Оксид азота(V) N2O5: свойства, получение, применение

Оксид азота(V) N2O5 — кислотный оксид, неустойчивые бесцветные кристаллы, молярная масса 108 г/моль.

Ключевые факты

Формула
N2O5
Класс
оксид (кислотный)
Молярная масса
108 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 108,02 г/моль
Другие названия
азотный ангидрид
Состояние
твёрдое вещество
Степени окисления
N +5 (высшая), O −2
Связь и строение
в газе — молекулы с ковалентными полярными связями, в кристалле — ионы NO2+ и NO3^−
Кристаллическая решётка
в твёрдом состоянии ионная
Соответствующая кислота
азотная HNO3 (сильная)

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое оксид азота(V)?

Оксид азота(V) — высший оксид азота и ангидрид азотной кислоты. Это бесцветные кристаллы, которые неустойчивы: при комнатной температуре они постепенно разлагаются, а при нагревании могут взрываться. Азот здесь в высшей степени окисления +5, поэтому вещество сильный окислитель.

Как кислотный оксид, N2O5 присоединяет воду, образуя азотную кислоту, и реагирует со щелочами и основными оксидами, давая нитраты. В заданиях ЕГЭ его важно не путать с оксидом азота(IV): первый реагирует с водой с образованием единственной кислоты, второй — с диспропорционированием.

Какие физические свойства у оксида азота(V)?

Физические свойства: оксид азота(V) N2O5
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое вещество
Цветбесцветные кристаллы
Температура плавленияоколо +41 °C; при нагревании вещество возгоняется и разлагается
Устойчивостьнеустойчив, чувствителен к нагреванию и свету
Растворимость в водереагирует с водой, образуя азотную кислоту

Какие химические свойства у оксида азота(V)?

Реакции делятся на два типа: типичные свойства кислотного оксида (вода, щёлочь, гидроксид, основной оксид) и разложение при нагревании. В реакциях, где образуются нитраты, степень окисления азота не меняется.

  1. С водой: азотная кислотаN2O5 + H2O → 2HNO3
  2. Со щёлочью: нитратN2O5 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O
  3. С основным оксидомN2O5 + CaO → Ca(NO3)2
  4. С гидроксидом кальцияN2O5 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + H2O
  5. Разложение при нагревании2N2O5 → 4NO2 + O2Условия: нагревание

Как получают оксида азота(V)?

Обезвоживание азотной кислоты

Оксид фосфора(V) отнимает воду у концентрированной азотной кислоты, оставляя оксид азота(V).

  • 2HNO3 + P2O5 → N2O5 + 2HPO3

Окисление оксида азота(IV) озоном

Озон присоединяет к бурому газу кислород.

  • 2NO2 + O3 → N2O5 + O2

Как распознать оксид азота(V)? Качественная реакция

Отдельной качественной реакции у твёрдого N2O5 нет. Его узнают по продукту взаимодействия с водой: нитрат-ион определяют, нагревая раствор с медью и серной кислотой (выделяется бурый газ).

Где применяют оксида азота(V)?

  • нитрующий агент в органическом синтезе — мягче, чем смесь азотной и серной кислот;
  • получение безводной азотной кислоты;
  • научные исследования реакций нитрования.

Меры предосторожности. Вещество разлагается со взрывом при нагревании, а во влажной среде образует едкую азотную кислоту, поэтому его применяют только в лабораториях в защитных очках и перчатках.

Чему равна молярная масса оксида азота(V)?

M(N2O5) = 2·14 + 5·16 = 108 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 108,02 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где оксид азота(V) встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса оксида азота(V)?

M(N2O5) = 2·14 + 5·16 = 108 г/моль.

Какая кислота соответствует оксиду азота(V)?

Азотная HNO3. При растворении оксида в воде получается именно она, а не смесь двух кислот, как в случае NO2.

Чем оксид азота(V) отличается от оксида азота(IV) по реакции с водой?

Оксид азота(V) просто присоединяет воду и даёт одну кислоту. Оксид азота(IV) диспропорционирует и даёт азотную кислоту и оксид азота(II).

Почему его не получают нагреванием азотной кислоты?

Кислота при нагревании разлагается на NO2, кислород и воду, а не на N2O5. Для получения оксида кислоту обезвоживают оксидом фосфора(V) при охлаждении.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: азот N, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники