5-A GRUBU ELEMENTLERİ Azot(N),Fosfor(P),Arsenik(As), Antimon(Sb) ve Bismut(Bi)

AZOT Sembol: N Atom numarası: 7 Atom ağırlığı: g/mol Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz AMetal p-blok elementi Azot ilk olarak 1772 yılında Daniel Rutherford tarafından keşfedildi.

AZOTUN ELDESİ: Saf azot laboratuarlarda sodyum nitrit ile amonyum klorür karışımının çözeltisinin ısıtılması ile elde edilir. NaNO2 + NH4Cl NaCl +Na2 +2H2O Doğrudan amonyum nitrit çözeltisini ısıtmaklada azot ayrılır: NH4NO2 N2 + 2H2O

Azot oksid ve amonyak karışımını kızıl dereceye ısıtılmış bakır üzerinden geçirmeklede ayrılır; 6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O Katı amonyum dikromat ısıtılırsa şiddetle ateş alarak bozunur, azot ayrılır: (NH4)2Cr2O7 Cr2O7 + N2 + 4H2O

Laboratuarlarda azot genellikle havayı kızgın bakır üzerinden geçirmekle elde edilir, oksijen tutulur. Teknikte ise bakır yerine kömür kullanılır. bu sırada oksijen CO2’ e dönüşür. Gaz karışımındaki CO2 basınç altında su ile yıkamak veya soğutmak suretiyle ayrılır. Fakat büyük ölçüde azot sıvı havanın fraksiyonlu destillenmesı ile elde edilir.

A ZOTUN ÖZELLIKLERI : Renksiz,kokusuz ve tatsız bir gaz olan azotun elektronegatifliği oldukça yüksektir. Diatomik veya bileşikleri halinde bulunur. N 2 molekülü tepkime vermeye yatkın değildir. Azot molekülündeki üçlü bağın kırılması için gerekli enerji oldukça yüksektir. Bu nedenle N 2 gazı kararlı bir gazdır.

A ZOTUN KULLANıM ALANLARı : Azotun oksitleyici olmaması nedeniyle havanın oksijeninden olumsuz etkilenen gıda ve ilaçlar azot atmosferinde saklanır. Sıvı patlayıcıların üzerini örtmek için, Otomobil ve uçak tekerleklerinin dolumunda kullanılır. Sıvı azot düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilen tepkimeler için uygun bir soğutucu(dondurucu)dur.

Sıvı azot gıda ürünlerinin dondurulması ve taşınmasında Canlı dokuların dondurularak saklanmasında Yüksek hassasiyetli elektronik cihazların donanımlarının soğutma sistemlerinde Dermatolojik cilt yaralarının dondurularak alınmasında kullanılır.

AZOTUN YÜKSELTGENME BASAMAKLARI: Azot -3 ‘ten +5’e kadar tüm yükseltgenme basamaklarına sahiptir. Bileşik formülü Bileşiğin adıBileşikteki azotun yükseltgenme basamağı NH 3 Amonyak-3 H 2 NNH 2 Hidrazin-2 NH 2 OH Hidroksilamin HN 3 Hidrazoik asit -1/3 N2N2 Azot0

N2ON2ODiazot monoksit +1 NOAzot monoksit +2 N2O3N2O3 Diazot trioksit +3 NO 2 Azot dioksit+4 N2O5N2O5 Diazot pentaoksit +5

Azotun fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından 5A grubu elementlerine benzemez. Diğer 5A grubu elementlerine göre oldukça elektronegatiftir. Periyodik tablodaki diğer elementlerle kıyaslanırsa oksijen,flor ve klor dışında en elektronegatif elementtir.

AMONYAK: Doğada azot bağlayıcı bakteriler bulunmaktadır.Bu bakterilerde bulunan nitrojenaz enzimi sayesinde atmosferik N 2 ‘tan NH 3 oluşur. Endüstride ise amonyak Haber-Bosch yöntemi ile gerçekleşir: Bu yöntemde H 2 ve N 2 ince öğütülmüş demir katalizörlüğünde yüksek sıcaklık ve basınç altında tepkimeye girerek amonyak üretilir. 3 H 2(g) +N 2(g) Fe, atm 2NH 3

A MONYAK KULLANıM ALANLARı : Gübrelerde Patlayıcı madde sentezinde Sentetik elyaf üretiminde Çeşitli organik ve inorganik maddelerin sentezinde kullanılır.

A ZOT OKSITLERI : DİAZOT MONOKSİD(N2O) Azot oksidül veya azot I oksid olarak ta bilinir. N2O, renksiz seyreltik iken kokusuz bir gazdır. havadan yaklaşık olarak 1,5 defa daha yoğundur. Kolayca sıvılaştırılabilirler. N2O,amonyum nitratın ısıtılmasıd ile elde edilir: NH4NO3 N2O +2H2O

Bu reaksiyon 200onin üstünde patlar. N2O N2 + ½ O2 Çünkü, Amonyum nitrat patlayıcıdır. Amonyum nitratın patlayıcı olmasının nedeni; aynı bileşikte azotun iki farklı değerlikte (-3,+5) bulunmasıdır.

A ZOT MONOKSIT (NO) Amonyağın katalitik yükseltgenmesiyle elde edilir. 4 NH 3 +5O 2 4NO+6H 2 O Havadaki N 2,uçak ve otomobillerin motorlarında,NO ‘e dönüşür.

A ZOT DİOKSİT(NO 2 ) Azot dioksid kırmızı renkli ve zehirli bir gazdır. Kuvvetle soğutulmakla gaz daha açık renkte sıvı hale gelir daha düşük ısılarda renksiz katılaşır. 2NO 2 N2O4

DİAZOT TRİOKSİD(N 2 O 3 ) Azot III oksit olarak ta bilinir. N2O3,nitrit asidin anhidrididir, seyreltik nitrat asidini arsenik trioksidle ısıtarak indirgemekle elde edilir. Gaz halindeyken kırmızı renktedir. As2O3 + 2HNO3 + 2H2O 2H3AsO4 + N2O3 Diazottrioksit alkali hidroksitten geçirilirse nitritler meydana gelir: N2O3 + 2NaOH 2NaNO + H2O2 Gaz halinde N2O3 hemen tamamiyle dissoiye olmasına rağmen +3 değerlikli azotun oksidi olarak bakılır. Zehirli bir gazdır.

N ITRIK ASIT (HNO3): Haber-Ostwald metodu:Hava ile karıştırılmış amonyağın platin katalizörü üzerinde yakılması ile azot oksid meydana gelir.: 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O + 21kcal Yanma gazlarının soğuması esnasında içinde bulunan hava oksijeninin fazlası ile NO gazı NO2 ye yükseltgenir. Bu gaz yukarıdan su püskürtülen ve içi kuarz kırıkları ile dolu kulelere sevk edilerek su ile temasa getirilir, nitrat ve nitrit asidi meydan gelir: 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2

Nitrik asit endüstride ; Gübre İlaç Boya Patlayıcı yapımında kullanılır.

FOSFOR: Sembol: P Atom numarası: 15 Atom ağırlığı: g/mol Oda koşullarında (25°C 298 K): Beyaz, kırmızı ve renksiz katı A Metal p-blok elementi Fosfor ilk olarak 1669 yılında Hennig Brand tarafından keşfedildi.

F OSFORUN ELDESI : Fosfor doğada çeşitli ortofosfor mineralleri halinde bulunur. Fosfat kayalarının SiO2 ile karıştırılarak elektrik fırınlarında kok kömürü ile indirgenmesi ile elde edilir.

Fosforun beyaz, kırmızı ve siyah olmak üzere üç tane allotropu bulunmaktadır. Bunlardan en reaktif olanı beyaz fosfordur.

