaguje s alkáliami a je neškodný.
Chemické vlastnosti dusičnanov
Žiaci vykonávajú laboratórne pokusy podľa tlačenej metódy.
Vlastnosti dusičnanov spoločné s inými soľami
Interakcia dusičnanov s kovmi,
kyseliny, zásady, soli
Cvičenie. Označte znaky každej reakcie, zapíšte molekulárne a iónové rovnice, zodpovedajúce schémam:
Cu(NO 3) 2 + Zn ...,
AgNO3 + HCl ...,
Cu(N03)2 + NaOH ...,
AgNO 3 + BaCl 2 ....
Hydrolýza dusičnanov
Cvičenie. Určte reakciu prostredia navrhnutých roztokov solí: Ba (NO 3) 2 a Al (NO 3) 3. Napíšte molekulárne a iónové rovnice možných reakcií s uvedením prostredia roztoku.
Špecifické vlastnosti dusičnanov a dusitanov
učiteľ. Všetky dusičnany sú tepelne nestabilné. Pri zahriatí oni rozložiť s tvorbou kyslíka. Povaha ostatných reakčných produktov závisí od polohy kovu, ktorý tvorí dusičnan v elektrochemickej sérii napätí:
Zvláštne postavenie zaberá dusičnan amónny, ktorý sa rozkladá bez pevného zvyšku:
NH4N03 (kr.) N20 + 2H20.
Učiteľ robí demonštračné pokusy.
Skúsenosti 1. Rozklad dusičnanu draselného. Do veľkej skúmavky vložte 2–3 g kryštalického dusičnanu draselného a zahrievajte, kým sa soľ neroztopí. Do taveniny vhoďte drevené uhlie predhriate v železnej lyžičke. Študenti sledujú jasný záblesk a horiace uhlie. Nahraďte pohár pieskom pod skúmavkou.
učiteľ. Prečo žeravé uhlíky ponorené do roztaveného dusičnanu draselného okamžite horia?
Študent. Saltpeter sa rozkladá za vzniku plynného kyslíka, takže predhriate uhlie v ňom okamžite horí:
C + O2 \u003d CO2.
Pokus 2. Rozklad dusičnanu meďnatého. Do veľkej skúmavky vložte kryštalický dusičnan meďný (veľkosť hrášku), skúmavku uzavrite vatovým tampónom navlhčeným v koncentrovanom alkalickom roztoku. Upevnite skúmavku v stojane vodorovne a zahrejte.
učiteľ. Hľadajte známky reakcie.
Študenti pozorujú vznik hnedého plynu NO 2 a čierneho oxidu medi (II) CuO.
Žiak na tabuľu napíše reakčnú rovnicu:
Typ redoxnej reakcie je intramolekulárny.
Skúsenosti 3. Rozklad dusičnanu strieborného. Žiarovka v skúmavke, uzavretá vatovým tampónom navlhčeným koncentrovaným roztokom zásady, niekoľkými kryštálmi dusičnanu strieborného.
učiteľ. Aké plyny sa uvoľňujú? Čo zostalo v skúmavke?
Študent pri tabuli odpovedá na otázky, zostavuje rovnicu reakcie:
Typ redoxnej reakcie je intramolekulárny. V skúmavke zostal pevný zvyšok – striebro.
učiteľ. Kvalitatívna reakcia na dusičnanový ión NIE 3 - - interakcia dusičnanov s kovovou meďou pri zahrievaní v prítomnosti koncentrovanej kyseliny sírovej alebo s roztokom difenylamínu v H 2 SO 4 (konc.).
Skúsenosti 4. Kvalitatívna reakcia na ión NO 3 - . Do veľkej suchej skúmavky vložte vyčistenú medenú doštičku, niekoľko kryštálov dusičnanu draselného a niekoľko kvapiek koncentrovanej kyseliny sírovej. Skúmavku uzatvorte vatovým tampónom navlhčeným v koncentrovanom alkalickom roztoku a zahrejte.
učiteľ. Uveďte príznaky reakcie.
Študent. V skúmavke sa objavujú hnedé výpary oxidu dusnatého (IV), čo je lepšie pozorovať na bielom plátne, a na hranici reakčnej zmesi medi sa objavujú zelenkasté kryštály dusičnanu meďnatého (II)..
učiteľ(ukazuje schému znižovania relatívnej sily kyselín). V súlade s množstvom kyselín môže každá predchádzajúca kyselina vytesniť ďalšiu zo soli..
Žiak pri tabuli skladá reakčné rovnice:
KNO 3 (kr.) + H2S04 (konc.) \u003d KHS04 + HNO 3,
Typ redoxnej reakcie je intermolekulárny.
učiteľ. Druhá kvalitatívna reakcia na dusičnanový ión NIE 3 - strávime o niečo neskôr, pri štúdiu obsahu dusičnanov v potravinách.
Kvalitatívna reakcia na dusitanový ión NIE 2 -– interakcia dusitanov s roztokom jodidu draselného KI okyslený zriedenou kyselinou sírovou.
Skúsenosti 5. Kvalitatívna reakcia na ión NO 2 - . Vezmite 2-3 kvapky roztoku jodidu draselného, okysleného zriedenou kyselinou sírovou a pridajte niekoľko kvapiek roztoku dusitanu draselného. Dusitany v kyslé prostredie sú schopné oxidovať jodidový ión I - na voľný I 2, čo sa zisťuje škrobovým jódovým papierikom namočeným v destilovanej vode.
učiteľ. Ako by mal škrobový jódový papier zmeniť farbu pôsobením voľného I2?
Študent. jednoduchá látka ja 2 detekovaný modrým škrobom.
Učiteľ napíše reakčnú rovnicu:
učiteľ. V tejto reakcii NIE 2 - je oxidačné činidlo. Existujú však aj iné kvalitatívne reakcie na ión NIE 2 - v ktorom je redukčným činidlom. Z toho možno usudzovať, že ión NIE 3 - vykazuje iba oxidačné vlastnosti a ión NIE 2 -- oxidačné aj redukčné vlastnosti.
Použitie dusičnanov a dusitanov
učiteľ(kladie náročnú otázku). Prečo je v prírode veľa dusíka (je súčasťou atmosféry) a rastliny často dávajú slabú úrodu v dôsledku nedostatku dusíka?
Študent. Rastliny nedokážu absorbovať molekulárny dusík N 2 zo vzduchu. Toto je problém „viazaného dusíka“. Pri nedostatku dusíka sa tvorba chlorofylu oneskoruje, takže rastliny majú bledozelenú farbu, v dôsledku toho sa rast a vývoj rastliny oneskoruje. Dusík je životne dôležitý dôležitý prvok. Bez bielkovín nie je život a bez dusíka nie sú bielkoviny..
učiteľ. Aké sú spôsoby asimilácie atmosférického dusíka.
Študent. Časť viazaného dusíka sa počas búrok dostáva do pôdy. Chémia procesu je nasledovná:
učiteľ. Aké rastliny sú schopné zvýšiť úrodnosť pôdy a aká je ich zvláštnosť?
Študent. Tieto rastliny (lupina, lucerna, ďatelina, hrach, vika) patria do čeľade bôbovitých (motýle), na koreňoch ktorých sa vyvíjajú uzlové baktérie, ktoré dokážu viazať vzdušný dusík a premieňať ho na zlúčeniny dostupné pre rastliny..
učiteľ. Pri zbere si človek so sebou ročne odnesie obrovské množstvá viazaného dusíka. Túto stratu pokrýva zavedením nielen organických, ale aj minerálnych hnojív (dusičnany, čpavok, čpavok). Dusíkaté hnojivá sa aplikujú na všetky plodiny. Dusík je prijímaný rastlinami vo forme amónneho katiónu.a dusičnanový anión NIE 3 -.
Učiteľ demonštruje schému "Klasifikácia dusíkatých hnojív".
Schéma
učiteľ. Jednou z dôležitých vlastností je obsah živín v hnojive. Výpočet živného prvku pre dusíkaté hnojivá sa vykonáva podľa obsahu dusíka.
 |
Rastliny, ktoré fixujú vzdušný dusík |
Úloha. Aký je hmotnostný podiel dusíka v kvapalnom amoniaku a dusičnane amónnom?
Vzorec pre amoniak je NH3.
Hmotnostný podiel dusíka v amoniaku:
(N) = A r(N)/ Pán(NH3) 100 %,
(N) = 14/17 100 % = 82 %.
Vzorec dusičnanu amónneho je NH4NO3.
Hmotnostný podiel dusíka v dusičnane amónnom:
(N) = 2 A r(N)/ Pán(NH4NO3) 100 %,
Vplyv dusičnanov na životné prostredie a ľudský organizmus
1. študent.Dusík ako hlavná živina ovplyvňuje rast vegetatívnych orgánov – zelených stoniek a listov. Dusíkaté hnojivá sa neodporúčajú aplikovať koncom jesene alebo skoro na jar, pretože. roztopená voda zmyte polovicu hnojiva. Je dôležité dodržiavať normy a podmienky aplikácie hnojív, aplikovať ich nie okamžite, ale v niekoľkých krokoch. Aplikujte pomaly pôsobiace formy hnojiva (granule pokryté ochranným filmom), pri výsadbe používajte odrody náchylné na nízku akumuláciu dusičnanov. Miera využitia dusíkatých hnojív je 40-60%. Nadmerné používanie dusíkatých hnojív vedie nielen k hromadeniu dusičnanov v rastlinách, ale vedie aj k znečisteniu vodných plôch a podzemná voda. Antropogénnymi zdrojmi znečistenia vôd dusičnanmi sú aj hutnícky, chemický, vrátane celulózo-papierenského a potravinársky priemysel. Jedným zo znakov znečistenia vody je „kvitnutie“ vody spôsobené rýchlym rozmnožovaním modrozelených rias. Obzvlášť intenzívne sa vyskytuje počas topenia snehu, letných a jesenných dažďov. Maximálna povolená koncentrácia (MPC) dusičnanov je regulovaná GOST. Pre sumu dusičnanových iónov v pôde je akceptovaná hodnota 130 mg/kg, vo vode rôznych vodných zdrojov - 45 mg/l.(Žiaci si zapisujú do zošitov: MPC (NO 3 - v pôde) - 130 mg / kg, MPC (NO 3 - vo vode) - 45 mg / l.)
Pre samotné rastliny sú dusičnany neškodné, no pre človeka a bylinožravce sú nebezpečné. Smrteľná dávka dusičnanov pre človeka je 8–15 g, prípustný denný príjem je 5 mg/kg. Mnohé rastliny sú schopné akumulovať veľké množstvo dusičnanov, napríklad: kapusta, cuketa, petržlen, kôpor, stolová repa, tekvica atď.
Takéto rastliny sa nazývajú akumulátory dusičnanov. 70 % dusičnanov vstupuje do ľudského tela so zeleninou, 20 % s vodou, 6 % s mäsom a rybami. V ľudskom tele sa časť dusičnanov absorbuje v gastrointestinálnom trakte nezmenená, druhá časť sa v závislosti od prítomnosti mikroorganizmov, hodnoty pH a ďalších faktorov môže zmeniť na toxickejšie dusitany, amoniak, hydroxylamín NH20H ; z dusičnanov môžu v črevách vznikať sekundárne nitrozamíny R2N-N=0 s vysokou mutagénnou a karcinogénnou aktivitou. Príznaky miernej otravy sú slabosť, závraty, nevoľnosť, poruchy trávenia atď. Pracovná kapacita klesá, je možná strata vedomia.
V ľudskom tele interagujú dusičnany s krvným hemoglobínom a premieňajú ho na methemoglobín, v ktorom sa železo oxiduje na Fe 3+ a nemôže slúžiť ako nosič kyslíka. Preto je jedným z príznakov akútnej otravy dusičnanmi cyanóza kože. Bola odhalená priama súvislosť medzi výskytom zhubných nádorov a intenzitou príjmu dusičnanov do organizmu s ich nadbytkom v pôde.
Skúsenosť. Štúdium obsahu dusičnanov v potravinách
(kvalitatívna reakcia na dusičnanový ión NO 3 -)
Vložte 10 ml zeleninovej šťavy z kapusty, cukety, tekvice (na bielom pozadí) do troch veľkých demonštračných skúmaviek. Do každej skúmavky nalejte niekoľko kvapiek roztoku difenylamínu v koncentrovanej kyseline sírovej.
Modrá farba roztoku bude indikovať prítomnosť dusičnanových iónov:
NO 3 - + difenylamínová látka intenzívnej modrej farby.
Modrá farba bola prítomná iba v šťave z rastlinnej drene a farba nebola intenzívne modrá. V dôsledku toho je obsah dusičnanov v cukete zanedbateľný a ešte menej v kapuste s tekvicou.
Prvá pomoc pri otrave dusičnanmi
2. študent.Prvou pomocou pri otrave dusičnanmi je výdatný výplach žalúdka, aktívne uhlie, soľné laxatíva – Glauberova soľ Na2S04.10H20 a Epsomské soli (horká soľ) MgS04.7H20 , čerstvý vzduch.
Znížiť škodlivé účinky dusičnanov na ľudský organizmus je možné pomocou kyseliny askorbovej (vitamín C); ak je jeho pomer s dusičnanmi 2:1, tak sa nitrozamíny netvoria. Je dokázané, že predovšetkým vitamín C, ako aj vitamíny E a A sú inhibítory - látky, ktoré zabraňujú a brzdia premenu dusičnanov a dusitanov v ľudskom tele. Do stravy je potrebné zaviesť viac čiernych a červených ríbezlí, iných bobúľ a ovocia (mimochodom, v závesných plodoch prakticky nie sú žiadne dusičnany). A ďalším prírodným neutralizátorom dusičnanov v ľudskom tele je zelený čaj..
Dôvody hromadenia dusičnanov v zelenine
a metódy ekologického pestovania
rastlinnej výroby
3. študent. Dusík sa najintenzívnejšie vstrebáva počas rastu a vývoja stoniek a listov. Keď semená dozrejú, spotreba dusíka z pôdy sa prakticky zastaví. Plody, ktoré dosiahli plnú zrelosť, už neobsahujú dusičnany – dochádza k úplnej premene zlúčenín dusíka na bielkoviny. No pri mnohých druhoch zeleniny sa cení práve nezrelé ovocie (uhorky, cukety). Takéto plodiny je vhodné prihnojovať dusíkatými hnojivami najneskôr 2-3 týždne pred zberom. Úplnej premene dusičnanov na bielkoviny navyše bráni zlé osvetlenie, nadmerná vlhkosť a nerovnováha živín (nedostatok fosforu a draslíka). Nemali by ste sa nechať uniesť mimosezónnou skleníkovou zeleninou. Napríklad 2 kg skleníkových uhoriek zjedených naraz môže spôsobiť život ohrozujúcu otravu dusičnanmi. Musíte tiež vedieť, v ktorých častiach rastliny sa dusičnany akumulujú hlavne: v kapuste - v stonke, v mrkve - v jadre, v cukete, uhorkách, vodových melónoch, melónoch, zemiakoch - v šupke. Melón a vodný melón by nemali jesť nezrelú dužinu susediacu s kôrou. Je lepšie olúpať uhorky a odrezať miesto, kde sú pripevnené k stonke. V zelených plodinách sa dusičnany hromadia v stonkách (petržlen, šalát, kôpor, zeler). Obsah dusičnanov v rôznych častiach rastlín je nerovnomerný: v stopkách, stonkách, koreňoch je ich obsah 1,5–4,0 krát vyšší ako v listoch. Svetová zdravotnícka organizácia uvažuje prijateľný obsah dusičnany v dietetických výrobkoch do 300 mg NIE 3 - na 1 kg suroviny.(Študenti si do zošitov zapíšu: MPC (NO 3 - v dietetických výrobkoch) - 300 mg / kg.)
Ak najviac vysoký obsah dusičnany sú v cvikle, kapuste, šaláte, zelenej cibuľke, najnižší obsah dusičnanov je v cibuli, paradajkách, cesnaku, paprike a fazuli.
Na pestovanie produktov šetrných k životnému prostrediu je potrebné v prvom rade správne aplikovať dusíkaté hnojivá do pôdy: v presne vypočítaných dávkach av optimálnych časoch. Je potrebné pestovať zeleninu, najmä zelené plodiny, v dobrom svetle, optimálnych ukazovateľoch pôdnej vlhkosti a teploty. A napriek tomu, aby sa znížil obsah dusičnanov, je lepšie kŕmiť zeleninové plodiny organickými hnojivami. Predčasná aplikácia hnojív, najmä v nadmerných dávkach, vrátane organického hnojiva - hnoja, vedie k tomu, že minerálne zlúčeniny dusíka, ktoré sa dostali do rastliny, sa nestihnú úplne premeniť na bielkoviny.
4. študent.Na jar sa na pultoch obchodov a trhov objavujú zelené plodiny: šalát, špenát, zelená cibuľa, uhorky pestované v skleníku, v uzavretej pôde. Ako v nich znížiť obsah dusičnanov? Uveďme si niektoré z nich.
1. Takéto skoré plodiny ako petržlen, kôpor, zeler musia byť umiestnené ako kytica vo vode na priamke. slnečné svetlo. Za takýchto podmienok sa dusičnany v listoch úplne spracujú do 2–3 hodín a potom sa prakticky nezistia. Potom môžu byť greeny bezpečne používané v písaní.
