Nh5, степень окисления азота в ионе аммония

Общие сведения об ионе аммония и степени окисления в Nh5

Атом азота имеет на внешнем энергетическом уровне два спаренных и три неспаренных электрона:

7N 1s22s22p3;

Неспаренные 2з-электроны атома азота в молекуле аммиака образуют три электронные пары с электронами атомов водорода. У атома азота остается неподеленная пара электронов 2s2, т.е. два электрона с антипараллельными спинами на одной атомной орбитали. Атомная орбиталь иона водорода не содержит электронов (вакантная орбиталь). При сближении молекулы аммиака и иона водорода происходит взаимодействие неподеленной пары электронов атома азота и вакантной орбитали иона водорода, возникает химическая связь по донорно-акцепторному механизму. Атом азота молекулы аммиака является донором, а ион водорода – акцептором. Обозначив неподеленную пару электронов двумя точками, вакантную орбиталь квадратом, а связи черточками, можно представить образование иона аммония схемой, изображенной на рис. 1.

Рис. 1. Схема образования иона аммония.

Nh5, степени окисления элементов в нем

Из выше указанного ясно, что ион аммония имеет заряд (+). Чтобы определить степени окисления элементов, входящих в его состав, сначала необходимо разобраться с тем, для каких элементов эта величина точно известна.

Так как аммиак является гидридом азота, то степень окисления водорода в ионе аммония равна (+1). Для нахождения степени окисления азота примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

x + 4×(+1) = -1;

x — 4 = -1;

x = -3.

Значит степень окисления азота в ионе аммония равна (-3):

(N-3H+14).

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Аммиак — урок.

Химия, 8–9 класс.

Строение молекулы

Формула аммиака — Nh4. Степень окисления азота равна \(–3\). В молекуле три ковалентные полярные связи. У атома азота одна электронная пара остаётся неподелённой и играет важную роль в способности аммиака вступать в химические реакции.

 

Молекула аммиака имеет форму пирамиды, в вершине которой расположен атом азота, а в основании — три атома водорода.

 

 

Общие электронные пары в молекуле смещены к более электроотрицательному атому азота. Он заряжен отрицательно, а атомы водорода — положительно. Поэтому молекула полярна и представляет собой диполь. Благодаря высокой полярности молекулы аммиака способны образовывать водородные связи между собой и с молекулами воды. Образование водородных связей влияет на физические свойства вещества.

Физические свойства

При обычных условиях аммиак представляет собой бесцветный газ с резким неприятным запахом. Он легче воздуха. Ядовит.

 

Аммиак очень хорошо растворяется в воде — при \(20\) °С в одном объёме воды может раствориться до \(700\) объёмов аммиака. Раствор с содержанием газа \(25\) % называется аммиачной водой, а \(10\)%-ный раствор используется в медицине как нашатырный спирт.

 

 

Аммиак легко сжижается при пониженной температуре или при повышенном давления. При испарении жидкого аммиака поглощается много тепла, что позволяет использовать его в холодильных установках.

Химические свойства

1.  Восстановительные свойства.

  

Степень окисления азота в аммиаке — \(–3\), поэтому в окислительно-восстановительных реакциях он выступает в роли сильного восстановителя.

 

Аммиак окисляется кислородом с образованием азота или оксида азота(\(II\)). Результат реакции зависит от условий её протекания.

 

При горении аммиака в чистом кислороде образуется азот:

 

4N−3h4+3O20=2N20+6h3O−2.

 

Если реакция проводится с катализатором, то образуется оксид азота(\(II\)):

 

4N−3h4+5O20=k4NO+2+6h3O−2.

 

2. Основные свойства.

  

Если в водный раствор аммиака добавить несколько капель фенолфталеина, то его окраска станет малиновой. Значит, раствор содержит гидроксид-ионы. Образование этих ионов происходит в результате реакции между водой и молекулами аммиака:

 

Nh4+h3O⇄Nh4⋅h3O⇄Nh5++OH−.

 

Образующийся в реакции неустойчивый гидрат аммония частично диссоциирует на ионы аммония и гидроксид-ионы.

 

Аммиак реагирует с кислотами. При этом образуются соли аммония. Так, с соляной кислотой образуется хлорид аммония, а с серной — сульфат аммония:

 

Nh4+HCl=Nh5Cl,

 

2Nh4+h3SO4=(Nh5)2SO4.

Получение и применение

В промышленности аммиак синтезируют из азота и водорода:

 

N2+3h3⇄t,p,k2Nh4.

 

Производство аммиака

 

Лабораторный способ получения — реакция между солью аммония и гидроксидом кальция:

 

2Nh5Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2Nh4↑+2h3O.

 

В больших количествах аммиак применяется для производства азотной кислоты и минеральных удобрений, а также красителей и взрывчатых веществ. Используется в холодильных установках. Нашатырный спирт находит применение в медицине и в быту.

Объявления о защитах диссертаций,Диссертационный совет

21.09.2020

Масленников Даниэль Владимирович Диссертация «Исследование факторов, определяющих морфологию и микроструктуру продуктов реакции термического разложения (Ce
1-x
Gdx)2 (C2O4)3•10H2O (x = 0, 0. 1)» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 02.12.2020

08.06.2020

Бычков Алексей Леонидович Диссертация «Механохимическая обработка природных полимеров и её технологическое применение» на соискание ученой степени доктора химических наук

Защита диссертации: 23.09.2020

08.06.2020

Мищенко Ксения Владимировна Диссертация «Синтез и термические превращения формиатов и оксокарбоната висмута с получением металлического висмута и его оксидов» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 16.09.2020

04.10.2019

Ухина Арина Викторовна Диссертация «Структурно-морфологические особенности формирования металл-алмазных композиций» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 18.12.2019

19.08.2019

Семыкина Дарья Олеговна Диссертация «Cтруктурно-морфологические и электрохимические свойства натрий/литий ванадий-содержащих электродных материалов для натрий/литий-ионных аккумуляторов» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 27.11.2019

15.10.2018

Тяпкин Павел Юрьевич Диссертация «Нанокомпозиты на основе оксидов железа, синтезированных в порах мезопористого диоксида кремния» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 21.12.2018

08.10.2018

Скрипкина Татьяна Сергеевна Диссертация «Механохимическая модификация структуры гуминовых кислот для получения комплексных сорбентов» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 19.12.2018 в 10:00

08.10.2018

Подгорбунских Екатерина Михайловна Диссертация «Исследование механоферментативных превращений полимеров трудноперерабатываемого растительного сырья» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 19.12.2018 в 12:00

03.10.2018

Шубникова Елена Викторовна Диссертация «Структура и кислородная проницаемость оксидов со смешанной проводимостью
Sr1-yBayCo0.8-xFe0.2MxO3-δ (M=W, Mо)» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 05.12.2018

26.09.2018

Лозанов Виктор Васильевич Диссертация «Синтез и физико-химическое исследование тугоплавких соединений, образующихся в системах на основе гафния, тантала и иридия» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 12.12.2018

03.05.2017

Прокип Владислав Эдвардович Диссертация «Физико-химическое исследование германатов гафния» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 05.07.2017 в 10:00

01.02.2017

Пестерева Наталья Николаевна Диссертация «Процессы переноса вдоль границы раздела фаз MeWO4|WO3 и физико-химические свойства композитов MeWO4-WO3 (Me = Ca, Sr, Ba)» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 05.04.2017 в 10:00

27.12.2016

Попов Михаил Петрович Диссертация «Изучение влияния модификации вольфрамом на функциональные свойства перовскита состава Ba0. 5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 01.03.2017 в 10:00

10.08.2016

Подгорнова Ольга Андреевна Диссертация «Синтез, структура и электрохимические свойства катодных материалов на основе LiCoPO4» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 12.10.2016 в 10:00

22.04.2016

Рыбин Вячеслав Андреевич Диссертация «Физико-химическое исследование базальтового волокна с защитными щелочестойкими покрытиями» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 22.06.2016 в 10:00

23.10.2015

Архипов Сергей Григорьевич Диссертация «Получение сокристаллов и солей аминокислот с органическими кислотами и сравнение их структуры и свойств со структурами и свойствами исходных компонентов» на соискание ученой степени кандидата химических наук.

Защита диссертации: 24.12.2015 в 10:00


8.6 Азот. Аммиак. Соли аммония

1.     Охарактеризуйте реакцию синтеза аммиака:
б) окислительно-восстановительная
в) экзотермическая г) все ответы верны
2.      Атом азота имеет промежуточную степень окисления в составе:
3.     Взаимодействие аммиака с кислотами относится к типу реакций:
4.      С азотом при обычных условиях реагирует:
5.     Плотность газовой смеси, предназначенной для синтеза аммиака, составляет 0,5 г/л. Объемная доля (%) водорода в смеси равна:
6.     Аммиак можно получить:
а) взаимодействием нитрида кальция с водой б) термическим разложением гидрокарбоната аммония
в) взаимодействием соли аммония со щелочью г) все ответы верны
7.     Неверным для азота является утверждение:
а) не имеет аллотротных модификаций б) в природе находится только в свободном виде
в) высшая степень окисления азота в соединениях равна +5 г) высшая валентность атома азота составляет (IV)
8.     Бинарные (двухэлементные) соединения металлов с азотом называются:
9.     Азот в лаборатории получают:
б) термическим разложением нитрита аммония
в) взаимодействием меди с НNO3(конц.) г)взаимодействием меди с НNO3(разб.)
10.                         Какой объем газа (л, н.у.) получится при нагревании смеси, состоящей из 10,7 г NH4Cl  и  избытка  Ca(OH)2:

Аммоний-ион восстановление и окисление — Справочник химика 21

    J. Написать уравнения реакции получения азота а) восстановлением нитрата калия железом б) разложением нитрита аммония в) окислением аммиака. В каждом случае указать окислитель и восстановитель. [c.146]

    Соли ванадия в различной степени окисления имеют различную окраску, меняющуюся в зависимости от концентрации и pH среды. Последовательное изменение окраски ионов в растворе можно наблюдать при восстановлении ванадата аммония в соляно-кислотном растворе металлическим цинком. В этом случае происходит последовательное восстановление ванадия (V) до ванадия (И) [c.95]


    Превращение иона аммония в окисленные соединения подчиняется определенным термодинамическим закономерностям. На рис. 3.1 представлены основные стабильные соединения азота, находящиеся в растворе. В области активного окисления превалирует нитрат-ион, восстановления — ион аммония. Между ними располагается узкая область, в которой наиболее устойчив нитрит-ион. С биологической точки зрения важна граница, когда нитрит-ион переходит в ядовитую азотистую кислоту. При рНбиологические превращения азота не происходят. Верхнее значение pH для нитрификации составляет несколько выше 9, при котором проходит граница ион аммония — МНз-НгО . Окисление аммиака может происходить только в области сравнительно высоких значений окислительно-восстановительного потенциала, для первой фазы нитрификации несколько более низких, чем для второй. Физиологические характеристики нитрификаторов хорошо согласуются с областями устойчивости продуктов и субстратов реакции.[c.63]

    Только в 1878 г. Байер осуществил синтез изатина из фенилуксусной кислоты через стадию образования оксиндола [425, 544] и тем самым завершил полный синтез индиго. В том же году метод синтеза был улучшен хлорид IV было предложено получать обработкой изатина (III) пятихлористым фосфором, а для восстановления продукта реакции (IV) в индоксил (V) применять цинк в уксусной кислоте или сульфид аммония при окислении индоксила воздухом было получено индиго (I) [715, 842]. [c.187]

    При подготовке вещества к анализу для отделения или связывания мешающих компонентов во всех методах широко применяют различные типы реакций. Однако конечный этап определения связан в большинстве случаев с реакцией одного из этих типов. В зависимости от реакции, метод определения того или другого компонента относят к соответствующей группе методов объемного анализа. Так, например, кальций в силикатах можно определить следующим путем. К раствору после разложения силиката прибавляют лимонную кислоту, чтобы связать алюминий и железо (реакция комплексообразования), затем осаждают кальций щавелевокислым аммонием (реакция осаждения) промытый осадок щавелевокислого кальция растворяют в кислоте и освободившуюся щавелевую кислоту титруют (окисляют) перманганатом. Несмотря на использование в ходе анализа реакций различных типов, описанный метод определения кальция относят к группе методов окисления и восстановления. [c.272]

    Реакции, при которых возникают соединения аммония, иодония и сульфония, принадлежат к первой группе, ко второй относятся реакции окисления и восстановления. Окисление атома впечет за собой потерю электронов (увеличение положительного заряда), восстановление сопровождается увеличением числа электронов (потерей положительного заряда). [c.323]

    При действии на металлы азотной кислотой в зависимости от концентрации азотной кислоты и активности металла продуктами восстановления могут быть преимущественно оксид азота (IV) или оксид азота(II). В отдельных случаях НЫОз может восстанавливаться до оксида азота(I) и даже до аммиака, который образует с НЫОз нитрат аммония. При окислении азотной кислотой металлы, как правило, превращаются в нитраты. [c.304]

    Реакцией внутримолекулярного окисления и восстановления является получение азота из дихромата аммония  [c.305]

    Методы окисления — восстановления. В данных методах можно применять растворы многих окислителей и восстановителей. Часто пользуются раствором сульфата железа (II), которым титруют, например, хром и ванадий после их окисления персульфатом аммония  [c.458]

    Для определения всего азота, связанного в различных органических и минеральных соединениях в виде аммиачного, нитритного и нитратного, предназначен метод, основанный на реакциях восстановления окисленного азота до аммиака с последующим образованием сернокислого аммония, окисления органических соединений до углекислого газа и минерализации азота органических соединений до сернокислого аммония. Полученный сернокислый аммоний разлагается щелочью, образующийся аммиак отгоняют в раствор борной кислоты. Количество отогнанного аммиака определяют титрованием серной кислоты или колориметрическим методом с реактивом Несслера. [c.271]

    Реакции, при которых возникают соединения аммония, иодония и сульфония, принадлежат к первой группе, ко второй относятся реакции окисления и восстановления. Окисление атома влечет за собой потерю [c.316]

    S. Внутримолекулярная реакция окисления-восстановления при разложении дихромата аммония изображается схемой  [c.53]

    Оксид азота (I) N2O получают разложением (внутримолекулярным окислением—восстановлением) нитрата аммония при нагревании  [c.257]

    Так как окислительно-восстановительный потенциал зависит от соотношения активностей окисленной и восстановленной форм ионов, то, варьируя это соотношение, изучить характер изменения электродного потенциала, окислительные и восстановительные свойства раствора. Это осуществить, вводя в раствор вещества, связывающие ту или иную форму ионов. Уменьшение концентрации окисленной формы при постоянной концентрации восстановленной формы снижает потенциал исследуемой системы, и, наоборот, всякое уменьшение концентрации восстановленной формы при постоянной концентрации окисленной увеличивает окислительновосстановительный потенциал системы. При этом изменяются окислительные и восстановительные свойства раствора. Так, например, введение в раствор, содержащий ферро-ферри-ионы, ацетата натрия уменьшает окислительно-восстановительный потенциал, поскольку ионы Ре + связываются в комплекс. Это снижает окислительную способность раствора и повышает его восстановительное действие. Введение в эту же систему оксалата аммония, образующего комплекс с ионами Р +, увеличивает потенциал изучаемой системы при этом возрастает окислительное свойство раствора И снижается восстановительная способность его. Для установления характера изменения окислительно-восстановительного потенциала систем составить гальванический элемент типа [c.303]

    Окисление е5п> . Осаждение сульфидов и сернистых соединений ионов второй группы. К раствору 1 приливают 3—4 капли 3%-ного раствора перекиси водорода при нагревании и затем водный раствор аммиака до рН>7, прибавляют 0,6 н. раствор хлористоводородной кислоты и избыточное количество 2%-ного-раствора тиоацетамида, нагревают в течение 5 мин, затем смесь разбавляют равным объемом воды с таким расчетом, чтобы кислотность соответствовала примерно рН=1. Если раствор содержит Лз -ионы, то для их восстановления рекомендуется добавлять несколько капель иодида аммония. Осадок отделяют центрифугированием. [c.151]

    Высокозарядные ионы металлов способны восстанавливаться ступенчато и давать несколько полярографических волн. Это характерно, например, для анионов хромата, молибдата, вольфрамата, ванадата, катионов железа (П1), кобальта и др. На рис. 25.8 показано восстановление хромат-ионов в растворе гидроксида аммония. Первая волна соответствует восстановлению хромат-ионов до хрома (П1), вторая — переходу хрома(И1) в хром (И). Высшая степень окисления образует волну при более положительном потенциале, чем средняя (или низшая) степень окисления. Это явление иногда используют для устранения влияния посторонних ионов. Так, никель (И восстанавливается легче кобальта (И) и мешает определению последнего. В этом случае можно сначала окислить кобальт до трехвалентного, например пероксидом водорода в аммиачном растворе. Полярогра- [c.502]

    К этому типу реакций относятся многие реакции термического разложения солей (например, рассмотренная ранее реакция разложения бихромата аммония). Внутримолекулярному окислению-восстановлению подвергаются вещества, содержащие в своем составе атомы-окислители и атомы-восстановители, например, Nh5NO2  [c.43]

    А. был получен Н, Н, Зининым в 1842 г. восстановлением нитробензола сульфидом аммония. При окислении А. получается осадок черного цвета, называемый черным анилином (стойкая черная краска). А. принадлежит к важнейшим продуктам химической промышленности. Он используется для получения различных органических веществ, анилиновых красок, различных азокрасителей, синтеза лекарственных веществ. А. ядовит. [c.18]

    Марганец получают либо электролизом раствора MnS04, либо восстановлением из его оксидов кремнием в электрических печах. Второй (силикотермический) метод более экономичен, но дает менее чистый продукт. При электролитическом методе руду восстанавливают до соединений марганца со степенью окисленности — -2, а затем растворяют в смеси серной кислоты с сульфатом аммония. Получающийся раствор подвергают электролизу. Снятые с катодов осадки металла переплавляют в слитки. [c.662]

    Ток восстановления реагента, иаблю.цающийся при потенциалах (—-0,6) — (—0,7) в, не мешает регистрации поляризационной кривой восстановления кобальта, максимум которой в щелочной среде близок к —0,8 в. В нейтральной среде на фоне 0,5 М раствора хлорида аммония реакции окисления — восстановления кобальта и восстановления реагента происходят при более положительных потенциалах. Максимум катодного тока 2-нитрозо-1-нафтола наблюдается в интервале 0,1—О в, максимум тока электрохимического [c.106]

    Сущность метода заключается в восстановлении окисленных соединений азота до ионов аммония сплавом Деварда. Затем пробу выпаривают почти досуха, все азотные соединения превращают в сульфат аммония в присзггствии концентрироваанной серной кислоты и сульфата калия для повышения температуры кипения смеси и меди в качестве катализатора. Затем аммиак выделяют из смеси дистилляцией, поглощают раствором борной кислоты с индикатором и определяют его титриметрическим или спектрометрическим методом. [c.149]

    Диметилцинк п этом случае дает выходы около 45%, но с ним опасно работать. Смесь (около 55 45) цис-транс-изомеров 1,3-диметилциклопентана была получена с выходом 91% из 1-хлор-1,3-диметилцикло-пентана восстановлением натрием в жидком аммиаке. Этим же методом был получен 1-метил-З-этилциклопентан (смесь цис-транс-изомеров около 50 50) из 1-глор-1-этил-3-метилциклопонтана. Промежуточные гидроксициклопентаны были получены действием соответствующего реактива Гриньяра на 3-метилциклопентанон, приготовленный сухой перегонкой 3-метиладипиновой кислоты над гидроокисью бария. В свою очередь адипинопая кислота была синтезирована окислением 4-метил-циклогексанола (из /г-крезола) азотной кислотой в присутствии ванадата аммония. Общие выходы, считая на 4-метилциклогексанол, были около 20%. [c.453]

    Процесс сухой очнстки от сероводорода активным углем основан на окислении сероводорода до элементарной серы кислородом на поверхности активного угля. Образующаяся при очистке элементарная сера отлагается в порах угля по мере заполнения поверхности угля серой процесс очистки замедляется и прекращается. Для восстановления поглотительной способности угля его промывают раствором сернистого аммония. После промывки и пропарки активный уголь вновь пригоден для очистки газа. Каталитическая очистка газа протекает в две ступени на первой ступени на катализаторе при подаче пара или водорода органические соединения серы превращаются в сероводород, а на второй ступени сероводород удаляют из газа. [c.47]

    При разложении молибдата аммония возможно потемнение белого оксида молибдена (VI) вследствие частичного его восстановления до MooOs (фиолетовый) или даже до М0О2 (коричнево-фиолетовый). Поэтому после охлаждения тигля для окисления низших оксидов молибдена смочите осадок МоОз одной-двумя каплями концентрированной азотной кислоты и опять прокалите. Какого цвета М0О3 Аналогично проведите опыт по термическому разложению вольфрама аммония или вольфрамовой кислоты. Одинаковы ли цвета оксидов молибдена (VI) и вольфрама (VI) Исследуйте растворимость полученных оксидов в воде и растворе щелочи. Напишите уравнения реакций. [c.153]

    Уменьшение концентрации окисленной формы при постоянной К(зицентрации восстановленной снижает потенциал исследуемой системы, и наоборот, всякое уменьшение концентрации восстановленной формы нри постоянной концентрации окисленной увеличивает окислительно-восстановительный иотенциал. Так, например, введение в раствор, содержащий ферри-и ферроионы, ацетата натрия уменьшает окислительно-восстановительный потенциал, так как иоиы трехва-леитного железа связываются в комплекс. Введение в эту же систему оксалата аммония, образующего комплекс с железом (И), увеличивает потенциал изучаемой системы. [c.306]

    Сырьем для производства минеральных солей и удобрений служат природные минералы, полупродукты химической промышленности и промышленные отходы. Природное минеральное сырье — основная сырьевая база солевой технологии. При переработке природных фосфатов, баритовых руд, боратов, хромитов, нефелииа, природных солей калия, магния и натрия получают фосфорные, калийные и борные удобрения, а также сульфид натрия, дихроматы натрия и калия, сульфат аммония и другие соли. При переработке природного сырья наряду с физическими методами выщелачивания, выпаривания, кристаллизации используют реакции обменного разложения и окисления — восстановления. Одним из методов вскрытия руд (т. е. переведения их ценных компонентов в растворимое или реакционноспособное состояние) служит разложение их кислотами или щелочами или спекание с последними. Этот метод основан на реакциях обменного разложения разделение полученных продуктов производят, пользуясь их различной растворимостью, летучестью одного из компонентов и т. п. Примером может служить обработка природных фосфатов кислотами, при которой нерастворимые фосфорнокислые соли переходят в водорастворимую форму. Многие методы вскрытия природного сырья основаны на — окислительно-восстановительных реакциях к ним принадлежат некоторые виды обжига окислительный, восстановительный, хлорирующий примерами служат производства сульфида натрия и бария восстановительным обжигом, сульфата натрия и барита, производство хроматов окислительным обжигом хромитовых руд и т. п. Для производства солей используют атмосферный воздух — неисчерпаемый источник кислорода для окислительного обжига и азота для получения азотных удобрений. [c.142]

    Уже упоминалось, что коррозионные процессы, как правило, являются электрохимическими. В водной среде они протекают так же, как и в батарейке для карманного фонаря, состоящей из центрального угольного и внешнего цинкового электродов, разделенных электролитом — раствором хлорида аммония (рис. 2.1). Лампочка, соединенная с обоими электродами, горит, пока электрическая энергия генерируется химическими реакциями на электродах. На угольном электроде (положительный полюс) идет реакция химического восстановления, на цинковом (отрицательный полюс) — окисления, при этом металлический цинк превращается в гидратированные ионы цинка Zn -nHaO. В водном растворе ионы притягивают молекулы воды (правда, число последних неопределенно). Этим ионы металла в растворе отличаются от ионов в газе, которые не гидратируются. Обычно при обозначении гидр атированных ионов цинка не учитывают гидратную воду и пишут просто Zn . Чем больше поток электричества в элементе, тем большее количество цинка корродирует. Эта связь описывается количественно законом Фарадея, открытым в начале XIX века  [c.20]

    Экстракцию серным эфиром используют и для вьщеления Np. Метод основан на извлечении Np совместно с U и Ри после их окисления персульфатом аммония в присутствии AgNOs и последующем восстановлении Np(VI) до Np(lV), который остается в маточном растворе Окончательное вьщеление Np проводят соосаждением с гидроксидом и оксалатом лантана. Предел обнаружения (3-5) Ю » Ки/препарат. Активность Ыр рассчитывают по площади пиков на у-спектрах с энергией 228 или 277 кэВ. [c.310]

    Восстановление соединений молибдена (VI) и вольфрама (VI). 1. В пробирку внесите 4—5 капель насыщенного раствора молибдата аммония, подкислите его несколькими каплями концентрированной соляной кислоты и по каплям добавьте раствор хлорида олова (П) до появления синей окраски. При восстановлении соединений молибдена (VI) хлоридом олова (II) образуется так называемая молибденовая синь . Последняя не является индивидуальным соединением, а содержит молибден промежуточных степеней окисления от +5 до +6. Предположительный состав молибденовой сини М040ю(0Н)2, формулу которой записы- [c.156]

    Выполнение работы. В пробирку с раствором молибдата аммония (3—4 капли) добавлять по каплям избыток раствора полисульфида аммония до появления в растворе красной окраски, характерной для тиомолибдата аммония (Nh5)2MoS4. Полисульфид. аммония (МН4)25 , содержащий частично и сульфид аммония, применяется во избежание восстановления молибдена (VI) серой до низшей степени окисления. К полученному тиомолибдату аммония прибавлять по каплям 2 и. раствор хлороводородной кислоты до выпадания черного осадка сульфида молибдена МоЗд. Запись данных опыта. Написать уравнения реакций  [c. 235]

    Опыт 1. Внутримолекулярное окисление — восстановление дихромата аммония. Поместите в сухую н[юбирку 2- 3 микрошпателя дихромата аммония и нагрейте до начала реакции, после чего прекратите на1 ревание. Обратите внимание на особенности протекания реакции и ее продукты газообразные — азот и пары воды и твердый — полутораоксид хрома. [c.144]

    Оксид азот а(1) NjO получают разложением (внутримолекулярным окислением—восстановлением) нитрата аммония при нагревалии  [c.343]

    Азотная кислота на реакциЕО не расходовалась и добавлялась для создания определенной кислотности среды в начале реакции. В качестве промежуточных быстро протекающих процессов происходило восстановление иона серебра марганцем (II) и обратное окисление серебра пероксодисульфатом аммония. Какой ион являлся катализатором в данном процессе  [c.45]

    Восстановление. Молибден (VI) и вольфрам (VI) легко переходят в средние степени окисления. А1 и Zn в сернокислых растворах восстанавливают Мо (VI) до Мо (V) (синий раствор), до Мо (IV) (оливково-зеленый раствор) и до Мо (III) (бурый раствор). Можно получить, пропуская молибдат аммония через колонку редуктора Джонса (см. рис. 72). Аналогично вольфрамат натрия в солянокислой среде восстанавливается до раствора вольфрамовой сини. Р е также можно получить действием на кислый раствор вольфрамата натрия сульфатом железа (II), хлоридом олова (II). А1, Fe, Zn восстанавливают вольфрамат до ШгОб (синий цвет), затем до коричневого соединения вольфрама. [c.240]

    Если в растворе присутствуют ЫО -ионы, то их разлагают, нагревая анализируемую смесь с солями аммония, мочевиной, азотистоводородной или сульфаминовой кислотами (см. 11, стр. 381). После этого проводят одну из реакций открытия NOa-ионов (см. 10, стр. 378) 1) восстановление до аммиака 2) образование бурого кольца [Fe(N0)IS04 (непрочное соединение) 3) окисление металлической меди и др. [c. 386]


Как определить степень окисления? — материалы для подготовки к ЕГЭ по Химии

Автор — Александр Игоревич Новичков .

Степень окисления — это формальный заряд атома. Слово «формальный» означает, что этого заряда у атома в действительности может и не быть, вернее, он может оказаться немного другим. Однако по разным причинам эти условные заряды удобны и химики всего мира пользуются понятием «степень окисления».

Отметим, что степень окисления указывается в верхнем правом углу атома в формате или , где – целое число. Например:

Существуют определённые правила нахождения степени окисления.

    1. Степень окисления простых веществ равна нулю. Напомню, что простыми называют вещества, состоящие из одного вида атомов. Примеры:
    2. Некоторые атомы в сложных соединениях проявляют только одну степень окисления. Такие степени окисления называются постоянными.

— Исключения у водорода соединения , в которых у водорода степень окисления
— Исключения у кислорода

    1. Сумма степеней окисления всех атомов сложного соединения должна быть равна нулю. Пользуясь именно эти правилом, мы будем расставлять степени окисления в сложных соединениях.
      Как именно?

Пример 1: расставьте степени окисления в соединении .
Мы знаем степень окисления тогда мы можем найти, что общее количество «плюсов» у четырех атомов . Чтобы в сумме был ноль, у трех атомов заряд должен быть , значит у каждого атома

Пример 2: Найдите степени окисления всех атомов в соединении
Сначала подпишем постоянные степени окисления

Посчитаем общее количество плюсов и минусов

Для того, чтобы плюсов и минусов было одинаковое количество у двух хромов в сумме должно быть , а значит, у каждого атома

Пример 3: Найдите степени окисления всех атомов в соединении
Для начала заметим, что для нахождения степени окисления удобно «раскрыть скобки» и представить соединение как и тогда задание выполняется аналогично заданию из примера 2.
Ответ:

    1. В некоторых устоявшихся группах атомов в составе веществ (кислотные остатки и ион аммония) степени окисления атомов неизменны и их тоже стоит запомнить.


Пользуясь этими правилами, можно расставить степени окисления практически во всех соединений, встречающихся на ЕГЭ по химии.

Репетитор-онлайн — подготовка к ЦТ

Степень окисления — это условный заряд атома в химическом соединении, определяемый в предположении, что все связи в нем, кроме ковалентных неполярных, ионные.

В отличие от ковалентности, степень окисления имеет знак, может быть как целочисленной, так и дробной или равной нулю. Обозначают степень окисления арабской или римской цифрой, перед которой ставят соответствующий знак, например: +1, −3, 0. Степень окисления указывают над символом элемента. В бинарном соединении (NaCl, K2S, CaH2) отрицательную степень окисления имеет атом с большей электроотрицательностью.

Правила расчета степени окисления:

1. В простых веществах степень окисления атомов равна нулю (, ).

2. Степень окисления атома в одноатомном ионе равна заряду иона: например, степень окисления атома кальция в ионе Ca2+ равна +2.

3. Металлы в соединениях имеют только положительную степень окисления: для атомов щелочных металлов она всегда равна +1, для атомов элементов групп IIА и IIВ — +2, для атома алюминия в устойчивых соединениях — +3.

4. Во всех сложных соединениях степень окисления атома фтора, как наиболее электроотрицательного элемента, равна −1.

5. Кислород — второй по электроотрицательности элемент, поэтому в сложных соединениях степень окисления атома кислорода равна −2. Исключения: соединения со фтором (, ), пероксиды (), надпероксиды () и озониды ().

6. Степень окисления атома водорода в большинстве соединений равна +1, за исключением гидридов металлов (), силана , соединений с бором () и комплексных гидридов , .

7. В электронейтральных частицах алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов равна нулю, а в сложных ионах — заряду иона.

8. Высшая положительная степень окисления атома, как правило, равна номеру группы в периодической системе (исключения: медь, серебро, золото, фтор, кислород), например, высшая степень окисления атома азота равна +5 (не путайте с валентностью!).

9. Для атомов неметаллов групп IVA–VIIA низшая отрицательная степень окисления равна разности номера группы и числа 8; например, для атомов азота и хлора низшие значения степени окисления соответственно равны −3 (5 − 8 = −3) и −1 (7 − 8 = −1). Низшая степень окисления атома бора равна −3. Для атомов металлов низшая степень окисления равна нулю.

Низшую степень окисления неметаллы проявляют в соединениях с металлами (, , , ) и другими неметаллами, электроотрицательность которых больше (, , , , ).

Рассмотрим примеры расчета степени окисления атомов для электронейтральных и заряженных частиц.

Определим степень окисления атома Mn в K2MnO4. Согласно правилам 3 и 4 степень окисления атома калия +1 и −2 у атома кислорода, поэтому в соответствии с правилом 7 имеем (х — степень окисления атома марганца):

2(+1) + x + 4(−2) = 0;

х = + 6.

Определим степень окисления атома Сr в ионе Cr2O72−. Согласно правилу 5, степень окисления атома кислорода равна +2, поэтому с учетом заряда иона, равного −2, и числа атомов хрома (2) имеем (х — степень окисления хрома):

2x + 7(−2) = −2;

x = + 6.

Определим степень окисления атома железа в составе Fe2(SO4)3. Заряд группировки атомов SO4 равен −2. Тогда имеем:

Fe2x(SO4)3−2:2x+3(−2)=0; x = +3.

Определим степень окисления атома хрома в составе комплексной соли [Cr(NH3)3(H2O)3]Cl3. Молекулы NH3 и H2O электронейтральны, а заряд хлорид-иона равен −1. Имеем:

.

Степень окисления атома азота в химии класса 11 аммония JEE_Main

Подсказка: Для расчета степени окисления атома необходимо знать степень окисления каждого атома. Мы предполагаем, что атом, степень окисления которого рассчитывается как «x».

Полное пошаговое решение:
Мы знаем, что заряд атома водорода равен +1 и есть четыре атома водорода, поэтому мы возьмем четыре заряда +1.{+ 1} _ {\ rm {4}}} = 1 \\ \ Rightarrow {\ rm {x}} + 4 \ times (1) = 4 \\ \ Rightarrow x = — 3 \ end {array} $
. Итак, можно сделать вывод, что степень окисления азота составляет -3. Таким образом, из предложенных пяти вариантов E — правильный вариант. Варианты A, B, C и D неверны.

Дополнительная информация:
Окислительное число означает количество электронов, которые атом теряет или приобретает, чтобы образовать химические связи с другим атомом.
Некоторые правила записи степеней окисления:
1) В свободном несоединенном элементе степень окисления равна нулю.
2) Сумма степени окисления всех участвующих атомов в соединении всегда равна нулю.
3) Сумма степени окисления всех участвующих атомов в ионе равна заряду иона.
4) Степень окисления атома фтора во всех соединениях равна -1.
5) Степень окисления галогенов во всех соединениях равна -1
6) Водород всегда имеет степень окисления +1, за исключением гидридов.
7) Кислород имеет степень окисления -2, за исключением пероксидов.

Примечание: Окислительное число измеряет потерю или исключение электронов при образовании химических связей. Степень окисления некоторых обычных атомов, таких как водород и кислород, никогда не меняется, за исключением некоторых исключений.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Высшая и низшая степени окисления

Структура димолибдата аммония (рис. 3), определенная методом рентгеновской кристаллографии на кристаллах с завода-изготовителя, состоит из бесконечных цепочек пар октаэдров MoO с общими ребрами 6 , при этом соседние пары связаны тетраэдрами MoO 4 с цепями, имеющими равное количество октаэдров и тетраэдров.Структура сильно отличается от структуры дихромата, который содержит дискретные ионы [Cr 2 O 7 ] 2-. Гептамолибдат аммония, (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O, получают путем кристаллизации раствора MoO 3 в водном аммиаке необходимого NH 3 / Mo / H 2 Стехиометрия O при температуре окружающей среды. Структура состоит только из связанных октаэдров [MoO 6 ].

Если молибдаты должны использоваться в органических средах, они находятся в форме суспензий, хотя некоторая растворимость молибдатов в органических растворителях (спиртах и ​​кетонах) может быть достигнута путем замены уравновешивающих катионов натрия и аммония катионами алкиламмония.Молибдаты алкиламмония представляют собой соли, а не комплексы. Соединение тетракис (изопропиламмоний) октамолибдат (VI), [C 3 H 10 N] 4 [Mo 8 O 26 ] является типичным для этого типа соединения.

Гетерополимолибдаты
Гетерополимолибдаты состоят из октаэдров [MoO 6 ], включающих атомы другого элемента, гетероатома. Гетероатомы полностью окружены атомами кислорода октаэдров [MoO 6 ].Результирующая координация гетероатома может быть тетраэдрической или октаэдрической. Виды 12-молибдо,
[X n + MO 12 O 40 ] (8- n ) — , являются важной группой с тетраэдрически координированными гетероатомами (X). Примером является 12-молибдофосфорная кислота H 3 [PMo 12 O 40 ] .28 H 2 O, полученная растворением триоксида молибдена в фосфорной кислоте; он желтого цвета и хорошо растворяется в воде.12-молибдофосфат аммония, который осаждается при добавлении молибдата аммония к раствору гидрофосфата динатрия, используется для гравиметрического определения фосфата.

Ряд гетерополимолибдатов растворим в кислородорганических растворителях, например 12-молибдокремниевая кислота и 12-молибдофосфорная кислота.

анаэробного окисления аммония | Обзоры FEMS Microbiology

985″ data-legacy-id=»ss1″> 1 Введение

Окисление аммония исследовалось в основном в аэробных системах или системах с ограничением кислорода. Теоретически аммоний можно также использовать в качестве неорганического донора электронов для денитрификации.Свободная энергия для этой реакции (таблица 1) почти так же благоприятна, как и для процесса аэробной нитрификации. Именно на основе этих термодинамических расчетов два десятилетия назад было предсказано существование двух хемолитоавтотрофных микроорганизмов, способных окислять аммоний до газообразного азота [1]. Фактическое открытие такого процесса было описано только недавно [2, 3]. Во время экспериментов на пилотной установке денитрификации многоступенчатой ​​системы очистки сточных вод в Gist-Brocades (Делфт, Нидерланды) было отмечено, что аммоний исчез из выходящего потока реактора за счет нитратов с одновременным увеличением производства азотного газа. Наблюдалась максимальная скорость удаления аммония 1,2 ммоль л −1 час −1 . В экспериментах с непрерывным потоком азотный и окислительно-восстановительный балансы показали, что аммоний действительно исчез в анаэробных условиях и что на каждый моль потребленного аммония требовалось 0,6 моль нитрата, что приводило к получению 0,8 моль газообразного диазота. Этот недавно открытый процесс получил название Anammox (анаэробное окисление аммония).

Таблица 1 Свободная энергия Гиббса

для нескольких реакций автотрофной денитрификации [3,8]

Уравнение реакции Δ G ° ′ (кДж моль −1 NH + 4 или NO 3 )
2НО 3 + 5H 2 + 2H + → N 2 + 6H 2 O −560
8NO 3 + 5HS + 3H + → 4N 2 + 4H 2 O + 5SO 2− 4 −465
3NO 3 + 5NH + 4 → 4N 2 + 9H 2 O + 2H + −297
NO 2 + NH + 4 → N 2 + 2H 2 O −358
2O 2 + NH + 4 → NO 3 + H 2 O + 2H + −349
6O 2 + 8NH + 4 → 4N 2 + 12H 2 O + 8H + −315
Уравнение реакции Δ G ° ′ (кДж моль −1 NH + 4 или НЕТ 3 )
2НО 3 + 5H 2 + 2H + → N 2 + 6H 2 O −560
8NO 3 + 5HS + 3H + → 4N 2 + 4H 2 O + 5SO 2− 4 −465
3NO 3 + 5NH + 4 → 4N 2 + 9H 2 O + 2H + −297
NO 2 + NH + 4 → N 2 + 2H 2 O −358
2O 2 + NH + 4 → НЕТ 3 + H 2 O + 2H + −349
6O 2 + 8NH + 4 → 4N 2 + 12H 2 O + 8H + −315
Таблица 1

Свободная энергия Гиббса нескольких реакций, участвующих в автотрофной денитрификации [3,8]

Уравнение реакции Δ G ° ′ (кДж моль −1 NH + 4 или NO 3 )
2НО 3 + 5H 2 + 2H + → N 2 + 6H 2 O −560
8NO 900 63 3 + 5HS + 3H + → 4N 2 + 4H 2 O + 5SO 2− 4 −465
3NO 3 + 5NH + 4 → 4N 2 + 9H 2 O + 2H + −297
NO 2 + NH + 4 → N 2 + 2H 2 O −358
2O 2 + NH + 4 → NO 3 + H 2 O + 2H + −349
6O 2 + 8NH + 4 → 4N 2 + 12H 2 O + 8H + −315
902 00
Уравнение реакции 90Δ184 G ° ′ (кДж моль −1 NH + 4 или NO 3 )
2NO 3 + 5H 2 + 2H + → N 2 + 6H 2 O −560
8NO 3 + 5HS + 3H + → 4N 2 + 4H 2 O + 5SO 2- 4 −465
3NO 3 + 5NH + 4 → 4N 2 + 9H 2 O + 2H + −297
NO 2 + NH + 4 → N 2 + 2H 2 O −358
2O 2 + NH + 4 → NO 3 + H 2 O + 2H + −349
6O 2 + 8NH + 4 → 4N 2 + 12H 2 O + 8H + −315

» data-legacy-id=»ss4″> 4 Выращивание биомассы Anammox и определение физиологических параметров

Доступные в настоящее время микробиологические методы не очень хорошо подходят для борьбы с очень медленно растущими микроорганизмами, такими как культура Anammox. В дополнение к системам с псевдоожиженным слоем был применен реактор периодического действия (SBR), оптимизированный для количественного исследования микробного сообщества, которое окисляло аммоний анаэробно [9]. SBR был мощной экспериментальной установкой, в которой биомасса сохранялась очень эффективно (> 90%).Кроме того, было достигнуто однородное распределение субстратов, продуктов и агрегатов биомассы по реактору, и реактор надежно работал более 2 лет в условиях ограничения содержания субстрата. Некоторые важные физиологические параметры ([9] М. Строус, личное сообщение), такие как выход биомассы (0,066 ± 0,01 C моль (моль аммония) -1 ), максимальная удельная скорость потребления аммония (45 ± 5 нмоль мин — 1 (мг белка) -1 ) и максимальной удельной скорости роста (0.0027 ч -1 , время удвоения 11 дней) теперь можно определить более точно, чем с реакторами с псевдоожиженным слоем. Температурный диапазон для Anammox составлял 20–43 ° C (с оптимумом 40 ° C). Процесс Anammox хорошо работал при pH 6,7–8,3 (с оптимумом при pH 8). В оптимальных условиях максимальная удельная скорость окисления аммония составляла около 55 нмоль мин. -1 (мг белка) -1 . Сродство к субстратам аммонию и нитриту было очень высоким (константа сродства ≤5 мкМ) (M.Строус, личное общение). Процесс Anammox ингибировался нитритом при концентрациях нитрита выше 20 мМ, но более низкие концентрации нитрита (> 10 мМ) уже были субоптимальными. Когда нитрит присутствовал в высоких концентрациях в течение более длительного периода (12 ч), активность Anammox полностью терялась. Кроме того, сохраняющиеся стабильные и строго селективные условия SBR привели к высокой степени обогащения (74% желаемых доминантных специфических микроорганизмов, см. Раздел 5).

» data-legacy-id=»ss5-1″> 5.1 Доминантный тип клеток

Доминирующим микроорганизмом в обогащенных культурах была грамотрицательная светоразрушающая кокковидная клетка (рис. 2A, B), которая показывала необычную неправильную морфологию под электронным микроскопом (рис. 2C) при фиксации 2,5% глутаровым альдегидом в 20 мМ K 2 HPO 4 / KH 2 PO 4 буфер pH 7,4. Как только необычная морфология клеток была обнаружена, можно было оценить обогащение исходной культуры путем подсчета клеток в большом количестве тонких срезов.После 177 дней обогащения 64% всех подсчитанных клеток (7317 из 11 433) относились к описанному типу. Это было четырехкратное увеличение (16%; 1632 из 10 200 всего) по сравнению с числами, обнаруженными в биомассе пилотной установки. Вместе с увеличением числа клеток этого своеобразного организма наблюдалось увеличение процентного содержания эфироподобных липидов. Количество сложноэфирных липидов, характерное для большинства бактерий, оставалось более или менее постоянным [5]. Присутствие эфирных липидов, по-видимому, характерно для большинства древних микроорганизмов, таких как археи, или очень глубоко разветвляющихся бактерий, таких как Thermotoga и Aquifex .Детальное знание точной структуры и состава липидов доминирующего типа клеток было бы наиболее полезным для определения таксономической принадлежности этих клеток [5].

Рисунок 2

A: Микрофотография агрегата биомассы из накопительной культуры Anammox. Доминирующая кокковидная клетка присутствует в пачках и микроколониях. B: Микрофотография доминантных коккоидных клеток, присутствующих в обогащенных культурах Anammox. Препарат получали после осаждения взвешенного материала из реактора с псевдоожиженным слоем.C: Электронная микрофотография суспендированной биомассы Anammox, фиксированной 2,5% глутаровым альдегидом в 20 мМ K 2 HPO 4 / KH 2 PO 4 буфер pH 7,4. Микрофотография была сделана в отделении электронной микроскопии (I. Keizer, K. Sjollema, M. Veenhuis) Государственного университета Гронингена, Нидерланды.

Рисунок 2

A: Микрофотография агрегата биомассы из накопительной культуры Anammox. Доминирующая кокковидная клетка присутствует в пачках и микроколониях.B: Микрофотография доминантных коккоидных клеток, присутствующих в обогащенных культурах Anammox. Препарат получали после осаждения взвешенного материала из реактора с псевдоожиженным слоем. C: Электронная микрофотография суспендированной биомассы Anammox, фиксированной 2,5% глутаровым альдегидом в 20 мМ K 2 HPO 4 / KH 2 PO 4 буфер pH 7,4. Микрофотография была сделана в отделении электронной микроскопии (I. Keizer, K. Sjollema, M. Veenhuis) Государственного университета Гронингена, Нидерланды.

» data-legacy-id=»ss5-3″> 5.3 Идентификация

До сих пор для получения ответственных микроорганизмов в чистой культуре использовались многие методы выделения, включая серийное разведение, плавающие фильтры и посевы. Ни один из полученных таким образом изолятов не способен выполнять реакцию Anammox, но многие из изолятов являются новыми денитрифицирующими олиготрофными (протео) бактериями. В дополнение к классическим микробиологическим методам, сообщество Anammox было проанализировано с использованием современных молекулярно-биологических методов. Геномную ДНК экстрагировали и амплифицировали с помощью ПЦР, используя (eu) бактериальные праймеры 27f- Bam HI (5′-CACGGATCCAGAGTTTGATMTGGCTTCAG-3 ‘) и 1492r- Hind III (5′-TGTAAGCTTACGGYTACCTTG’).Продукты ПЦР были клонированы, и 396 из более чем 4000 полученных клонов подверглись скринингу. Был идентифицирован один доминантный (28%) клон, принадлежащий к типу Cytophaga / Flexibacter . Однако анализ in situ с флуоресцентными зондами, специфичными для филума Cytophaga , не подтвердил молекулярную идентичность доминирующего организма как Cytophaga .

» data-legacy-id=»ss6-1″> 6.1 Влияние кислорода на анаэробное окисление аммония

Влияние кислорода на процесс Anammox было исследовано как в периодических, так и в непрерывных системах. Первоначальные серийные эксперименты показали, что кислород полностью подавлял активность Anammox, когда он был намеренно введен в накопительные культуры [5,14].В последующем исследовании для изучения обратимости кислородного ингибирования в течение 20 дней использовалась реакторная система с перерывами в работе с кислородом (2 часа) и бескислородным газом (2 часа) [15]. Из этих исследований стало ясно, что аммоний не окислялся в кислородные периоды, но что активность Anammox в бескислородные периоды оставалась постоянной на протяжении всего эксперимента, что указывает на то, что ингибирующее действие кислорода действительно было обратимым. Чувствительность обогащенной культуры Anammox к кислороду дополнительно исследовали в различных субоксических условиях.В четырех последовательных экспериментах давление кислорода ступенчато снижалось от 2 до 0% от насыщения воздухом (рис. 4). Аммоний не окислялся в присутствии 0,5, 1 и 2% воздуха. Только когда весь воздух был удален из реактора путем интенсивной продувки газообразным аргоном, преобразование аммония и нитрита возобновилось, что указывает на то, что активность Anammox в этих обогащающих культурах возможна только в строгих бескислородных условиях.

Рисунок 4

Активность Anammox при четырех различных уровнях насыщения воздуха (A 2%, B 1%, C 0.5%, D 0%). Только когда весь кислород был удален из инкубации путем продувки газом аргоном, можно было наблюдать исчезновение аммония (•) и нитрита (▪) [15].

Рисунок 4

Активность Anammox при четырех различных уровнях насыщения воздуха (A 2%, B 1%, C 0,5% и D 0%). Только когда весь кислород был удален из инкубации путем продувки газообразным аргоном, можно было наблюдать исчезновение аммония (•) и нитрита (▪) [15].

» data-legacy-id=»ss6-3″> 6.3 Метаболическая универсальность штаммов Nitrosomonas

Недавно сообщалось о существенных потерях азота как для смешанных, так и для чистых культур N.eutropha , выращиваемых при ограничении кислорода [16,21,22], и для чистых культур N. europaea в экспериментах с бескислородными партиями [23]. Когда молекулярный водород использовался в качестве донора электронов для восстановления нитрита, рост N. eutropha был стехиометрически связан с восстановлением нитрита газообразным азотом и закисью азота в качестве конечных продуктов. В смешанных культурах N. eutropha и Enterobacter aerogenes 2,2 мМ аммония и нитрита потреблялись в течение 44 дней инкубации, но роста клеток не наблюдалось [16].В последующем исследовании скорость анаэробного окисления аммония N. eutropha может быть оценена как 0,08 нмоль NH + 4 мин -1 (мг белка) -1 , что эквивалентно примерно 0,2 нмоль NH + 4 мин -1 (мг сухой массы) -1 . Однако, когда азотная атмосфера инкубаций была дополнена 25 ppm диоксида азота, скорость увеличилась в 10 раз до 2,2 нмоль NH + 4 мин -1 (мг белка) -1 [21].Было подсчитано, что 40–60% образовавшегося нитрита (и NO) денитрифицировалось до газообразного азота, в то время как N 2 O и гидроксиламин были обнаружены в качестве промежуточных продуктов. Источник кислорода для окисления аммиака в этих бескислородных условиях оставался неизвестным, но теоретически мог быть получен из NO, NO 2 или нитрита. Совсем недавно было показано, что N. eutropha также проявляет денитрифицирующую способность в присутствии NO 2 , когда концентрация растворенного кислорода поддерживается на уровне 3–4 мг / л –1 [22].В этих экспериментах с полным сохранением биомассы 50% произведенного нитрита было аэробно денитрифицировано до газообразного азота. Газ NO был намного менее эффективен в стимулировании этой аэробной денитрификации, чем NO 2 , и становился токсичным при концентрации выше 25 ppm. Кроме того, при добавлении в воздух 25–50 ppm NO 2 наблюдалось восьмикратное увеличение скорости аэробной нитрификации и большее количество клеток. В Таблице 3 представлена ​​сводная информация о зарегистрированных скоростях анаэробного окисления аммония в различных экспериментах с культурами Nitrosomonas и / или Anammox.Из этой таблицы видно, что удельные скорости анаэробного окисления аммония классических нитрификаторов в 25 раз ниже, чем скорости, наблюдаемые в процессе Anammox, изученном в Делфте. Кроме того, аэробные окислители аммония предпочитают использовать кислород в качестве концевого акцептора электронов, тогда как это соединение полностью ингибирует процесс Anammox. Взятые вместе эти примеры показали, что необходимы дальнейшие исследования для выяснения роли оксидов азота во время (ан) аэробного окисления аммония.

Таблица 3

Скорости анаэробного окисления (нмоль мин -1 (мг белка) -1 ) аммония, гидроксиламина и гидразина различными культурами в периодических экспериментах

2 4 + НЕТ 2 9018 [8,24]
Культура Испытанные соединения NO 2 коэффициент конверсии NH 2 OH / NH + 4 / N 2 H 4 коэффициент конверсии Продукты Ссылка
N.европа NH 2 OH + NO 2 2 3 N 2 O [23]
N. europaea 2 3 N 2 O [23]
N. eutropha H 2 + NO 2 7 не применимо N 2 O, N 2 [16]
N.эвтрофа NH + 4 + NO 2 <1 <1 N 2 O [16]
N. eutropha 9018 NH + 4 + NO 2 0,9 1,1 NO, N 2 O [21]
Anammox NH + 4 + НЕТ 2 12 9 N 2 [5]
Anammox NH 2 OH нет 12 [8]
Anammox N 2 H 4 + NO 2 13 11 NH + 4 , N 2
    4
Anammox NH + 4 + NO 2 68 55 N 2 [9], M.Strous, личное общение
N
Культура Проверенные соединения NO 2 Коэффициент конверсии NH 2 OH / NH + 4 / N 2 H 4 коэффициент конверсии Продукты Артикул
N. europaea NH 2 OH + NO 2 2 3 N 2 [23]
N.europaea NH + 4 + NO 2 2 3 N 2 O [23]
N. 2 + NO 2 7 не применимо N 2 O, N 2 [16]
N. eutropha NH + 4 + НЕТ 2 <1 <1 N 2 O [16]
N.eutropha NH + 4 + NO 2 0,9 1,1 NO, N 2 O [21]
Anammox
4
4 + НЕТ 2 12 9 N 2 [5]
Anammox NH 2 OH n / a N 2 [8]
Anammox N 2 H 4 + NO 2 13 11 NH + 4 , N 2 [8,24]
Anammox NH + 4 + NO 2 68 55 N 2 [9], M .Строус, личное общение
Таблица 3

Скорость анаэробного окисления (нмоль мин −1 (мг белка) −1 ) аммония, гидроксиламина и гидразина различными культурами в периодических экспериментах

2 4 + НЕТ 2 9018 [8,24]
Культура Проверенные соединения NO 2 Коэффициент конверсии NH 2 OH / NH + 4 / N 2 H 4 Коэффициент конверсии Продукты Ссылка
Н.европа NH 2 OH + NO 2 2 3 N 2 O [23]
N. europaea 2 3 N 2 O [23]
N. eutropha H 2 + NO 2 7 не применимо N 2 O, N 2 [16]
N.эвтрофа NH + 4 + NO 2 <1 <1 N 2 O [16]
N. eutropha 9018 NH + 4 + NO 2 0,9 1,1 NO, N 2 O [21]
Anammox NH + 4 + НЕТ 2 12 9 N 2 [5]
Anammox NH 2 OH нет 12 [8]
Anammox N 2 H 4 + NO 2 13 11 NH + 4 , N 2
    4
Anammox NH + 4 + NO 2 68 55 N 2 [9], M.Strous, личное общение
N
Культура Проверенные соединения NO 2 Коэффициент конверсии NH 2 OH / NH + 4 / N 2 H 4 коэффициент конверсии Продукты Артикул
N. europaea NH 2 OH + NO 2 2 3 N 2 [23]
N.europaea NH + 4 + NO 2 2 3 N 2 O [23]
N. 2 + NO 2 7 не применимо N 2 O, N 2 [16]
N. eutropha NH + 4 + НЕТ 2 <1 <1 N 2 O [16]
N.eutropha NH + 4 + NO 2 0,9 1,1 NO, N 2 O [21]
Anammox
4
4 + НЕТ 2 12 9 N 2 [5]
Anammox NH 2 OH n / a N 2 [8]
Anammox N 2 H 4 + NO 2 13 11 NH + 4 , N 2 [8,24]
Anammox NH + 4 + NO 2 68 55 N 2 [9], M .Строус, личное общение

» data-legacy-id=»ss8″> 8 Спектр подложки

Аэробные окислители аммония и метана способны катализировать как окисление аммония, так и метана [26], хотя и с разной скоростью.Способность культуры Anammox использовать метан или другие субстраты проверялась в периодических экспериментах. На фиг. 7 показано, что добавление метана к свободному пространству аргон / CO 2 инкубации не привело к ингибированию превращения аммония и нитрита. Это указывает на то, что фермент, ответственный за анаэробное превращение аммония, отличается от аэробных аммиачных или метанмонооксигеназ. В более длительных экспериментах также можно было показать, что сам метан не преобразовывался биомассой Anammox (рис.8). Помимо метана, в периодических инкубациях тестировался также водород (рис. 9). Добавление водорода к свободному пространству аргон / CO 2 показало явную стимуляцию анаэробного окисления аммония в краткосрочных экспериментах. Однако водород не мог заменить аммоний в качестве донора электронов в этих экспериментах. Добавление различных органических веществ (пируват, метанол, этанол, аланин, глюкоза, казаминовые кислоты) в краткосрочных серийных экспериментах приводило к серьезному ингибированию активности Anammox.Таким образом, спектр субстратов, по-видимому, ограничен аммонием, нитритом и промежуточными продуктами гидразина и гидроксиламина. Однако добавление 1 мМ гидразина не могло поддерживать рост культуры Anammox в течение более длительных периодов времени [24].

Рисунок 7

Профиль концентрации аммония (•) и нитрита (▪) при отсутствии метана в свободном пространстве, а также аммония (◯) и нитрита (□) в присутствии 50% метана в смеси аргон / CO 2 свободного пространства во время экспериментов с бескислородной партией с биомассой Anammox.

Рис. 7

Профиль концентрации аммония (•) и нитрита (▪) при отсутствии метана в свободном пространстве, а также аммония (◯) и нитрита (□) в присутствии 50% метана в аргоне / CO 2 свободного пространства во время периодических экспериментов с аноксической биомассой Anammox.

Рисунок 8

Отсутствие конверсии метана биомассой Anammox при двух различных концентрациях метана в свободном пространстве. Закрашенные треугольники (, 380 мкмоль метана) и ромбы (♦, 195 мкмоль метана) представляют инкубацию с биомассой Anammox в присутствии 300 мкмоль нитрита в качестве акцептора электронов.Черные кружки представляют контрольную инкубацию биомассы Anammox с 280 мкмоль аммония (•) и 300 мкмоль нитрита в качестве акцептора электронов. В контроле превращался весь нитрит, при инкубации с метаном нитрит не превращался.

Рисунок 8

Отсутствие конверсии метана биомассой Anammox при двух различных концентрациях метана в свободном пространстве. Закрашенные треугольники (, 380 мкмоль метана) и ромбы (♦, 195 мкмоль метана) представляют инкубацию с биомассой Anammox в присутствии 300 мкмоль нитрита в качестве акцептора электронов.Черные кружки представляют контрольную инкубацию биомассы Anammox с 280 мкмоль аммония (•) и 300 мкмоль нитрита в качестве акцептора электронов. В контроле превращался весь нитрит, при инкубации с метаном нитрит не превращался.

Рисунок 9

Профиль концентрации аммония (•) и нитрита (▪) в присутствии 95% водорода и 5% CO. 2 газа в свободном пространстве, а также аммония (◯) и нитрита (□) в свободном пространстве. присутствие 95% аргона и 5% газа CO 2 в свободном пространстве во время периодических экспериментов с бескислородной биомассой Anammox.

Рисунок 9

Профиль концентрации аммония (•) и нитрита (▪) в присутствии 95% водорода и 5% CO. 2 газа в свободном пространстве, а также аммония (◯) и нитрита (□) в наличие 95% аргона и 5% газа CO 2 в свободном пространстве во время периодических экспериментов с бескислородной биомассой Anammox.

» data-legacy-id=»ss10″> 10 Применение процесса Anammox

В недавнем исследовании [7,38] оценивалась осуществимость процесса Anammox для удаления аммония из стоков варочного котла ила. Результаты этого исследования показали, что биомасса Anammox не подверглась отрицательному воздействию стоков из варочного котла. PH (7.0–8,5) и оптимальные температуры (30–37 ° C) для процесса находились в пределах диапазона значений, обнаруженных в стоках метантенка. Эксперименты с лабораторным реактором с псевдоожиженным слоем (2 л) показали, что биомасса Anammox способна эффективно удалять аммоний и (добавленный извне) нитрит из выходящего потока реактора ила (таблица 6). Нагрузка по азоту в реакторе с псевдоожиженным слоем Anammox может быть увеличена с 0,46 кг N до м -3 в реакторе в сутки до 2.6 кг N всего м −3 реактор в сутки. Из-за ограничения по нитриту максимальная производительность не была достигнута. Степень конверсии азота во время эксперимента со стоками из варочного котла ила увеличилась с 0,05 кг N до кг -1 SS в день до 0,26 кг N до кг -1 SS в день. Биомасса ила Anammox удалила 88% аммония и 99% нитрита из стоков варочного котла (таблица 6). В этих исследованиях нитрит подавался из концентрированного исходного раствора.Однако для применения в реальной практике сточных вод необходимо разработать подходящую систему для производства биологического нитрита. Одной из таких систем является процесс SHARON (однореакторное высокоактивное удаление аммония над нитритом) [38].

Таблица 6

Обзор параметров реактора с псевдоожиженным слоем Anammox [7,38] и реактора SHARON [38], в которые оба питаются отходящим потоком из варочного котла. Нитрит для процесса Anammox поставлялся отдельно

Remov al
SHARON Anammox
Аммиачная нагрузка 0.63–1,0 a 0,24–1,34 кг NH + 4 Н м −3 реактор сутки −1
Нитритная нагрузка не применимо 0,22–1,29 кг NO 2 Н · м −3 реактор сутки −1
Азотная нагрузка 0,63–1,0 0,46–2,63 кг N всего м — 3 реактор сутки −1
NH + 4 N выходящий поток 199 27 ± 85 мг N л −1
NO 2 N Выходящий поток 469 3 ± 3 мг N л −1
Эффективность NH + 4 N 76–90 88 ± 9 %
Эффективность NO 2 N нет данных 99 ± 2 %
10.3 0,05–0,26 кг N всего кг –1 SS в день
a 0184
SHARON Anammox Нагрузка аммиака
0,24–1,34 кг NH + 4 Н · м −3 реактор сутки −1
Нитритная нагрузка неприменимо 0.22–1,29 кг NO 2 Н · м −3 реактор сутки −1
Азотная нагрузка 0,63–1,0 0,46–2,63 кг N tot м −3 реактор сутки −1
NH + 4 N выходящий поток 199 27 ± 85 мг N л −1
NO 2 N стоки 469 3 ± 3 мг N л −1
Эффективность NH + 4 N 76–90 88 ± 9 %
Удаление
Эффективность NO 2 N нет данных 99 ± 2 %
Удаление
Шламовая нагрузка 10.3 0,05–0,26 кг N всего кг −1 SS в день
Таблица 6

Обзор параметров реактора с псевдоожиженным слоем Anammox [7,38] и реактора SHARON [38] оба питаются стоками из варочного котла. Нитрит для процесса Anammox поставлялся отдельно

кг NO 2 Н · м −3 реактор сутки −1
SHARON Anammox
Загрузка аммиака 0,63–1.0 a 0,24–1,34 кг NH + 4 Н м −3 реактор сутки −1
Нитритная нагрузка неприменимо 0,22–1,29
Азотная нагрузка 0,63–1,0 0,46–2,63 кг N всего м −3 реактор сутки −1
NH + 4 N выходящий поток 199 27 ± 85 мг N л −1
NO 2 N стоки 469 3 ± 3 мг N л -1
Эффективность NH + 4 N 76–90 88 ± 9 %
Удаление 182 0184
Эффективность NO 2 N нет данных 99 ± 2 %
Удаление 9018 10.3 0,05–0,26 кг N всего кг –1 SS в день
a 0184
SHARON Anammox Нагрузка аммиака
0,24–1,34 кг NH + 4 Н · м −3 реактор сутки −1
Нитритная нагрузка неприменимо 0.22–1,29 кг NO 2 Н · м −3 реактор сутки −1
Азотная нагрузка 0,63–1,0 0,46–2,63 кг N tot м −3 реактор сутки −1
NH + 4 N выходящий поток 199 27 ± 85 мг N л −1
NO 2 N стоки 469 3 ± 3 мг N л −1
Эффективность NH + 4 N 76–90 88 ± 9 %
Удаление
Эффективность NO 2 N нет данных 99 ± 2 %
Удаление
Шламовая нагрузка 10.3 0,05–0,26 кг N всего кг −1 SS в день

Этот процесс SHARON идеально подходит для удаления азота из потоков отходов с высокой концентрацией аммония (> 0,5 г N l −1 ). Процесс SHARON осуществляется в одном реакторе с мешалкой без какого-либо удерживания осадка. При температурах выше 25 ° C можно эффективно превзойти нитритные окислители. Это приводит к стабильной нитрификации с нитритом в качестве конечного продукта [38].В сочетании с процессом Anammox только 50% аммония необходимо преобразовать в нитрит. Это означает, что дополнительное добавление основания не требуется, поскольку большая часть сточных вод, образующихся в результате анаэробного сбраживания, будет содержать достаточную щелочность (в форме бикарбоната), чтобы компенсировать образование кислоты, если необходимо окислить только 50% аммония. Процесс SHARON прошел всесторонние испытания в лабораторных условиях для очистки стоков из варочного котла (таблица 6) и в настоящее время строится на двух голландских очистных сооружениях.

