第13章:無機物質(5)窒素・リンとその化合物

こんにちは<Frank>です。

この単元も無機質的で「?」だから何なの?って感じでした。無機
物質の製法より人間関係の相性(chemistry)を観察しているが面白
そうですよね。

1.アンモニアの実験室での製法
アンモニア(NH₃)は、実験室では塩化アンモニウム(NH₄Cl)と
水酸化カルシウム(Ca(OH)₂)を反応させて生成します。

(反応式)
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂O

この反応は、アンモニウム塩と強塩基である水酸化カルシウムが反
応し、アンモニアガスが発生するものです。アンモニアは水によく
溶け、強い塩基性を示します。また、特徴的な刺激臭を持ちます。

2.NOとNO₂の製法
一酸化窒素(NO)は、銅(Cu)と希硝酸(HNO₃)の反応により生
成されます。

(反応式)
3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

発生したNOは無色の気体ですが、空気中の酸素とすぐに反応して二
酸化窒素(NO₂)に変わります。

二酸化窒素(NO₂)は、一酸化窒素(NO)が酸素と反応することで
生成されます。

(反応式)
2NO + O₂ → 2NO₂

NO₂は赤褐色の気体で、有毒な酸性の性質を持っています。

3.硝酸(HNO₃)の性質と製法
1)性質
  硝酸は強酸であり、強い酸化作用を持っています。濃硝酸は金
  属を酸化して溶解させますが、不動態を形成するアルミニウム
  や鉄などの金属とは反応しにくいです。また、光や熱により分
  解しやすく、冷暗所に保存されることが多いです。

  ※脚注※
  「不動態」とは、金属の表面に酸化被膜でき反応しなくなる状
  態のことです。

2)製法
  工業的にはオストワルト法で製造されます。この方法では、ア
  ンモニアを酸化してNOを得た後、それを酸化してNO₂にし、最
  終的にNO₂を水に溶かして硝酸を得ます。

3)反応式
  ・アンモニアの酸化
   4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O
  ・一酸化窒素の酸化
   2NO + O₂ → 2NO₂
  ・二酸化窒素の水への吸収
   3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

4.りん(P)の性質と化合物
1)性質
  リンにはいくつかの同素体がありますが、代表的なものは白リ
  ンと赤リンです。白リンは非常に反応性が高く、空気中で発火
  するため、水中で保存します。一方、赤リンは安定で、マッチ
  の摩擦面に使用されます。

2)リンの化合物
  代表的な化合物として、リン酸(H₃PO₄)やリン酸塩がありま
  す。リン酸は中程度の酸であり、肥料や食品添加物として利用
  されます。また、五酸化二リン(P₂O₅)は吸湿性が高く、乾燥
  剤として使用されることがあります。

5.まとめ
1)アンモニアは塩化アンモニウムと水酸化カルシウムの反応で生
  成される。
2)NOは銅と希硝酸の反応で、NO₂はNOの酸化によって生成される。
3)硝酸はオストワルト法で生成され、強酸性かつ酸化作用を持つ。
4)リンは白リンと赤リンがあり、リン酸などの化合物は広く利用
  されている。

【Remarks】
Special thanks to Pixabay for free photos.

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Frank

■ 兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■ goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■ 趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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