2. Pred varením sa repa, cuketa, tekvica musia nakrájať na malé kocky a naliať 2-3 krát teplou vodou, držať 5-10 minút. Dusičnany sú vysoko rozpustné vo vode, najmä teplej vode, a vodou sa vymývajú (pozri tabuľku rozpustnosti kyselín, zásad, solí). Pri umývaní a čistení sa stráca 10-15% dusičnanov.
3. Varením zeleniny sa zníži obsah dusičnanov o 50-80%.
4. Znižuje množstvo dusičnanov pri fermentácii zeleniny, solení, nakladaní.
5. Pri dlhom skladovaní sa obsah dusičnanov v zelenine znižuje.
Ale sušenie, odšťavovanie a drvenie naopak množstvo dusičnanov zvyšuje.
1) varenie zeleniny;
2) peeling;
3) odstránenie oblastí s najväčšou akumuláciou dusičnanov;
4) namáčanie.
Aby bolo možné posúdiť, aké reálne je nebezpečenstvo otravy dusičnanmi, študenti dostanú výpočtovú úlohu.
Úloha. Stolová repa obsahuje v priemere 1200 mg dusičnanových iónov na 1 kg. Pri čistení repy sa stratí 10 % dusičnanov a pri varení ďalších 40 %. Prekročí sa denný príjem dusičnanov (325 mg), ak sa denne zje 200 g varenej cvikly?
Vzhľadom na to:
m (repa) = 1 kg,
s(NO 3 -) \u003d 1200 mg / kg,
m max (NO 3 - za deň) = 325 mg,
m(repa) \u003d 200 g (0,2 kg),
(strata pri čistení) = 10 %,
(strata pri varení) = 40 %.
__________________________________
Nájsť: m(NO 3 - v 200 g uvarenej repy).
Riešenie
1 kg repy - 1200 mg NO 3 -,
0,2 kg repy - X mg N03-.
Odtiaľ X= 240 mg (N03-).
Celková strata dusičnanových iónov:
(STRATA NO 3 -) = 10 % + 40 % = 50 %.
V dôsledku toho sa do tela dostane polovica z 240 mg alebo 120 mg NO 3 -.
Odpoveď. Po očistení a uvarení repy nie je prekročená denná norma na dusičnany (325 mg) obsiahnutá v 200 g hotového výrobku (120 mg NO 3 -), môže sa konzumovať.
Dusičnany pri výrobe výbušnín
učiteľ. Mnohé výbušné zmesi obsahujú oxidačné činidlo (dusičnany kovov alebo amónne atď.) a palivo (nafta, hliník, drevná múčka). Preto sa v pyrotechnike používajú soli - dusičnan draselný, dusičnan bárnatý, dusičnan strontnatý a iné..
Aké dusíkaté hnojivo je spolu s hliníkom a dreveným uhlím súčasťou výbušnej zmesi – amoniaku?
Študent. Ammonal obsahuje aj dusičnan amónny. Hlavná reakcia, ktorá sa vyskytuje počas výbuchu:
3NH4NO3 + 2Al 3N2 + 6H20 + Al203 + Q.
Vysoké spaľovacie teplo hliníka zvyšuje energiu výbuchu. Použitie dusičnanu amónneho v zložení amoniaku je založené na jeho schopnosti rozkladať sa pri detonácii za vzniku plynné látky:
2NH4N03 (kr.) \u003d 2N2 + 4H20 + O2.
V rukách teroristov prinášajú výbušniny len utrpenie mierumilovným ľuďom.
Šesť storočí pokračovala dominancia čierneho prachu vo vojenských záležitostiach. Teraz sa používa ako výbušnina v baníctve, v pyrotechnike (rakety, ohňostroje) a tiež ako lovecký pušný prach. Čierny alebo čierny prášok je zmesou 75 % dusičnanu draselného, 15 % dreveného uhlia a 10 % síry.
Skúsenosť. Horiaci čierny alebo čierny prášok
Čierny prášok pripravíte zmiešaním 7,5 g dusičnanu draselného, 1 g síry a 1,5 g dreveného uhlia. Pred zmiešaním sa každá látka rozomelie v porcelánovej mažiari. Počas predvádzania pokusu sa zmes uloží na hromadu na železný plech a zapáli sa horiacou fakľou. Zmes horí a vytvára oblak dymu (ťah).
učiteľ. Akú úlohu hrá ľadok?
Študent. Saltpeter pôsobí pri zahrievaní ako oxidačné činidlo:
Využitie dusičnanov a dusitanov v medicíne
5. študent. Dusičnan strieborný AgNO3, ktorý černie látky, papier, stoly a ruky (lapis), používa sa ako antimikrobiálny prostriedok na liečbu kožných vredov, na kauterizáciu bradavíc(učiteľ predvádza techniku kauterizácie bradavíc na ruke) a ako protizápalové činidlo pri chronickej gastritíde a žalúdočných vredoch: pacientom sa predpisuje piť 0,05 % roztok AgNO3. Práškové kovy Zn, Mg, Al, zmiešaný s dusičnanom strieborným, používaný v petardách.
Základný dusičnan bizmutitý Bi(OH)2N03 sa predpisuje perorálne na peptický vred žalúdka a dvanástnika ako adstringentné a antiseptické činidlo. Navonok - v mastiach, práškoch na zápalové ochorenia kože.
Soľ dusitan sodný NaNO 2 používa sa v medicíne ako spazmolytikum.
Využitie dusitanov v potravinárskom priemysle
6. študent. Dusitany sa používajú pri výrobe klobás: 7 g na 100 kg mletého mäsa. Dusitany dodávajú klobáse ružovú farbu, bez nich je šedá ako varené mäso a nemá predajný vzhľad. Okrem toho je prítomnosť dusitanov v klobáse nevyhnutná z iného dôvodu: zabraňujú rozvoju mikroorganizmov, ktoré produkujú toxické jedy..
Kontrola vedomostí pomocou testu "Dusík a jeho zlúčeniny"
Možnosť I
1. Najsilnejšia molekula
a) H2; b) F2; c) 02; d) N2.
2. Farbenie fenolftaleínu v roztoku amoniaku:
a) malina; b) zelená;
c) žltá; d) modrá.
3. Oxidačný stav je +3 na atóme dusíka v zlúčenine:
a) NH4N03; b) NaN03; c) N02; d) KNO 2.
4. O tepelný rozklad dusičnan meďnatý sa tvorí:
a) dusitan meďnatý a 02;
b) oxid dusnatý (IV) a 02;
c) oxid meďnatý (II), hnedý plyn N02 a O2;
d) hydroxid meďnatý, N2 a O2.
5. Ktorý ión vzniká mechanizmom donor-akceptor?
a) ; b) N03-; c) Cl-; d) SO 4 2–.
6. Špecifikujte silné elektrolyty:
a) kyselina dusičná;
b) kyselina dusitá;
c) vodný roztok amoniaku;
d) dusičnan amónny.
7. Počas interakcie sa uvoľňuje vodík:
a) Zn + HN03 (razb.);
b) Cu + HCl (roztok);
c) Al + NaOH + H20;
d) Zn + H2S04 (razb.);
e) Fe + HNO3 (konc.).
8. Napíšte rovnicu pre reakciu zinku s veľmi zriedenou kyselinou dusičnou, ak jedným z reakčných produktov je dusičnan amónny. Uveďte koeficient pred oxidačným činidlom.
9.
Pomenujte látky A, B, C.
Možnosť II
1. Metódu vytláčania vody nie je možné zbierať:
a) dusík; b) vodík;
c) kyslík; d) amoniak.
2. Činidlom pre amónny ión je roztok:
a) síran draselný; b) dusičnan strieborný;
c) hydroxid sodný; d) chlorid bárnatý.
3. Keď HNO 3 (konc.) interaguje s medenými hoblinami, vytvára sa plyn:
a) N20; b) NH3; c) N02; d) H2.
4. Tepelným rozkladom dusičnanu sodného vzniká:
a) oxid sodný, hnedý plyn NO 2, O 2;
b) dusitan sodný a 02;
c) sodík, hnedý plyn N02, O2;
d) hydroxid sodný, N2, O2.
5. Stupeň oxidácie dusíka v sírane amónnom:
a) -3; b) -1; c) +1; d) +3.
6. S ktorou z nasledujúcich látok reaguje koncentrovaná HNO 3 za normálnych podmienok?
a) NaOH; b) AgCl; c) Al; d) Fe; e) Cu.
7. Uveďte počet iónov v skrátenej iónovej rovnici pre interakciu síranu sodného a dusičnanu strieborného:
a) 1; b) 2; na 3; d) 4.
8. Napíšte rovnicu pre interakciu horčíka so zriedenou kyselinou dusičnou, ak jedným z produktov reakcie je jednoduchá látka. Uveďte koeficient v rovnici pred oxidačným činidlom.