Anammox Втекающий Втекающий / Втекающий поток 4
19 584 (100%) 267 (46%) 29 (5%) NO 2 <1 227 (39%) 1.4 NO 3 <1 64 (11%) 83 (14%) N 2 O a <1 4 <1 N 2 a <1 <1 476 b (82%) Anammo 9019% NO) 2
SHARON
Втекающий поток Втекающий / Втекающий поток Сточный поток
NH + 4 584 (100%) 267 (46%) 184 <1 227 (39%) 1.4
NO 3 <1 64 (11%) 83 (14%)
N 2 O a <1 4 <1
N 2 a <1 <1 476 b (82%)
Таблица 7

Балансы азота в комбинированной системе SHARON-

X
% )
SHARON Anammox
Втекающий Втекающий / Втекающий Сточный поток
29 (5%)
NO 2 <1 227 (39%) 1.4
NO 3 <1 64 (11%) 83 (14%)
N 2 O a <1 4 <1
N 2 a <1 <1 476 b (82%)
Anammo 9019% NO) 2
SHARON
Втекающий поток Втекающий / Втекающий поток Сточный поток
NH + 4 584 (100%) 267 (46%) 184 <1 227 (39%) 1.4
NO 3 <1 64 (11%) 83 (14%)
N 2 O a <1 4 <1
N 2 a <1 <1 476 b (82%)

«> Список литературы

[1]

(

1977

)

Два вида литотрофов, отсутствующие в природе

.

Z. Allg. Микробиол.

17

,

491

493

. [2]

Ван де Грааф, А.А., Малдер, А., Слейкхейс, Х., Робертсон, Л.А. и Куэнен, Дж. (1990) Аноксическое окисление аммония. В: Материалы 5-го Европейского конгресса по биотехнологии (Christiansen, C., Munck, L. и Villadsen, J., Eds.), Vol. I. С. 338–391. Мунксгаард, Копенгаген.

[3]

(

1995

)

Анаэробное окисление аммония обнаружено в денитрификационном реакторе с псевдоожиженным слоем

.

FEMS Microbiol. Ecol.

16

,

177

183

. [4]

(

1995

)

Анаэробное окисление аммония — это биологически опосредованный процесс

.

заявл. Environ. Microbiol.

61

,

1246

1251

. [5]

(

1996

)

Автотрофный рост анаэробных микроорганизмов, окисляющих аммоний, в реакторе с псевдоожиженным слоем

.

Microbiology

142

,

2187

2196

. [6]

Schoonen, K.T., de Bruyn, A., Strous, M., Kuenen, J.G. и Джеттен, M.S.M. (1997) Анаэробное окисление аммония. В: Международный симпозиум по экологической биотехнологии (Verachert, H.and Verstraete, W., Eds.), Vol. II, стр. 53–57. Технологический институт, Гент.

[7]

(

1997

)

Удаление аммония из потоков концентрированных отходов с помощью процесса анаэробного окисления аммония (Anammox) в реакторах различных конфигураций

.

Water Res.

31

,

1955

1962

. [8]

(

1997

)

Метаболический путь анаэробного окисления аммония на основе исследований N-15 в реакторе с псевдоожиженным слоем

.

Microbiology

143

,

2415

2421

. [9]

Strous, M., Heijnen, J.J., Kuenen, J.G. и Джеттен, M.S.M. (1998) Реактор периодического действия секвенирования как мощный инструмент для изучения очень медленно растущих микроорганизмов. Прил. Microbiol. Biotechnol. (в прессе).

[10]

(

1993

)

Доказательства структуры гема активного центра P 460 в гидроксиламиноксидоредуктазе Nitrosomonas

.

Биохимия

32

,

9370

9378

. [11]

(

1983

)

Heme P 460 гидроксиламиноксидоредуктазы Nitrosomonas : реакция с CO и H 2 O 2

.

евро. J. Biochem.

134

,

83

87

. [12]

(

1997

)

Энзимология окисления аммиака до нитрита бактериями

.

Антони ван Левенгук

71

,

59

67

. [13]

(

1997

)

Поразительная сложность гидроксиламиноксидоредуктазы

.

Nature Struct. Биол.

4

,

247

250

. [14]

(

1997

)

Новые принципы микробного преобразования соединений азота

.

Антони ван Левенгук

71

,

75

93

.[15]

(

1997

)

Влияние аэробных и микроаэробных условий на анаэробный ил, окисляющий аммоний (Anammox)

.

заявл. Environ. Microbiol.

63

,

2446

2448

. [16]

(

1995

)

Потеря азота, вызванная денитрификацией клеток Nitrosomonas с использованием аммония или водорода в качестве доноров электронов и нитрита в качестве акцептора электронов

.

Arch. Microbiol.

163

,

16

20

. [17]

(

1987

)

Нитрифицирующие бактерии в резервуарах для сточных вод

.

заявл. Environ. Microbiol.

53

,

754

760

. [18]

(

1986

)

Производство газообразного азота из нитрита с помощью изолята Nitrosomonas

.

заявл. Environ. Microbiol.

52

,

957

959

.[19]

(

1985

)

15 N Кинетический анализ продукции N 2 O Nitrosomonas europaea : исследование денитрификации нитрификатора

.

заявл. Environ. Microbiol.

49

,

1134

1141

. [20]

(

1992

)

Анаэробный метаболизм Nitrosomonas europaea

.

Arch.Microbiol.

158

,

267

270

.[21]

(

1997

)

Анаэробное окисление аммиака диоксидом азота с помощью Nitrosomonas eutropha

.

Arch. Microbiol.

167

,

106

111

. [22]

(

1998

)

Высокоскоростная аэробная нитрификация и денитрификация с помощью Nitrosomonas eutropha , выращенного в ферментере с полным сохранением биомассы в присутствии NO 2 и NO

.

Arch. Microbiol.

169

,

282

286

. [23]

(

1995

)

Рост Nitrosomonas europaea на гидроксиламине

.

FEMS Microbiol. Lett.

125

,

179

184

. [24]

(

1998

)

Анаэробное окисление гидразина — новая реакция в метаболизме азота в микробах

.

FEMS Microbiol. Lett.

158

,

61

67

. [25]

(

1991

)

Гидразин является продуктом восстановления диазота с помощью ванадиевой нитрогеназы из Azotobacter chroococcum

.

Biochem. J.

277

,

465

468

. [26]

(

1996

)

Метанотрофные бактерии

.

Microbiol. Ред.

60

,

439

471

.[27]

(

1932

)

Анаэробная ферментация озерных отложений

.

Внутр. Rev. Hydrobiol.

26

,

444

461

. [28]

Кояма Т. (1965) Официальное обсуждение документа III-10. Обсуждение статьи Ричардса. В: Достижения в исследованиях загрязнения воды (Pearson, E.A., Ed.), Vol. 3. С. 234–242. Pergamon Press, Токио.

[29]

(

1998

)

Аноксический N 2 потоки из пресноводных отложений в отсутствие окисленных соединений азота

.

Water Res.

32

,

407

409

. [30]

(

1991

)

Окисление сульфидов в бескислородном хемоклине Черного моря

.

Deep Sea Res.

38

,

S1083

S1103

. [31]

(

1989

)

Неожиданные изменения на границе раздела кислород / бескислородный газ в Черном море

.

Природа

338

,

411

413

. [32]

(

1997

)

Микросенсор нитрита для профилирования биопленок окружающей среды

.

заявл. Environ. Microbiol.

63

,

973

977

. [33]

(

1996

)

Структура и функция нитрифицирующей биопленки, определенная гибридизацией in situ и использованием микроэлектродов

.

заявл. Environ. Microbiol.

62

,

4641

4647

. [34]

(

1998

)

Исследования структуры / функций на месте в системах очистки сточных вод

.

Water Sci. Technol.

37

,

413

416

. [35]

(

1998

)

Потери азота при нитрификации вращающегося подрядчика, обрабатывающего продукты выщелачивания с высоким содержанием аммония без органического углерода

.

Water Sci. Technol.

37

,

589

591

. [36]

(

1996

)

Аэробная деаммонификация: новый опыт очистки сточных вод

.

Water Sci. Technol.

35

,

111

120

. [37]

(

1998

)

Одновременная нитрификация / денитрификация в системе аэробной биопленки

.

Water Sci.Technol.

37

,

183

187

. [38]

(

1997

)

На пути к более устойчивой системе очистки городских сточных вод

.

Water Sci. Technol.

35

,

171

180

.

Заметки автора

© 1999 Федерация европейских микробиологических обществ.

Ионная ассоциация с катионами тетра-н-алкиламмония стабилизирует диоксокатионы нептуния в более высокой степени окисления

  • 1.

    Пиро, Н. А., Робинсон, Дж. Р., Уолш, П. Дж. И Шелтер, Э. Дж. Электрохимическое поведение комплексов церия (III / IV): термодинамика, кинетика и применение в синтезе. Coord. Chem. Ред. 260 , 21–36 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 2.

    Lundgren, R. J. Stradiotto, M. in Ligand Design in Metal Chemistry: Reactivity and Catalysis , (eds Stradiotto, M & Lundgren, R., J.), стр. 1–14 (John Wiley & Sons, Ltd: Чичестер, Великобритания, 2016 г.).

  • 3.

    Арнольд П. Л., Патель Д., Уилсон С. и Лав Дж. Б. Восстановление и селективное силилирование оксогрупп дикатона уранила. Nature 451 , 315–317 (2008).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 4.

    Hayton, T. W. & Wu, G. Изучение эффектов восстановления или координации кислоты Льюиса на связь U = O уранильного фрагмента. Inorg. Chem. 48 , 3065–3072 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 5.

    Белл, Н. Л., Шоу, Б., Арнол, П. Л. и Лав, Дж. Б. Превращение уранила в уран (IV) посредством манипуляции с аксиальными и экваториальными лигандами. J. Am. Chem. Soc. 140 , 3378–3384 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 6.

    Tsui, E. Y., Tran, R., Yano, J. & Agapie, T. Редокс-неактивные металлы модулируют восстановительный потенциал в гетерометаллических марганцево-оксидокластерах. Nat. Chem. 5 , 293–299 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 7.

    Левин, Дж. Р., Дорфнер, У. Л., Кэрролл, П. Дж. И Шелтер, Э. Дж. Контроль степени окисления церия с помощью вторичных структур металлических комплексов. Chem. Sci. 6 , 6925–6934 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 8.

    Маркус, Й. и Хефтер, Г. Спаривание ионов. Chem. Ред. 106 , 4585–4621 (2006).

    CAS Статья Google ученый

  • 9.

    Деннинг Р.Г. Электронная структура и связи в актинильных ионах и их аналогах. J. Phys. Chem. А 111 , 4125–4143 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 10.

    Mougel, V. et al. Уран и марганец собраны в наноразмерном одномолекулярном магните в форме колеса с высоким барьером обращения спина. Nat. Chem. 4 , 1011–1017 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 11.

    Freiderich, JW, Burn, AG, Martin, LR, Nash, KL & Clark, AE Комбинированное исследование с использованием теории функционала плотности и спектрофотометрии связывающих взаимодействий [NpO 2 · M] 4+ катион-катионные комплексы. Inorg. Chem. 56 , 4788–4795 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 12.

    Салливан, Дж. К., Хиндман, Дж. К. и Зилен, А. Дж. Специфическое взаимодействие между Np (V) и U (VI) в водной среде с хлорной кислотой. J. Am. Chem. Soc. 83 , 3373–3378 (1961).

    CAS Статья Google ученый

  • 13.

    Салленс Т.А., Йенсен, Р. А., Шварева, Т. Ю., Альбрехт-Шмитт, Т. Е. Катион-катионные взаимодействия между катионами уранила в полярном периодате уранила с открытым каркасом. J. Am. Chem. Soc. 126 , 2676–2677 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 14.

    Скантакумар, С., Антонио, М. Р. и Содерхольм, Л. Сравнение координации растворов нептунила (V) и нептунила (VI): стабильность катион-катионных взаимодействий. Inorg. Chem. 47 , 4591–4595 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 15.

    Xian, L., Tian, ​​G., Zheng, W. & Rao, L. Катион-катионные взаимодействия между NpO 2 + и UO 2 2+ при разных температурах и ионная сила. Dalton Trans. 41 , 8532–8538 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 16.

    Джин, Г. Б. Трехмерная сеть квадратов катион-катион-связанных нептунил (V): синтез и исследования спектроскопии комбинационного рассеяния in situ. Inorg. Chem. 55 , 2612–2619 (2016).

