11-р анги · Хими · Азот ба Хүхэр

🌿 Азот ба Хүхэр

Азот, аммиак, азотын хүчил · Хүхэр, SO₂, SO₃, хүхрийн хүчил · Хүчиллэг бороо

🌬️ 3.3 Азот, түүний нэгдэл

Азотын байгалийн эргэлт. Аммиак (NH₃) — Габерийн процесс. Азотын хүчил (HNO₃) — Оствальдын процесс.

N₂NH₃HNO₃

💛 3.4 Хүхэр, түүний нэгдэл

Хүхрийн шинж чанар. SO₂ — хүчиллэг бороо. SO₃ → H₂SO₄ — Контактын процесс. УБ-ын агаарын бохирдол.

SO₂SO₃H₂SO₄

🌬️ Азот, түүний нэгдэл

N₂ · NH₃ (Аммиак) · HNO₃ (Азотын хүчил)

🔄 Азотын байгалийн эргэлт

🌿 Азотын эргэлт: N₂ (агаар) → нитрогенжих → NH₄⁺ → нитрификаци → NO₃⁻ → ургамал → амьтан → задрах → N₂ буцах

🧪 Азотын шинж чанар

Физик шинж:

Стандарт нөхцөлд хий төлөвт
Өнгөгүй, үнэргүй
Буцалгах цэг: −196°С
Хайлах цэг: −210°С

Химийн бүтэц:

N≡N (гуравласан холбоо)

Холбооны энерги: 945 кЖ·моль⁻¹
Холбооны урт: 110 нм
→ Маш тогтвортой, химийн идэвх муу

⚠️ Стандарт нөхцөлд зөвхөн Лититэй урвалд ордог: 6Li + N₂ → 2Li₃N

🏭 Аммиак (NH₃) — Габерийн процесс

N₂(х) + 3H₂(х) ⇄ 2NH₃(х) ∆H = −92 кЖ·моль⁻¹

Үйлдвэрлэлийн оновчтой нөхцөл:

🌡️

Температур

400–500°С

Kинетик/Тэнцвэрийн компромисс

💨

Даралт

150–300 атм

Өндөр даралт = их гарц

🔬

Катализатор

Төмөр (Fe) + Al₂O₃

Идэвхжүүлэгч: K₂O

Аммиакийн хэрэглээ: Бордоо (NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄), цагаан шохой ус, хөргөлтийн хий

🧪 Аммиакийн химийн шинж

NH₃(х) + H₂O(ш) ⇄ NH₄⁺(уус) + OH⁻(уус)

Аммиак усанд уусахад сул суурь болдог (рН > 7)

⚗️ Азотын хүчил (HNO₃) — Оствальдын процесс

1

Аммиакийн каталитик исэлдэлт

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (Pt/Rh катализатор, 900°С)

2

NO-г NO₂ болгох

2NO + O₂ → 2NO₂

3

NO₂-г усанд уусгах

3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

⚡ Нимгэн HNO₃ ба зэс: 3Cu + 8HNO₃(нимгэн) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

💛 Хүхэр, түүний нэгдэл

SO₂ · SO₃ · H₂SO₄ · Хүчиллэг бороо · Монголын агаарын бохирдол

🌍 Хүхэр байгальд

Хүхэр байгаль дээр дараах хэлбэрээр тархсан:

Дан хүхэр:
• Моноклиник хүхэр (α)
• Нунжгай хүхэр (β)
• Орторомбон (γ) — хамгийн тогтвортой

Нэгдэл хэлбэрт:
• Пирит: FeS₂
• Халькопирит: CuFeS₂
• Нүүрсэнд 1–3%, газрын тосонд 0.05–10%

🧬 Хүний биеийн массын 0.3%-ийг хүхэр эзэлдэг. Үс, хумс, яс, булчинд агуулагддаг.

💨 Хүхэр (IV)-ийн оксид (SO₂)

Физик шинж:

Өнгөгүй, хурц үнэртэй хий
Хортой — уушгины өвчин үүсгэдэг
Монгол MNS4585:2016 стандарт: 50 мкг·м⁻³ (24 цагийн дундаж)

Химийн шинж:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃
(Хүхрийн хүчилт хүчил)

SO₂ + O₂ → SO₃
(Контактын процесс)

📊 Улаанбаатар хотын агаар дахь SO₂-ийн агууламж өвлийн улиралд (10-4-р сар) мэдэгдэхүйц нэмэгддэг — нүүрсний шаталтаас үүдэлтэй.

🏭 Хүхрийн хүчил (H₂SO₄) — Контактын процесс

1

Хүхэр шатаах

S + O₂ → SO₂

2

SO₂-ийг SO₃ болгох (Контактын алхам)

2SO₂ + O₂ ⇄ 2SO₃ (V₂O₅ катализатор, 450°С)

3

SO₃-ийг концентрацтай H₂SO₄-д уусгах

SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇ (олеум)

4

Олеумыг шингэлэх

H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄

⚠️ SO₃-ийг шууд усанд уусгаж болохгүй — хүчил туман үүснэ!

🌧️ Хүчиллэг бороо

Үүсэх механизм:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
2NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂

Хэвийн борооны pH: 5.6
Хүчиллэг бороо: pH < 5.6

Үр дагавар:

🌲 Ой мод, экосистем гэмтэх
🐟 Нуур, голын pH буурах — загас үхэх
🏛️ Барилга, чулуун хийц элэгдэх
🌱 Хөрсний шим тэжээл алдагдах
💧 Ундны усны чанар муудах

📝 Азот ба Хүхэр — Тест

70% буюу түүнээс дээш оноо авбал тэнцсэн!