9. Napíšte reakčné rovnice pre nasledujúce transformácie:
Pomenujte látky A, B, C, D.
Odpovede na testovacie otázky
Možnosť I
1 - G; 2 - a; 3 - G; 4 - v; 5 - a; 6 - a, d; 7 - c, d; 8 – 10,
9. A - NH3, B - NH4NO3, C - NO,
Možnosť II
1 - G; 2 - v; 3 - v; 4 – b; 5 - a; 6 - a, e; 7 - v,
2Ag + + SO 4 2– = Ag 2 SO 4;
8 – 12,
9. A - NO, B - NO2, C - HN03, D - NH4NO3,
Na konci hodiny učiteľ vyjadruje svoj postoj k práci žiakov, hodnotí ich výkony a odpovedá.
LITERATÚRA
Gabrielyan O.S.. Chémia-9. M.: Drop, 2001; Gabrielyan O.S., Ostroumov I.G.. Príručka učiteľa. Chémia. 9. ročník Moskva: Drop, 2002; Pichugina G.V.. Zovšeobecnenie poznatkov o premene zlúčenín dusíka v pôde a v rastlinách. Chémia v škole, 1997, č. 7; Kharkivskaya N.L.,
Lyashenko L.F., Baranova N.V.. Pozor na dusičnany! Chémia v škole, 1999, č. 1; Zheleznyakova Yu.V., Nazarenko V.M.. Vzdelávacie a výskumné environmentálne projekty. Chémia v škole, 2000, č.3.
*„Červená zrazenina“ je jednou z modifikácií oxidu ortutnatého HgO. ( Poznámka. vyd.)
Kyselina dusitá je jednosýtna slabá kyselina, ktorá môže existovať iba v zriedených modrých vodných roztokoch a v plynnej forme. Soli tejto kyseliny sa nazývajú dusitany alebo dusitany. Sú toxické a stabilnejšie ako samotná kyselina. Chemický vzorec tejto látky vyzerá takto: HNO2.
Fyzikálne vlastnosti:
1. Molárna hmota rovná 47 g/mol.
2. sa rovná 27 hod.
3. Hustota je 1,6.
4. Teplota topenia je 42 stupňov.
5. Bod varu je 158 stupňov.
Chemické vlastnosti kyseliny dusnej
1. Ak sa roztok s kyselinou dusitou zahreje, dôjde k nasledujúcej chemickej reakcii:
3HNO2 (kyselina dusičná) \u003d HNO3 (kyselina dusičná) + 2NO sa uvoľňuje ako plyn) + H2O (voda)
2. Disociuje vo vodných roztokoch a je ľahko vytesnený zo solí ďalšími silné kyseliny:
H2SO4 ( kyselina sírová) + 2NaNO2 (dusitan sodný) = Na2SO4 (síran sodný) + 2HNO2 (kyselina dusitá)
3. Látka, o ktorej uvažujeme, môže vykazovať oxidačné aj redukčné vlastnosti. Pri vystavení silnejším oxidačným činidlám (napríklad: chlór, peroxid vodíka H2O2, oxiduje na kyselinu dusičnú (v niektorých prípadoch vzniká soľ kyseliny dusičnej):
Obnovujúce vlastnosti:
HNO2 (kyselina dusitá) + H2O2 (peroxid vodíka) = HNO3 (kyselina dusičná) + H2O (voda)
HNO2 + Cl2 (chlór) + H2O (voda) = HNO3 (kyselina dusičná) + 2 HCl (kyselina chlorovodíková)
5HNO2 (kyselina dusičná) + 2HMnO4 \u003d 2Mn (NO3) 2 (dusičnan mangánu, soľ kyseliny dusičnej) + HNO3 (kyselina dusičná) + 3H2O (voda)
Oxidačné vlastnosti:
2HNO2 (kyselina dusitá) + 2HI = 2NO (oxid kyslíka ako plyn) + I2 (jód) + 2H2O (voda)
Získanie kyseliny dusnej
Túto látku možno získať niekoľkými spôsobmi:
1. Pri rozpúšťaní oxidu dusíka (III) vo vode:
N2O3 (oxid dusnatý) + H2O (voda) = 2HNO3 (kyselina dusitá)
2. Pri rozpúšťaní oxidu dusíka (IV) vo vode:
2NO3 (oxid dusnatý) + H2O (voda) = HNO3 (kyselina dusičná) + HNO2 (kyselina dusitá)
Aplikácia kyseliny dusnej:
- diazotácia aromatických primárnych amínov;
- produkcia diazóniových solí;
- pri syntéze organických látok (napríklad na výrobu organických farbív).
Účinok kyseliny dusnej na telo
Táto látka je toxická, má jasný mutagénny účinok, pretože v podstate ide o deaminačné činidlo.
Čo sú dusitany
Dusitany sú rôzne soli kyseliny dusitej. Sú menej odolné voči teplote ako dusičnany. Potrebné pri výrobe niektorých farbív. Používa sa v medicíne.
Dusitan sodný získal pre ľudí osobitný význam. Táto látka má vzorec NaNO2. Používa sa ako konzervačný prostriedok v Potravinársky priemysel pri výrobe rýb a mäsových výrobkov. Je to prášok čisto bielej alebo jemne žltkastej farby. Dusitan sodný je hygroskopický (s výnimkou čisteného dusitanu sodného) a vysoko rozpustný v H2O (vode). Na vzduchu je schopný postupne oxidovať, aby mal silné redukčné vlastnosti.
Dusitan sodný sa používa v:
- chemická syntéza: získať diazoamínové zlúčeniny, deaktivovať prebytočný azid sodný, získať kyslík, oxid sodný a sodný dusík, absorbovať oxid uhličitý;
- vo výrobe produkty na jedenie(potravinová prísada E250): ako antioxidant a antibakteriálny prostriedok;
- v stavebníctve: ako nemrznúca prísada do betónu pri výrobe konštrukcií a stavebných výrobkov, pri syntéze organických látok, ako atmosferický inhibítor korózie, pri výrobe kaučukov, popperov, aditívny roztok do výbušnín; pri spracovaní kovu na odstránenie vrstvy cínu a počas fosfátovania;
- vo fotografii: ako antioxidant a činidlo;
- v biológii a medicíne: vazodilatans, spazmolytikum, laxatívum, bronchodilatancium; ako protijed pri otravách zvierat alebo ľudí kyanidom.
V súčasnosti sa používajú aj iné soli kyseliny dusnej (napr. dusitan draselný).
Kyselina dusitá
HNO 2 je slabá jednosýtna kyselina, ktorá existuje iba v zriedených vodných roztokoch.
Soli kyseliny dusitej sa nazývajú dusitany. Dusitany sú oveľa stabilnejšie ako HNO 2 a všetky sú toxické.
Potvrdenie:
1. N203 + H20 \u003d 2HNO2
Ako inak môžete získať kyselinu dusičnú? ()
Aký je oxidačný stav kyseliny dusitej?
To znamená, že kyselina vykazuje oxidačné aj redukčné vlastnosti.
Pôsobením silnejších oxidačných činidiel sa oxiduje na HNO 3:
5HN02 + 2HMn04 -> 2Mn(N03)2 + HN03 + 3H20;
HN02 + Cl2 + H20 -> HN03 + 2HCl.
2HNO 2 + 2HI → 2NO + I 2 ↓ + 2H 2 O - redukčné vlastnosti
Kvalitatívna reakcia na dusitanový ión NIE 2 – – interakcia dusitanov s roztokom jodidu draselného KI okyslený zriedenou kyselinou sírovou.
Ako by mal škrobový jódový papier zmeniť farbu pôsobením voľného I 2?
Získanie solí (dusičnanov a dusitanov)
Aké spôsoby získavania solí poznáte? Ako môžete získať dusičnany a dusitany?
1) Kov + nekov = soľ;
2) kov + kyselina = soľ + vodík;
3) oxid kovu + kyselina = soľ + voda;
4) hydroxid kovu + kyselina = soľ + voda;
5) hydroxid kovu + kyslý oxid = soľ + voda;
6) oxid kovu + oxid nekovu = soľ;
7) soľ 1 + hydroxid kovu (alkálie) = soľ 2 + hydroxid kovu (nerozpustná zásada);
8) soľ 1 + kyselina (silná) = soľ 2 + kyselina (slabá);
9) soľ 1 + soľ 2 = soľ 3 + soľ 4
10) soľ 1 + kov (aktívny) = soľ 2 + kov (menej aktívny).
Špecifický spôsob získania dusičnanov a dusitanov:
disproporcie.
V prítomnosti prebytku kyslíka
Soli kyseliny dusičnej - dusičnany
dusičnany alkalických kovov, vápnik, amónium - ľadok
KNO 3 - dusičnan draselný,
NH 4 NO 3 - dusičnan amónny.
Fyzikálne vlastnosti:
Všetky dusičnany sú pevné kryštalické látky bielej farby, dobre rozpustné vo vode. Jedovatý!