    CAS Статья Google ученый

  • 17.

    Валле В., Привалов Т., Уолгрен У. и Гренте И. Механизм водообмена в AmO 2 (H 2 O) 5 2+ и в изоэлектронных комплексах UO 2 (H 2 O ) 5 + и NpO 2 (H 2 O) 5 2+ при исследовании квантово-химическими методами. J. Am. Chem. Soc. 126 , 7766–7767 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 18.

    Конингс, Р. Дж. М., Морсс, Л. Р., Фугер, Дж. В The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (eds Morss, L. R., Edelstein, N. M., Fuger, J.) Vol. 4, стр. 2113–2224 (Springer: Нидерланды, 2006).

  • 19.

    Guillaumont, R. et al. Обновленная информация по химической термодинамике урана, нептуния, плутония, америция и технеция 5 (Elsevier, New York, NY, 2003).

    Google ученый

  • 20.

    Allen, PG, Bucher, JJ, Shuh, DK, Edelstein, NM & Reich, T. Исследование акво- и хлорокомплексов UO 2 2+ , NpO 2 + , Np 4+ и Pu 3+ методом рентгеновской абсорбционной спектроскопии тонкой структуры. Inorg. Chem. 36 , 4676–4683 (1997).

    CAS Статья Google ученый

  • 21.

    Содерхольм Л., Антонио М. Р., Уильямс К. и Вассерман С. Р. Спектроэлектрохимия XANES: новый метод определения формальных потенциалов. Анал. Chem. 71 , 4622–4628 (1999).

    CAS Статья Google ученый

  • 22.

    Ямамура Т., Ватанабе Н., Яно Т. и Шиокава Ю. Кинетика переноса электрона Np 3+ ∕ Np 4+ , NpO 2 + ∕ NpO 2 2+ , V 2+ ∕ V 3+ и VO 2+ ∕ VO 2 + на угольных электродах. J. Electrochem. Soc. 152 , A830 – A836 (2005).

    CAS Статья Google ученый

  • 23.

    Neck, V., Fanghänel, T., Rudolph, G. & Kim, JI Термодинамика нептуния (V) в концентрированных солевых растворах: параметры комплексообразования хлоридов и ионного взаимодействия (Питцер) для NpO 2 + Ион. Radiochim. Acta 69 , 39–47 (1995).

    CAS Статья Google ученый

  • 24.

    Валле В., Вальгрен У. и Гренте И. Исследование природы химической связи в комплексах уранила (VI) квантово-химическими методами. J. Phys. Chem. А 116 , 12373–12380 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 25.

    Hennig, C., Ikeda-Ohno, A., Tsushima, S. & Scheinost, A.C. Сульфатная координация Np (IV), Np (V) и Np (VI) в водном растворе. Inorg. Chem. 48 , 5350–5360 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 26.

    Икеда-Оно, А. и др. Карбонатные комплексы нептуния в водном растворе: электрохимическое, спектроскопическое и квантово-химическое исследование. Inorg. Chem. 48 , 11779–11787 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 27.

    Моррис Д. Э. Редокс-энергия и кинетика координационных комплексов уранила в водном растворе. Inorg. Chem. 41 , 3542–3547 (2002).

    CAS Статья Google ученый

  • 28.

    ДеФорд Д. и Хьюм Д. Н. Определение последовательных констант образования комплексных ионов по полярографическим данным. J. Am. Chem. Soc. 73 , 5321–5322 (1951).

    CAS Статья Google ученый

  • 29.

    Базиль, Л.Дж., Салливан, Дж. К., Ферраро, Дж. Р. и Лабонвилл, П. Рамановское рассеяние уранила и трансурановых ионов V, VI и VII. заявл. Spectrosc. 28 , 142–145 (1974).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Нгуен-Чунг, К., Бегун, Г. М. и Палмер, Д. А. Водные комплексы урана. 2. Рамановское спектроскопическое исследование комплексообразования иона диоксурана (VI) с различными неорганическими и органическими лигандами. Inorg. Chem. 31 , 5280–5287 (1992).

    CAS Статья Google ученый

  • 31.

    Fujii, T., Uehara, A., Kitatsuji, Y. & Yamana, H. Теоретическое и экспериментальное исследование частот колебаний UO 2 2+ и NpO 2 2+ в высококонцентрированных растворах хлоридов. J. Radioanal. Nucl. Chem. 303 , 1015–1020 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 32.

    Гийом Б., Бегун Г. М. и Хан Р. Л. Рамановские спектрометрические исследования «катион-катионных» комплексов пятивалентных актинидов в водных растворах перхлоратов. Inorg. Chem. 21 , 1159–1166 (1982).

    CAS Статья Google ученый

  • 33.

    Мацика С., Питцер Р. М. и Рид Д. Т. Интенсивности в спектрах актинильных ионов. J. Phys. Chem. A 104 , 11983–11992 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  • 34.

    Джин, Г. Б. Соединение смешанного валентного нептуния (IV / V) с шестичленными нептунильными кольцами, связанными катионами. Inorg. Chem. 52 , 12317–12319 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 35.

    Григорьев М.С., Крот Н.Н. Синтез и рентгеноструктурное исследование гидратов перхлоратов U (VI), Np (VI) и Pu (VI). Радиохимия 52 , 375–381 (2010).

    Артикул Google ученый

  • 36.

    Джин, Г. Б., Скантакумар, С. и Содерхольм, Л. Три новых гидрата нептунил (V) селената натрия: структуры, рамановская спектроскопия и магнетизм. Inorg. Chem. 51 , 3220–3230 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 37.

    Остин, Дж.П., Сундарараджан М., Винсент М.А. и Хиллиер И.Х. Геометрические структуры, частоты колебаний и окислительно-восстановительные свойства актинильных координационных комплексов ([AnO 2 (L) n ] m ; An = U, Pu, Np; L = H 2 O, Cl , CO 3 2−, CH 3 CO 2 , OH ) в водном растворе , изучается методами теории функционала плотности. Dalton Trans. 0 , 5902–5909 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Бакнер, Дж. К. и Йоргенсен, У. Л. Энергетика и гидратация составляющих ионных пар хлорида тетраметиламмония. J. Am. Chem. Soc. 111 , 2507–2516 (1989).

    CAS Статья Google ученый

  • 39.

    Уотсон, Л. А. и Хэй, Б.P. Роль оксогруппы уранила как акцептора водородной связи. Inorg. Chem. 50 , 2599–2605 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 40.

    Маркус, Ю. Простая эмпирическая модель, описывающая термодинамику гидратации ионов с различными зарядами, размерами и формами. Biophys. Chem. 51 , 111–127 (1994).

    CAS Статья Google ученый

  • 41.

    Джин, Г. Б., Лин, Дж., Эстес, С. Л., Скантакумар, С. и Содерхольм, Л. Влияние энтальпий противокатионной гидратации на образование молекулярных комплексов: пример торий – нитрат. J. Am. Chem. Soc. 139 , 18003–18008 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 42.

    Берн, А. Г., Мартин, Л. Р. и Нэш, К. Л. Пятивалентные взаимодействия катион-катион-нептунил ([O≡Np≡O] + ) в водной / полярной среде со смешанными органическими растворителями. J. Solut. Chem. 46 , 1299–1314 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 43.

    Fukuzumi, S. et al. Кристаллическая структура комплекса оксоирона (IV), связанного с ионами металла, и значение для биологического переноса электронов. Nat. Chem. 2 , 756–759 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Шомон, А.И Випфф, Г. Сольватация катионов уранила (II), европия (III) и уропия (II) в «основных» ионных жидкостях при комнатной температуре: теоретическое исследование. Chem. — Евро. J. 10 , 3919–3930 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 45.

    Nash, K. L., Madic, C., Mathur, J. N., Lacquement, J. in The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (eds Morss, L.R., Edelstein, N.M, Fuger, J.) Vol. 4, стр. 2622–2798 (Springer: Нидерланды, 2006).

  • 46.

    Биннеманс К. Лантаноиды и актиниды в ионных жидкостях. Chem. Ред. 107 , 2592–2614 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 47.

    Sjoblom, R. & Hindman, J. C. Спектрофотометрия нептуния в растворах хлорной кислоты. J. Am. Chem. Soc. 73 , 1744–1751 (1951).

    CAS Статья Google ученый

  • 48.

    Bruker. APEX2, SAINT, SADABS (Bruker AXS Inc., Мэдисон, Висконсин, США, 2012).

  • 49.

    Шелдрик, Г. М. Краткая история SHELX. Acta Crystallogr., Sect. A: Нашел. Кристаллогр. 64 , 112–122 (2008).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 50.

    Hess, B., Kutzner, C., van der Spoel, D. & Lindahl, E. GROMACS 4: алгоритмы для высокоэффективного, сбалансированного по нагрузке и масштабируемого молекулярного моделирования. J. Chem. Теория вычисл. 4 , 435–447 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 51.

    Помогаев В.В. и др. Разработка и применение эффективных парных потенциалов для UO 2 n + , NpO 2 n + , PuO 2 n + и AmO 2 n + ( n = 1, 2) Ионы с водой. Phys. Chem. Chem. Phys . 15 , 15954-15963 (2013).

  • Окисление ванадия | Кафедра химии

    Опасности

    • Порошок ванадата аммония чрезвычайно токсичен (степень опасности для здоровья 4). Работайте с сухим порошком ванадата в вытяжке. Защитите себя от вдыхания, контакта и проглатывания.
    • Раствор метаванадата аммония в серной кислоте 3M токсичен и вызывает коррозию.

    Химические вещества и растворы

    • 0.1 M раствор метаванадата аммония
    • Натрий (мета) бисульфит твердый
    • Гранулированный цинк
    • 0,5% перекись водорода (свежая) — около 100 мл
    • Вода дистиллированная

    Подготовка решений

    0,1 М м-ванадат аммония : растворить 5,8 г NH₄VO₃ в 500 мл 3M серной кислоты.

    Материалы

    • Три колбы Эрленмейера 250 мл со стеклянной пробкой
    • Короткая воронка со стекловолокном
    • Пипетка

    Процедура

    1. Покройте дно одной колбы цинком (избыток!).Добавьте около 50 мл основного раствора ЖЕЛТОГО NH₄VO₃. ТЕРПЕНИЕ! Поднимите и поверните, чтобы учащиеся могли увидеть изменение цвета с ЖЕЛТОГО на СИНИЙ, с ЗЕЛЕНОГО на ФИОЛЕТОВЫЙ. Убедитесь, что реакция завершена. Отложите на несколько минут перед выполнением шага 3. Тем временем переходите к шагу 2.
    2. Добавьте 50 мл исходного раствора ЖЕЛТОГО NHVO₃ в следующую колбу. Добавьте твердый бисульфит натрия, пока цвет не станет СИНИМ.
    3. Налейте немного ФИОЛЕТОВОГО раствора через стекловату (во избежание попадания гранул цинка) в следующую колбу.Окисляют разбавленной (0,5%) H2O, чтобы получить ЗЕЛЕНЫЙ. Если цвет слишком интенсивный, чтобы увидеть изменение цвета, добавьте воды.
    • Желтый
      \ (\ ce {VO3- (+5)} \)
    • Синий
      \ (\ ce {VO2 + или VO (h3O) 52+ (+4)} \)
    • Зеленый
      \ (\ ce {V3 + или V (h3O) 63+ (+3)} \)
    • Фиолетовый
      \ (\ ce {V2 + или V (h3O) 62+ (+2)} \)

    Обсуждение

    Реакция

    Шаг 1

    \ (\ ce {$ \ underset {\ text {yellow}} {\ ce {2VO3 -_ {(aq)} + Zn _ {(s)} + 8H + _ {(aq)}}} $ -> $ \ underset {\ text {blue}} {\ ce {2VO2 + _ {(aq)} + Zn2 + _ {(aq)} + 4h3O}} $} \)

    \ (\ ce {$ \ underset {\ text {blue}} {\ ce {2VO2 + _ {(aq)} + Zn + 4H + _ {(aq)}}} $ -> $ \ underset {\ text {зеленый}} {\ ce {2V3 + _ {(aq)} + Zn2 + _ {(aq)} + 2h3O}} $} \)

    \ (\ ce {$ \ underset {\ text {green}} {\ ce {2V3 + _ {(aq)} + Zn}} $ -> $ \ underset {\ text {purple}} {\ ce {2V2) + _ {(водный)} + Zn2 + _ {(водный)}}} $} \)

    Шаг 2

    \ (\ ce {$ \ underset {\ text {yellow}} {\ ce {2VO3 -_ {(aq)} + SO32 -_ {(aq)} + 6H + _ {(aq)}}} $ — > $ \ underset {\ text {blue}} {\ ce {2VO2 + _ {(aq)} + SO42 -_ {(aq)} + 3h3O}} $} \)

    Шаг 3

    \ (\ ce {$ \ underset {\ text {purple}} {\ ce {2V2 + _ {(aq)} + h3O2 _ {(aq)} + 2H + _ {(aq)}}} $ -> $ \ underset {\ text {green}} {\ ce {2V3 + _ {(aq)} + 2h3O}} $} \)

    Именование Соединения

    У каждого соединения есть название.В идеале это название должно обозначать состав соединения и, возможно, некоторых его свойств. Такие имена называются систематические названия и основаны на наборе правил, разработанных IUPAC. Несмотря на то что все соединения имеют систематические названия, многие также имеют тривиальные или общепринятые названия. В таблице 6.1 перечислены общие (тривиальные) названия некоторых молекулярных соединений. Некоторые ионные соединения перечислены в таблице. 6.2, с их общими и систематическими названиями.