Chemické vlastnosti dusičnanov
Interakcia dusičnanov s kovmi, kyselinami, zásadami, soľami
Cvičenie. Označte znaky každej reakcie, zapíšte molekulárne a iónové rovnice zodpovedajúce schémam:
Cu(NO 3) 2 + Zn…,
AgNO3 + HCl ...,
Cu(NO 3) 2 + NaOH…,
AgNO 3 + BaCl 2 ....
Rozklad dusičnanov
Pri zahrievaní pevných dusičnanov sa všetky rozkladajú za uvoľňovania kyslíka (výnimkou je dusičnan amónny), pričom ich možno rozdeliť do troch skupín.
Prvú skupinu tvoria dusičnany alkalických kovov
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2.
Druhá skupina z kovy alkalických zemín až po meď vrátane
2Cu (NO 3) 2 \u003d 2 CuO + 4 NO 2 + O 2,
Tretia skupina Ja po Cu
Hg (NO 3) 2 \u003d Hg + 2NO 2 + O 2,
Prečo je v prírode veľa dusíka (je súčasťou atmosféry) a rastliny často dávajú slabú úrodu v dôsledku nedostatku dusíka? (Rastliny nedokážu absorbovať molekulárny dusík zo vzduchu. Pri nedostatku dusíka sa tvorba chlorofylu oneskoruje, rast a vývoj rastliny sa oneskoruje.)
Vymenujte spôsoby asimilácie atmosférického dusíka.
(Časť viazaného dusíka sa dostáva do pôdy počas búrok. Strukoviny, na koreňoch ktorých sa vyvíjajú uzlové baktérie, ktoré dokážu viazať vzdušný dusík a premieňať ho na zlúčeniny dostupné pre rastliny.)
Pri zbere si človek so sebou ročne odnesie obrovské množstvá viazaného dusíka. Túto stratu pokrýva zavedením nielen organických, ale aj minerálnych hnojív (dusičnany, čpavok, čpavok). Dusíkaté hnojivá sa aplikujú na všetky plodiny. Dusík je absorbovaný rastlinami vo forme amónneho katiónu a dusičnanového aniónu NO 3 - .
Študentské správy
Účinok dusičnanov na životné prostredie a ľudské telo
Prvá pomoc pri otrave dusičnanmi
Dôvody hromadenia dusičnanov v zelenine a spôsoby pestovania rastlinných produktov šetrných k životnému prostrediu
HNO3, jednosýtna silná kyselina obsahujúca kyslík. Pevná kyselina dusičná tvorí dve kryštalické modifikácie s monoklinickými a kosoštvorcovými mriežkami.
Kyselina dusičná je miešateľná s vodou v akomkoľvek pomere. Vo vodných roztokoch sa takmer úplne disociuje na ióny.
Získava sa katalytickou oxidáciou syntetického amoniaku na platino-ródiových katalyzátoroch (Haberova metóda) na zmes oxidov dusíka (nitrózne plyny), s ich ďalšou absorpciou vodou
4NH3 + 502 (Pt) > 4NO + 6H20
2NO + O2 > 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O > 4HNO3 Koncentrácia kyseliny dusičnej získaná touto metódou sa pohybuje v závislosti od technologického návrhu procesu od 45 do 58 %. Prvýkrát kyselinu dusičnú získali alchymisti zahrievaním zmesi ledku a síranu železa:
4KN03 + 2(FeSO4 7H2O) (t°) > Fe203 + 2K2S04 + 2HN03^ + N02^ + 13H2O
Čistú kyselinu dusičnú ako prvý získal Johann Rudolf Glauber pôsobením na ľad s koncentrovanou kyselinou sírovou:
KN03 + H2S04 (konc.) (t°) > KHS04 + HN03^
Ďalšou destiláciou je možné získať tzv. „dymiaca kyselina dusičná“, neobsahujúca prakticky žiadnu vodu.
Aplikácia:
pri výrobe minerálnych hnojív;
vo vojenskom priemysle;
vo fotografii - okyslenie niektorých tónovacích roztokov;
v stojanovej grafike - na leptanie tlačových foriem (leptané dosky, zinkografické tlačové formy a magnéziové klišé).
1. Zriedená kyselina dusičná vykazuje všetky vlastnosti silných kyselín, vo vodných roztokoch disociuje podľa nasledujúcej schémy:
HNO3 H+ + NO3–,
bezvodá kyselina:
2HNO3® NO2+ + NO3–+ H2O.
Postupne, najmä na svetle alebo pri zahrievaní, sa kyselina dusičná rozkladá, počas skladovania sa roztok stáva hnedastým vplyvom oxidu dusičitého:
4HN03 4N02 + 2H20 + O2.
2. Kyselina dusičná interaguje s takmer všetkými kovmi. Zriedená kyselina dusičná s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín, ako aj so železom a zinkom vytvára zodpovedajúce dusičnany, dusičnan amónny alebo hemioxid dusnatý, v závislosti od aktivity kovu a vody:
4Mg + 10HNO3® 4Mg(N03)2 + N2O + 5H20,
Pri ťažkých kovoch tvorí zriedená kyselina zodpovedajúce dusičnany, uvoľňuje sa voda, oxid dusnatý a pri silnejšom zriedení dusík:
5Fe + 12HNO3(veľmi zriedený)®5Fe(NO3)3 + N2+ 6H2O,
3Cu + 8HN03® 3Cu(N03)2 + 2NO + 4H20.
Koncentrovaná kyselina dusičná pri interakcii s alkalickými a alkalickými kovmi vytvára zodpovedajúce dusičnany, uvoľňuje sa voda a oxid dusnatý:
8Na + 10HN03® 8NaN03 + N20 + 5H20.
Koncentrovaná kyselina pasivuje také kovy ako železo, chróm, hliník, zlato, platina, irídium, tantal, t.j. na kovovom povrchu sa vytvorí oxidový film nepriepustný pre kyseliny. Iné ťažké kovy pri interakcii s koncentrovanou kyselinou dusičnou tvoria zodpovedajúce dusičnany, voda a uvoľňuje sa oxid dusnatý alebo oxid:
3Hg + 8HNO3(studený)®3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O,
Hg + 4HNO3(gor.)®Hg(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O,
Ag + 2HNO3® AgNO3 + NO2+ 2H2O.
3. Kyselina dusičná je schopná rozpúšťať zlato, platinu a iné vzácne kovy, ale zmiešané s kyselinou chlorovodíkovou. Ich zmes vo vzťahu k trom objemom koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej a jednému objemu koncentrovanej kyseliny dusičnej sa nazýva „aqua regia“. Účinok aqua regia spočíva v tom, že kyselina dusičná oxiduje kyselinu chlorovodíkovú na voľný chlór, ktorý sa spája s kovmi:
HNO3 + HCl ® Cl2 + 2H2O + NOCl,
2NOCl® 2NO + Cl2.
Royal vodka dokáže rozpustiť zlato, platinu, ródium, irídium a tantal, ktoré sa nerozpúšťajú v dusíku a ešte viac kyselina chlorovodíková:
Au + HNO3 + 3HCl ® AuCl3 + NO + 2H2O,
HCl + AuCl3® H;
3Pt + 4HNO3 + 12HCl® 3PtCl4 + 4NO + 8H20,
2HCl + PtCl4® H2.
4. Kyselinou dusičnou sa oxidujú aj nekovy na zodpovedajúce kyseliny, zriedená kyselina uvoľňuje oxid dusnatý:
3P + 5HNO3 + 2H2O® 3H3PO4 + 5NO,
koncentrovaná kyselina uvoľňuje oxid dusičitý:
S + 6HNO3® H2SO4 + 6NO2+ 2H2O,
kyselina dusičná môže oxidovať aj niektoré anorganické zlúčeniny:
3H2S + 8HN03® 3H2S04 + 8NO + 4H20.
HNO2 je slabá jednosýtna kyselina, ktorá existuje iba v zriedených vodných roztokoch, sfarbených do slabo modrej farby a v plynnej fáze. Soli kyseliny dusitej sa nazývajú dusitany alebo dusitany. Dusičnany sú oveľa stabilnejšie ako HNO2, všetky sú toxické.
V plynnej fáze existuje planárna molekula kyseliny dusnej v dvoch konfiguráciách, cis- a trans-. Pri teplote miestnosti prevažuje trans izomér.
Chem. svätých
Vo vodných roztokoch je rovnováha:
2HN02 - N203 + H2O - NO^ + N02^ + H2O
Keď sa roztok zahrieva, kyselina dusitá sa rozkladá za uvoľňovania NO a NO2:
3HN02 - HN03 + 2NO^ + H20.
HNO2 je o niečo silnejšia octová kyselina. Ľahko vytesnené silnejšími kyselinami zo solí:
H2SO4 + Ba(NO2)2 > BaSO4v + HNO2.
Kyselina dusitá má oxidačné aj redukčné vlastnosti. Pôsobením silnejších oxidačných činidiel (H2O2, KMnO4) sa oxiduje na HNO3:
2HN02 + 2HI > 2NO^ + I2v + 2H20;
5HN02 + 2HMn04 >2Mn(N03)2 + HN03 + 3H20;
HN02 + Cl2 + H20 > HN03 + 2 HCl.
Kyselina dusitá sa používa na diazotizáciu primárnych aromatických amínov a tvorbu diazóniových solí. Dusitany sa používajú v organickej syntéze pri výrobe organických farbív.
Potvrdenie:
N2O3 + H2O 2HNO2,
NaN02 + H2SO4 (0° C)® NaHS04 + HNO2
AgNO2 + HCl ® AgCl + HNO2
Vlastnosti soli
Všetky dusičnany sú vysoko rozpustné vo vode. So zvyšujúcou sa teplotou sa ich rozpustnosť výrazne zvyšuje. Pri zahrievaní sa dusičnany rozkladajú s uvoľňovaním kyslíka. Dusičnany amónne, alkalické kovy a kovy alkalických zemín sa nazývajú ledky, napríklad NaNO3 - dusičnan sodný (čílsky dusičnan), KNO3 - dusičnan draselný, NH4NO3 - dusičnan amónny. Dusičnany sa získavajú pôsobením kyseliny dusičnej HNO3 na kovy, oxidy, hydroxidy, soli. Takmer všetky dusičnany sú vysoko rozpustné vo vode.
Dusičnany sú stabilné pri bežných teplotách. Zvyčajne sa topia pri relatívne nízkych teplotách (200-600°C), často s rozkladom.
Dusičnany alkalických kovov sa za uvoľňovania kyslíka rozkladajú na dusitany (a pri dlhšom zahrievaní sa postupne rozkladajú na oxid kovu, molekulárny dusík a kyslík, preto sú dobrými oxidačnými činidlami).
Dusičnany kovov priemerná aktivita pri zahrievaní sa rozkladajú na oxidy kovov s uvoľňovaním oxidu dusičitého a kyslíka.
Dusičnany najneaktívnych kovov (ušľachtilé kovy) sa za uvoľňovania oxidu dusičitého a kyslíka rozkladajú najmä na voľné kovy.
Dusičnany sú pomerne silné oxidačné činidlá v pevnom stave (zvyčajne vo forme taveniny), ale prakticky nemajú oxidačné vlastnosti v roztoku, na rozdiel od kyseliny dusičnej.
Dusitan je soľ kyseliny dusitej HNO2. Dusitany sú tepelne menej stabilné ako dusičnany. Používajú sa pri výrobe azofarbív a v medicíne.
Kyselina dusičná.Čistá kyselina dusičná HNO 3 je bezfarebná kvapalina s hustotou 1,51 g / cm pri - 42 ° C, tuhnúca do priehľadnej kryštalickej hmoty. Vo vzduchu, podobne ako koncentrovaná kyselina chlorovodíková, „fajčí“, pretože jej výpary tvoria malé kvapôčky hmly s „vlhkosťou vo vzduchu,
Kyselina dusičná sa nelíši v sile, Už pod vplyvom svetla sa postupne rozkladá:
Čím vyššia je teplota a koncentrovanejšia kyselina, tým rýchlejší je rozklad. Uvoľnený oxid dusičitý sa rozpúšťa v kyseline a dodáva jej hnedú farbu.
Kyselina dusičná je jednou z najsilnejších kyselín; v zriedených roztokoch sa úplne rozkladá na ióny H + a - NO 3.
Oxidačné vlastnosti kyseliny dusičnej. Charakteristickou vlastnosťou kyseliny dusičnej je jej výrazná oxidačná schopnosť. Kyselina dusičná-jedna
z najúčinnejších oxidačných činidiel. Mnohé nekovy sa ním ľahko oxidujú a menia sa na zodpovedajúce kyseliny. Takže keď sa síra varí s kyselinou dusičnou, postupne oxiduje na kyselinu sírovú, fosfor na kyselinu fosforečnú. Tlejúci uhlík ponorený do koncentrovanej HNO 3 sa jasne rozhorí.
Kyselina dusičná pôsobí na takmer všetky kovy (s výnimkou zlata, platiny, tantalu, ródia, irídia), pričom ich mení na dusičnany a niektoré kovy na oxidy.
Koncentrovaná HNO 3 pasivuje niektoré kovy. Lomonosov tiež zistil, že železo, ktoré sa ľahko rozpúšťa v zriedenej kyseline dusičnej, sa nerozpúšťa.
v studenej koncentrovanej HNO 3 . Neskôr sa zistilo, že kyselina dusičná má podobný účinok na chróm a hliník. Tieto kovy idú dole
pôsobenie koncentrovanej kyseliny dusičnej v pasívnom stave.
Stupeň oxidácie dusíka v kyseline dusičnej je 4-5. HNO 3, ktorý pôsobí ako oxidačné činidlo, sa môže redukovať na rôzne produkty:
Potvrdenie.
1. V laboratóriu sa kyselina dusičná získava reakciou bezvodých dusičnanov s koncentrovanou kyselinou sírovou:
Ba (NO 3) 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HNO 3.
2. V priemysle výroba kyseliny dusičnej prebieha v troch etapách:
1. Oxidácia amoniaku na oxid dusnatý (II):
4NH3 + 502 -> 4NO + 6 H20
2. Oxidácia oxidu dusnatého (II) na oxid dusnatý (IV):
2NO + O2 → 2NO2
3. Rozpustenie oxidu dusnatého (IV) vo vode s prebytkom kyslíka:
4N02 + 2H20 + 02 -> 4HN03
Chemické vlastnosti . Ukazuje všetky vlastnosti kyselín. Kyselina dusičná je jednou z najsilnejších minerálnych kyselín.
1. Vo vodných roztokoch je úplne disociovaný na ióny:
HN03 → H++ NO-3
2. Reaguje s oxidmi kovov:
MgO + 2HN03 → Mg (N03)2 + H20,
3. Reaguje so zásadami:
Mg (OH)2 + 2HN03 -> Mg (N03)2 + 2H20,
4. Koncentrovaná HNO 3 sa pri interakcii s najaktívnejšími kovmi na Al redukuje na N 2 O. Napríklad:
4Ca + 10HN03 → 4Ca(N03)2 + N20+ 5H20
5. Koncentrovaná HNO 3 sa pri interakcii s menej aktívnymi kovmi (Ni, Cu, Ag, Hg) redukuje na NO 2. Napríklad:
4HN03 + Ni → Ni(N03)2 + 2N02 + 2H20.
6. Podobne koncentrovaná HNO 3 reaguje s nekovmi. Nekov je oxidovaný. Napríklad:
5HN03 + Po → HP + 503 + 5N02 + 2H20.
C kyselina dusičná olis – dusičnany pri zahrievaní sa rozkladajú podľa schémy:
naľavo od Mg: MeNO 3 → MeNO 2 + O 2
Mg - Cu: MeN03 → MeO + N02 + O2
vpravo Cu MeNO 3 → Me + NO 2 + O 2
Aplikácia.
Kyselina dusičná sa používa na výrobu dusíkatých hnojív, liečiv a výbušnín.
Vodík. Štruktúra atómu, fyzikálne a chemické vlastnosti, výroba a využitie vodíka.
VODÍK, H, chemický prvok s atómovým číslom 1, atómová hmotnosť 1,00794.
Prírodný vodík pozostáva zo zmesi dvoch stabilných nuklidov s hmotnostnými číslami 1,007825 (99,985 % v zmesi) a 2,0140 (0,015 %). Navyše, v prírodnom vodíku sú vždy zanedbateľné množstvá rádioaktívneho nuklidu - trícia 3H (polčas T1/2 = 12,43 roka). Keďže jadro atómu vodíka obsahuje iba 1 protón (v jadre atómu nemôže byť menej protónov), niekedy sa hovorí, že vodík tvorí prirodzenú spodnú hranicu periodickej sústavy prvkov D. I. Mendelejeva (hoci prvok vodík sa nachádza v najvyššej časti tabuliek). Prvok vodík sa nachádza v prvej perióde periodickej tabuľky. Patrí do 1. skupiny (skupina IA alkalických kovov) aj do 7. skupiny (skupina VIIA halogénov).