    ТАБЛИЦА 6.2 Названия и формулы некоторых распространенных ионных соединения.
    Общее название Систематическое название Формула
    отбеливатель гипохлорит натрия NaOCl
    мел карбонат кальция CaCO 3
    лайм оксид кальция CaO
    магнезиальное молоко гидроксид магния мг (OH) 2


    А.Число окисления
    Многие правила присвоения названий основаны на концепции степени окисления. Степень окисления элемента представляет собой положительный или отрицательный характер (природу) атома этого элемента в конкретной ситуации связывания. Окислительные числа присваиваются по следующим правилам:

    1. Степень окисления несоединенного элемента равна 0. В уравнении

      Zn + 2 HCl H 2 + ZnCl 2

      степень окисления цинка (Zn) как несвязанного атома равна 0, а степень окисления Степень окисления водорода в H 2 равна 0.

    2. Степень окисления одноатомного иона — это заряд этого иона. В ZnCl 2 , степень окисления хлора как Cl составляет -1, а степень окисления цинка поскольку Zn 2+ составляет +2. В Ag 2 S степень окисления серебра Так как Ag + равно +1, а содержание серы как S 2- равно -2.
    3. Водород в соединении обычно имеет степень окисления +1. Исключение это правило возникает, когда водород связан с металлом.
    4. Кислород в соединении обычно имеет степень окисления -2. Пероксиды исключение из этого правила: в перекиси водорода, H 2 O 2 , например, степень окисления кислорода -1.
    5. Сумма степеней окисления атомов в соединении равна 0. Например, в соединении ZnCl 2 степень окисления иона цинка равна +2 и каждого хлорид-иона -1. Сумма этих степеней окисления (+2 для цинка и -2 для двух хлорид-ионов) равно 0.
    6. В многоатомном ионе суммарный заряд иона представляет собой сумму окисления числа атомов в ионе. Мы можем использовать это правило для расчета окисления количество азота в нитрат-ионе, NO 3 , путем установки до следующего уравнения:
      Степень окисления азота
      +3 (степень окисления кислорода) = -1
      Число окисления кислорода = -2
      Подставляя, получаем:
      Число окисления азот +3 (-2) = -1
      После перестановки это уравнение становится:
      Число окисления азот = -1 — 3 (-2)
      = -1 + 6 = + 5

    Б.Бинарные соединения
    Многие химические соединения бинарны; то есть они содержат два элемента. Двоичный соединения бывают нескольких разновидностей.

    1. Бинарные соединения, содержащие металл и неметалл
    Бинарные соединения металла и неметалла содержат катион металла и неметаллическое соединение. анион. Названия и формулы катионов и анионов были введены в разделе 5.7 (таблицы 5.7-5.9). Напомним, что щелочные металлы образуют только ионы с зарядом +1, щелочноземельные металлы образуют только ионы с зарядом +2, а алюминий образует только ион Al 3+ .Для этих ионов название элемента, за которым следует термин ион, является недвусмысленным имя. Например, ион натрия может быть только Na + , ион кальция только Ca 2+ . Согласно правилам IUPAC, названия всех остальных металлических катионы содержат название элемента, за которым следует его степень окисления (в круглые скобки) в этом ионе. Это правило предотвращает двусмысленность. Название хром ион не говорит, является ли ион Cr 2+ или Cr 3+ ; собственные названия этих ионов — хром (II) и хром (III).Анионы в бинарных соединениях именуются с использованием корневого имени элемента, за которым следует суффиксом ide ; например, ион брома , ион — это Br , Ион sul фид представляет собой S 2-, а ион оксида — O 2-. В этих примерах корневое имя элемента выделено курсивом. Для бинарных соединений катион назван первым, а анион — вторым. Таким образом,

    NiCl 2 — хлорид никеля (II)
    K 2 S — сульфид калия
    CaBr 2 — бромид кальция
    ZnO — оксид цинка (II)


    Прежде чем покинуть эту группу соединений, мы должны еще раз упомянуть второй и менее предпочтительный метод наименования катионов одного и того же элемента в разных степенях окисления.Этот более старый метод дает окончание ous иону с более низкой степенью окисления и окончание ic иону с более высокой степенью окисления. Часто в этой системе также используется латинский корень названия элемента. Таким образом, в этой системе Fe 2+ является двухвалентным, а Fe 3+ — трехвалентным; Pb 2+ — водопроводный, а Pb 4+ — водопроводный. Эти элементы, использующие латинские корни, показаны в Таблице 6.3.

    ТАБЛИЦА 6.3 Некоторые элементы с неанглийскими корневыми именами (корень выделен курсивом)
    Элемент Латинское название Элемент Латинское название
    медь стакан ром свинец слива слива
    золото авр мкм серебро арген тум
    утюг ферр мкм банка станн мкм


    2.Бинарные соединения, содержащие два неметалла но не водород
    Бинарные соединения двух неметаллов, ни один из которых не является водородом, являются молекулярными. а не ионный. Они не содержат катионов и анионов. Двуокись углерода (CO 2 ) и трихлорид фосфора (PCl 3 ) являются примерами таких соединений. Они названы с использованием префиксов, чтобы указать, сколько атомов элемента находится в одном. молекула соединения. (Префиксы перечислены в таблице 6.4.)

    ТАБЛИЦА 6.4 Префиксы, используемые для обозначения бинарных соединений двух неметаллов
    Номер
    атомов
    Префикс Номер
    атомов
    Префикс Номер
    атомов
    Префикс
    1 моно- 5 пента- 9 нона-
    2 ди- 6 гекса- 10 дека-
    3 три- 7 гепта- 11 hendeca-
    4 тетра- 8 окта- 12 додека-

    Имя второго элемента изменяется на корень его имени, за которым следует окончание ide. И в формуле, и в названии этих соединений самый неметаллический элемент идет первым (см. Рисунок 5.16 в главе 5). Префикс mono часто опускается для первого элемента, но никогда не опускается для второго. Таким образом,


    CO — окись углерода
    SF 6 — гексафторид серы
    . N 2 O — окись азота

    3.Бинарные кислоты
    Бинарное соединение образуется, когда галоген или любой элемент, кроме кислорода, из Группы 6 таблицы Менделеева с водородом могут быть названы как были бинарные неметаллические соединения, обсуждаемые в предыдущем разделе. Тем не мение, когда эти соединения растворяются в воде, раствор содержит водород ионы. Поскольку это свойство определяет кислоту (Раздел 5.7D), эти соединения также должны называться кислотами.Таким образом, эти соединения имеют два набора названий: один для чистого состояния и один для соединения, растворенного в воде (см. Таблицу 6.5). Следует отметить два момента: (1) Название кислоты имеет префикс hydro . и суффикс ic. (2) Эти формулы всегда записываются с водородом. первый. Другие неметаллы образуют соединения с водородом, но это , а не кислоты; в их формулы последним записан водород. Метан, CH 4 , аммиак, NH 3 , и арсин, AsH 3 , являются примерами.

    ТАБЛИЦА 6.5 Номенклатура бинарных кислот
    Формула Имя в чистом виде Название в водном растворе
    HCl хлористый водород соляная кислота
    H 2 S сероводород сероводородная кислота
    HBr бромистый водород бромистоводородная кислота


    4.Псевдобинарные соединения
    Несколько многоатомных ионов действуют так же, как одноатомные ионы, что их классифицируют. в качестве таких. Эти ионы называются псевдобинарными ионами. В их состав входит аммоний ион, NH 4 + , ион гидроксида, OH , цианид ion, CN и др. Соединения, содержащие эти ионы, являются псевдобинарными. соединения.

    Свойства иона аммония очень похожи на свойства ионов щелочных металлов.Соединения, содержащие гидроксид-ион, являются основаниями. Общее определение основания состоит в том, что его водный раствор содержит больше гидроксида, чем ионов водорода. (Базы были введены в Раздел 5.7D.)

    Ион цианида ведет себя очень похоже на ион галогена. Многие соединения, содержащие цианид-ион, чрезвычайно токсичны.


    C. Тройные соединения
    Тройные соединения — это соединения, содержащие три элемента.Ионный тройной соединения образуются комбинацией одноатомного катиона с многоатомным (содержащий несколько атомов) анион, как в нитрате натрия, NaNO 3 . А многоатомный анион получают из трехкомпонентной кислоты.

    1. Тройные кислоты и их анионы
    Когда тройное соединение содержит водород и многоатомный анион (например, HNO 3 ), его название в чистом виде — водород , за которым следует название аниона.Чистая HNO 3 имеет название нитрат водорода. Когда это соединение растворяется в воде, оно представляет собой кислоту и называется так. HNO 3 в водном растворе называется азотной кислотой. В таблице 6.6 перечислены формулы некоторых из этих соединений, названия, которые они носят в водном растворе, степень окисления неметалла, отличного от кислорода, который они содержат, а также названия и формулы их анионов. Правила называть эти соединения кислотами следуют таблице. Обязательно изучите таблицу при чтении правил и обратите внимание на закономерность, показанную в именах и формулах.

    Правила наименования тройных кислот следующие:

    1. Название наиболее распространенной оксикислоты для конкретного неметалл — это корень имени элемента плюс суффикс ic . Она имеет без префикса. Название аниона этой кислоты — корень элемента имя плюс суффикс съел . Степень окисления неметалла в этом кислота высока, но не обязательно максимально возможна.Эти кислоты иногда обозначается как ic-ate кислот. Из оксикислот в таблице 7.6 азотной, серная, фосфорная и хлорная относятся к категории «наиболее распространенных». В в таблице отмеченные звездочкой формулы являются наиболее распространенными кислотами для конкретного неметалла.
    2. Название кислоты, в которой неметалл имеет следующая более низкая степень окисления — корень элемента плюс суффикс ous. Имя его аниона — корень плюс ите .Эти кислоты можно назвать ousite кислот. Из кислот, перечисленных в таблице 6.6, азотистая, сернистая и хлорсодержащая попадают в эту группу. Их формулы можно предсказать, если вы узнали формулы первой группы. Анион кислоты ousite содержит на один атом кислорода меньше, чем у кислоты ic-ate .
    3. Как и в случае с галогенами, если есть оксикислота, в которой у неметалла есть еще более низкая степень окисления, эта кислота названа с использованием префикс-суффикс hypo-ous, и его анион с использованием гипоита . Оф кислоты в таблице 6.6, только хлорноватистая относится к этой категории. Его формула можно предсказать, если вы знаете формулу хлорноватой кислоты. Анионы этих кислоты содержат на два атома кислорода меньше, чем анионы ic-ate кислоты.
    4. Опять же, как с галогенами, если есть оксикислота в котором неметалл имеет более высокую степень окисления, чем в наиболее распространенных кислота, эта кислота называется per-ic кислота, а ее анион per-ate. Из кислот в таблице 6.6 в эту группу входит только хлорная кислота. Его формула может можно предсказать из формулы хлорноватой кислоты. Анион будет содержать один атом кислорода больше, чем у аниона кислоты ic-ate .

    Формулы солей этих кислот представляют собой нейтральные комбинации ионов (обсуждаются в Раздел 6.1). Чтобы назвать их, сначала назовите катион в соответствии с правилами, приведенными в Раздел 6.2B1. Названия анионов приведены в таблице 6.6.

    2. Тройные кислоты, содержащие углерод
    Многие кислоты содержат только углерод, водород и кислород. Примером может служить уксусная кислота. Его формулу можно записать как

    HC 2 H 3 O 2 или HCH 3 CO 2 или CH 3 COOH или CH 3 CO 2 H

    Независимо от того, как это написано, есть только один кислый водород в уксусной кислоте; остальные три атома водорода не разделяются как ионы водорода в водный раствор.Обратите внимание на то, как кислый водород помещается сам по себе в каждый формул, чтобы обозначить эту разницу. Многие кислоты, например уксусная, содержат группа атомов, связанных с группой -COOH. Только водород группы -COOH кислый водород. Например,

    C 6 H 5 COOH бензойная кислота

    C 2 H 3 COOH акриловая кислота

    Эти кислоты называются карбоновыми кислотами.Более подробно они обсуждаются в Глава 15. При названии анионов этих кислот ic кислоты заменяется на a te. Таким образом,

    уксусная кислота HC 2 H 3 O 2 , дает ацетат-ион, C 2 H 3 O 2
    бензиновая кислота C 6 H 5 COOH, дает бензоат-ион, C 2 H 5 COO
    акриловая кислота C 2 H 3 COOH, дает акрилат-ион, C 2 H 3 COO

    3.