Hmotnosti atómov v izotopoch vodíka sa značne líšia (niekoľkokrát). To vedie k badateľným rozdielom v ich správaní pri fyzikálnych procesoch (destilácia, elektrolýza a pod.) a k určitým chemickým rozdielom (rozdiely v správaní izotopov jedného prvku sa nazývajú izotopové efekty, u vodíka sú najvýznamnejšie izotopové efekty). Preto na rozdiel od izotopov všetkých ostatných prvkov majú izotopy vodíka špeciálne symboly a názvy. Vodík s hmotnostným číslom 1 sa nazýva ľahký vodík, alebo protium (lat. Protium, z gréckeho protos - prvý), označuje sa symbolom H a jeho jadro sa nazýva protón, symbol p. Vodík s hmotnostným číslom 2 sa nazýva ťažký vodík, deutérium (lat. Deuterium, z gréckeho deuteros - druhé), na označenie sa používajú symboly 2 H alebo D (čítaj "de"), jadro d je deuterón. Rádioaktívny izotop s hmotnostným číslom 3 sa nazýva superťažký vodík alebo trícium (lat. Tritum, z gréckeho tritos - tretí), symbol 3 H alebo T (čítaj "tie"), jadro t je tritón.
Konfigurácia jedinej elektrónovej vrstvy neutrálneho neexcitovaného atómu vodíka je 1s1. V zlúčeninách vykazuje oxidačné stavy +1 a menej často -1 (valencia I). Polomer neutrálneho atómu vodíka je 0,0529 nm. Ionizačná energia atómu je 13,595 eV, elektrónová afinita je 0,75 eV. Na Paulingovej stupnici je elektronegativita vodíka 2,20. Vodík patrí medzi nekovy.
Vo voľnej forme je to ľahký, horľavý plyn bez farby, zápachu a chuti.
Fyzické a Chemické vlastnosti: za normálnych podmienok je vodík ľahký (hustota za normálnych podmienok 0,0899 kg/m 3) bezfarebný plyn. Teplota topenia -259,15°C, teplota varu -252,7°C. Kvapalný vodík (v bode varu) má hustotu 70,8 kg/m 3 a je najľahšou kvapalinou. Štandardný elektródový potenciál H 2 / H– vo vodnom roztoku sa rovná 0. Vodík je zle rozpustný vo vode: pri 0 ° C je rozpustnosť menšia ako 0,02 cm 3 / ml, ale je vysoko rozpustný v niektorých kovoch (železná huba a iné), obzvlášť dobré - v kovovom paládiu (asi 850 objemov vodíka v 1 objeme kovu). Spalné teplo vodíka je 143,06 MJ/kg.
Existuje vo forme dvojatómových molekúl H2. Disociačná konštanta H2 na atómy pri 300 K je 2,56 10–34. Disociačná energia molekuly H 2 na atómy je 436 kJ/mol. Medzijadrová vzdialenosť v molekule H2 je 0,07414 nm.
Keďže jadro každého atómu H, ktorý je súčasťou molekuly, má svoj vlastný spin, molekulárny vodík môže byť v dvoch formách: vo forme ortovodíka (o-H 2) (oba spiny majú rovnakú orientáciu) a vo forme paravodíka ( p-H2) (zadné strany majú rôzne orientácie). Za normálnych podmienok je normálny vodík zmesou 75 % o-H2 a 25 % p-H2. Fyzikálne vlastnosti p- a o-H2 sa navzájom mierne líšia. Ak teda bod varu čisté o-n 2 20,45 K, potom čisté p-n 2 – 20,26 K. Zapínanie 2 v p-H 2 je sprevádzané uvoľňovaním 1418 J/mol tepla.
Vysoká pevnosť chemickej väzby medzi atómami v molekule H 2 (čo napríklad pri použití molekulárnej orbitálnej metódy možno vysvetliť tým, že v tejto molekule je elektrónový pár vo väzbovom orbitáli a uvoľňovací orbitál nie je osídlený elektrónmi) vedie k tomu, že pri izbovej teplote je plynný vodík chemicky neaktívny. Takže bez zahrievania, s jednoduchým miešaním, vodík reaguje (s výbuchom) iba s plynným fluórom (F):
H2 + F2 \u003d 2HF + Q.
Ak sa zmes vodíka a chlóru (Cl) pri teplote miestnosti ožiari ultrafialovým svetlom, potom sa pozoruje okamžitá tvorba chlorovodíka HCl. Reakcia vodíka s kyslíkom (O) nastáva s výbuchom, ak sa do zmesi týchto plynov pridá katalyzátor - kovové paládium (Pd) (alebo platina (Pt)). Pri vznietení exploduje zmes vodíka a kyslíka (O) (tzv. výbušný plyn) a výbuch môže nastať v zmesiach, v ktorých je obsah vodíka od 5 do 95 objemových percent. Čistý vodík vo vzduchu alebo v čistom kyslíku (O) ticho horí s uvoľňovaním veľkého množstva tepla:
H 2 + 1 / 2O 2 \u003d H 2 O + 285,75 kJ / mol
Ak vodík interaguje s inými nekovmi a kovmi, tak len za určitých podmienok (zahrievanie, vysoký tlak, prítomnosť katalyzátora). Takže vodík reverzibilne reaguje s dusíkom (N) pri zvýšenom tlaku (20-30 MPa a viac) a pri teplote 300-400 ° C v prítomnosti katalyzátora - železa (Fe):
3H2 + N2 = 2NH3 + Q.
Tiež len pri zahrievaní vodík reaguje so sírou (S) za vzniku sírovodíka H2S, s brómom (Br) - za vzniku bromovodíka HBr, s jódom (I) - za vzniku jodovodíka HI. Vodík reaguje s uhlím (grafitom) za vzniku zmesi uhľovodíkov rôzneho zloženia. Vodík neinteraguje priamo s bórom (B), kremíkom (Si), fosforom (P), zlúčeniny týchto prvkov s vodíkom sa získavajú nepriamo.
Pri zahrievaní je vodík schopný reagovať s alkalickými kovmi, kovmi alkalických zemín a horčíkom (Mg) za vzniku zlúčenín s iónovou väzbou, ktoré obsahujú vodík v oxidačnom stave –1. Takže keď sa vápnik zahrieva vo vodíkovej atmosfére, vytvorí sa hydrid podobný soli so zložením CaH2. Polymérny hydrid hlinitý (AlH 3) x - jedno z najsilnejších redukčných činidiel - sa získava nepriamo (napríklad pomocou organohlinitých zlúčenín). S mnohými prechodnými kovmi (napríklad zirkónium (Zr), hafnium (Hf) atď.) vodík tvorí zlúčeniny rôzneho zloženia (tuhé roztoky).
Vodík je schopný reagovať nielen s mnohými jednoduchými, ale aj zložitými látkami. V prvom rade treba poznamenať schopnosť vodíka redukovať mnohé kovy z ich oxidov (ako je železo (Fe), nikel (Ni), olovo (Pb), volfrám (W), meď (Cu) atď.) . Takže pri zahrievaní na teplotu 400-450 ° C a vyššiu sa železo (Fe) redukuje vodíkom z ktoréhokoľvek z jeho oxidov, napríklad:
Fe203 + 3H2 \u003d 2Fe + 3H20.
Treba poznamenať, že iba kovy nachádzajúce sa v sérii môžu byť redukované vodíkom z oxidov. štandardné potenciály za mangánom (Mn). Viac aktívne kovy(vrátane mangánu (Mn)) sa neredukujú na kov z oxidov.
Vodík je schopný pridať dvojitú alebo trojitú väzbu k mnohým organickým zlúčeninám (ide o takzvané hydrogenačné reakcie). Napríklad v prítomnosti niklového katalyzátora sa môže uskutočniť hydrogenácia etylénu C2H4 a vznikne etán C2H6:
C2H4 + H2 \u003d C2H6.
Interakciou oxidu uhoľnatého (II) a vodíka v priemysle vzniká metanol:
2H2 + CO \u003d CH30H.
V zlúčeninách, v ktorých je atóm vodíka spojený s atómom elektronegatívnejšieho prvku E (E \u003d F, Cl, O, N), sa medzi molekulami vytvárajú vodíkové väzby (sú prepojené dva atómy E rovnakých alebo dvoch rôznych prvkov cez atóm H: E "... N ... E"", pričom všetky tri atómy sú umiestnené na rovnakej priamke). Takéto väzby existujú medzi molekulami vody, amoniaku, metanolu atď. a vedú k výraznému zvýšenie teplôt varu týchto látok, zvýšenie výparného tepla atď.
Potvrdenie: Vodík sa dá získať mnohými spôsobmi. V priemysle sa na to využívajú zemné plyny, ale aj plyny získané z rafinácie ropy, koksovania a splyňovania uhlia a iných palív. Pri výrobe vodíka zo zemného plynu (hlavnou zložkou je metán) sa uskutočňuje jeho katalytická interakcia s vodnou parou a neúplná oxidácia kyslíkom (O):
CH4 + H20 \u003d CO + 3H2 a CH4 + 1/2 O2 \u003d CO2 + 2H2
Separácia vodíka z koksárenského plynu a rafinérskych plynov je založená na ich skvapalnení pri hlbokom ochladzovaní a odstránení plynov, ktoré sú ľahšie skvapalnené ako vodík, zo zmesi. V prítomnosti lacnej elektriny sa vodík získava elektrolýzou vody, prechádzajúc prúdom cez alkalické roztoky. V laboratórnych podmienkach sa vodík ľahko získava interakciou kovov s kyselinami, napríklad zinku (Zn) s kyselinou chlorovodíkovou.
Aplikácia: vodík sa používa pri syntéze amoniaku NH3, chlorovodíka HCl, metanolu CH 3 OH, pri hydrokrakovaní (krakovanie vo vodíkovej atmosfére) prírodných uhľovodíkov, ako redukčné činidlo pri výrobe niektorých kovov. Hydrogenáciou prírodných rastlinných olejov sa získava tuhý tuk – margarín. Kvapalný vodík nachádza využitie ako raketové palivo a tiež ako chladivo. Pri zváraní sa používa zmes kyslíka (O) a vodíka.
Kedysi sa predpokladalo, že v blízkej budúcnosti bude hlavným zdrojom výroby energie reakcia spaľovania vodíka a vodíková energia nahradí tradičné zdroje výroby energie (uhlie, ropa atď.). Zároveň sa predpokladalo, že na výrobu vodíka vo veľkom bude možné využiť elektrolýzu vody. Elektrolýza vody je dosť energeticky náročný proces a v súčasnosti je nerentabilné získavať vodík elektrolýzou v priemyselnom meradle. Ale očakávalo sa, že elektrolýza bude založená na využití stredne teplotného (500-600°C) tepla, ktoré sa vo veľkom množstve vyskytuje pri prevádzke jadrových elektrární. Toto teplo má obmedzené využitie a možnosť získavania vodíka s jeho pomocou by vyriešila ako problém ekológie (pri spaľovaní vodíka na vzduchu vzniká minimálne množstvo látok škodlivých pre životné prostredie), tak aj problém využitia strednoteplotných teplo. Po černobyľskej katastrofe je však rozvoj jadrovej energie všade obmedzený, takže uvedený zdroj energie sa stáva nedostupným. Preto sa vyhliadky na široké využitie vodíka ako zdroja energie stále posúvajú, minimálne do polovice 21. storočia.
Vlastnosti obehu : vodík nie je jedovatý, ale pri manipulácii s ním treba neustále počítať s jeho vysokým nebezpečenstvom požiaru a výbuchu a nebezpečenstvo výbuchu vodíka sa zvyšuje vďaka vysokej schopnosti plynu difundovať aj cez niektoré pevné materiály. Pred začatím akýchkoľvek vykurovacích operácií vo vodíkovej atmosfére by ste sa mali uistiť, že je čistá (pri zapálení vodíka v skúmavke otočenej hore dnom by zvuk mal byť tlmený, nie štekať).
27 Postavenie mikroorganizmov v systéme živého sveta. Rozmanitosť mikroorganizmov a ich zhoda s inými organizmami. Podstatnými znakmi mikroorganizmov sú: malá veľkosť buniek, vysoká metabolická aktivita, vysoká plasticita ich metabolizmu (rýchle prispôsobenie sa meniacim sa podmienkam prostredia, „všadeprítomnosť“), schopnosť rýchlej reprodukcie, zlá morfologická diferenciácia a rôznorodosť metabolických procesov.
Mikroorganizmy, (mikróby) - súhrnný názov pre skupinu živých organizmov, ktoré sú príliš malé na to, aby boli viditeľné voľným okom (ich charakteristická veľkosť je menšia ako 0,1 mm). Mikroorganizmy zahŕňajú nejadrové (prokaryoty: baktérie, archaea) aj eukaryoty: niektoré huby, protisty, ale nie vírusy, ktoré sa zvyčajne izolujú do samostatnej skupiny. Väčšina mikroorganizmov je jednobunková, existujú však aj mnohobunkové mikroorganizmy, rovnako ako niektoré jednobunkové makroorganizmy viditeľné voľným okom, ako napríklad Thiomargarita namibiensis, členovia rodu Caulerpa (sú to obrovské polykaryóny ). Mikrobiológia je štúdium týchto organizmov.
Všadeprítomnosť a celková sila metabolického potenciálu mikroorganizmov určuje ich najdôležitejšiu úlohu v obehu látok a udržiavaní dynamickej rovnováhy v biosfére Zeme.
Stručný prehľad rôznych predstaviteľov mikrokozmu, zaberajúcich určité „poschodia“ veľkosti, ukazuje, že veľkosť objektov spravidla určite súvisí s ich štrukturálnou zložitosťou. Spodná hranica veľkosti pre voľne žijúci jednobunkový organizmus je určená priestorom potrebným na uloženie aparátu potrebného na nezávislú existenciu vo vnútri bunky. Obmedzenie hornej hranice veľkosti mikroorganizmov je podľa moderných koncepcií určené vzťahom medzi povrchom bunky a objemom. S nárastom bunkových rozmerov sa povrch zväčšuje v štvorci a objem v kocke, takže pomer medzi týmito hodnotami sa posúva smerom k druhému.
Mikroorganizmy žijú takmer všade tam, kde je voda, vrátane horúcich prameňov, na dne svetových oceánov a tiež hlboko vo vnútri zemskej kôry. Sú dôležitým článkom v metabolizme v ekosystémoch, pôsobia najmä ako rozkladače, no v niektorých ekosystémoch sú jedinými producentmi biomasy.
Mikroorganizmy, ktoré žijú v rôzne prostredia, podieľajú sa na kolobehu síry, železa, fosforu a ďalších prvkov, rozkladajú organické látky živočíšneho, rastlinného pôvodu, ako aj abiogénneho pôvodu (metán, parafíny), zabezpečujú samočistenie vody v nádržiach.
Nie všetky druhy mikroorganizmov sú však pre človeka prospešné. Veľmi veľký počet druhov mikroorganizmov je oportúnnych alebo patogénnych pre ľudí a zvieratá. Niektoré mikroorganizmy poškodzujú poľnohospodárske produkty, vyčerpávajú pôdu dusíkom, spôsobujú znečistenie vodných plôch a hromadenie toxických látok v potravinách (napríklad mikrobiálnych toxínov).
Mikroorganizmy sa vyznačujú dobrou adaptabilitou na pôsobenie faktorov prostredia. Rôzne mikroorganizmy môžu rásť pri teplotách od -6° do +50-75°. Rekord v prežití pri zvýšenej teplote zaznamenali archaea, ktorých niektoré zo študovaných kultúr rastú na živných pôdach nad 110 °C, napríklad Methanopyrus kandleri (kmeň 116) rastie pri 122 °C, čo je rekordne vysoká teplota pre všetky známe organizmov.
V prírode biotopy s touto teplotou existujú pod tlakom v horúcich sopečných prameňoch na dne oceánov (čierni fajčiari).
Sú známe mikroorganizmy, ktorým sa darí na úrovniach ionizujúceho žiarenia, ktoré sú pre mnohobunkové tvory smrteľné, v širokom rozmedzí hodnôt pH, pri 25 % koncentrácii chloridu sodného, v podmienkach rôzneho obsahu kyslíka až po jeho úplnú absenciu (anaeróbne mikroorganizmy).
Patogénne mikroorganizmy zároveň spôsobujú choroby ľudí, zvierat a rastlín.
Najrozšírenejšie teórie o pôvode života na Zemi naznačujú, že protomikroorganizmy boli prvé živé organizmy, ktoré vznikli evolúciou.
V súčasnosti sú všetky mikroorganizmy rozdelené do 3 kráľovstiev:
1. Procariota. Do tohto kráľovstva možno pripísať všetky druhy baktérií, rickettsie, chlamýdie, mykoplazmy atď. Bunky majú jadro s jedným chromozómom. Jadro nie je oddelené od cytoplazmy bunky. Jednoduchý cyklus delenia zúžením. Existuje množstvo jedinečných organel, ako sú plazmidy, mezozómy. Neexistuje žiadna schopnosť fotosyntézy.
2. Eucariotae. Zástupcami tejto ríše sú huby a prvoky. Bunka obsahuje jadro, oddelené od cytoplazmy membránou, s niekoľkými chromozómami. Existuje množstvo organel charakteristických pre vyššie živočíchy: mitochondrie, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát. Niektorí predstavitelia tohto kráľovstva majú chloroplasty a sú schopní fotosyntézy. Majú zložitý životný cyklus.
3. Vira. Vírusy patria do tohto kráľovstva. Charakteristickým znakom viriónu je prítomnosť iba jedného typu nukleovej kyseliny: RNA alebo DNA uzavretej v kapside. Vírus nemusí mať spoločný vonkajší obal. Reprodukcia vírusu môže nastať až po vložení do inej bunky, kde prebieha replikácia.