BEYAZ FOSFOR Beyaz fosfor elektrik fırınında fosfor buharının yoğunlaştırılması ile elde edilir. Saf iken hemen hemen renksiz ve saydamdır. Adi sıcaklıkta pek dayanıklı değildir. Elektriği iletmez Beyaz fosfor sıvı katı ve buhar hallerinde hep tetrahedral P4 moleküllerinden ibarettir. 800o nin üstünde P4 2P2 şeklinde dissosiye olur. Çok yüksek ısılarda ise atomlarına ayrılır.

Beyaz fosforun 400ºC’de saatlerce ısıtılması ile kırmızı fosfor elde edilir. Kırmızı fosforun yapısı çok komplekstir ve tam olarak açıklanamamıştır. Fosfor atomlarının sosuz zincirler halinde olduğu söylenebilir. Siyah fosfor kristali çift tabakalı bir yapıya sahip olup her bir fosfor atomu diğer üç fosfor atomuna bağlıdır.

Beyaz fosfor çok zehirli bir maddedir. Oda sıcaklığında açıkta bırakılırsa yavaş yavaş yükseltgenerek karanlıkta yeşilimsi parlar,düşük oksid dumanlarını ve biraz ozon verir. Böcek ve fare zehiri yapımında Sis ve yangın bombaları yapımında kullanılır.

KIRMIZI FOSFOR: Beyaz fosforun kapalı demir kaplarda 250o de ısıtılması ile elde edilir : P(beyaz) P(kırmızı) + 4,22 k.cal Piyasadaki fosfor zehirli değildir karbon sülfürde çözünmez. Elektriği az iletir. Havada adi sıcaklıkta alev almaz fakat ısıtılınca 250o e doğru tutuşur. Kibrit yapımında kullanılır.

FOSFOR DÖNGÜSÜ: Hayvan iskeletlerinin deniz dibinde birikmesiyle oluşan fosfor yatakları oluşmaktadır. Fosfor yataklarının tektonik hareketlerle yükselmesi, bitkilerin bunları gübre olarak veya suyun doğrudan çözmesiyle alması, bitkilerin büyümesi, hayvanların beslenmesi ve tekrar hayvanların ölmesiyle iskeletlerin deniz diplerinde toplanması şeklinde olan dolaşımdır.

F OSFORIK ASITLERI VE TUZLARı : Fosfat kayası (Ca3(PO4)2 ve derişik sülfirik asit arasındaki asit baz tepkimesi ile elde edilir. Ca 3 (PO 4 ) 2 +3H 2 SO 4 2H 3 PO 4 +3CaSO Oluşan H 3 PO 4 kondenzasyon yolu ile zincir yapılı di-,tri-,….poli- fosforik asit oluşturma özelliğine sahiptir. Zincir şeklinde yapıları olan fosforik asitlere POLİFOSFORİK ASİTLER denir.

Yapıları zincir şeklinde olan fosforik asit tuzlarına POLİFOSFATLAR denir. Fosforik asit ve fosfatlar; Deterjanlarda, Gübrelerde, Diş macunlarında ve Karbonatlı içeceklerde kullanılır.

A RSENIK Sembol: As Atom numarası: 33 Atom ağırlığı: g/mol Oda koşullarında (25°C 298 K): Metalik gri katı Metal Yarıiletken p-blok elementi 1250 yılında ilk kez Albertus Magnus tarafından izole edilmiştir.1649 yılında Johann Schroeder arseniğin eldesi hakkında iki methot yayınladı.

Arsenik ve arsenik içeren mineraller ısıtıldıkları zaman süblimleşirler (katı halden sıvı hale geçmeksizin gaz hale geçmek) Realgar (As4S4), orpigment (As2S3), arsenolit (As2O3), arsenopyrite (FeAsS) ve demirli arsenik(FeAs2) gibi minerallerinin oksijensiz ortamda ısıtılması ile saf arsenik süblimleşerek elde edilir. Arsenik buharının º lik bir yüzeyde soğurulması ile siyah renkli cam gibi amorf bir halde elde edilir.

A NTIMON Sembol: Sb Atom numarası: 51 Atom ağırlığı: g/mol Oda koşullarında (25°C 298 K): Gümüşümsü parlak gri renkli katı Yarı metalik madde p-blok elementi 1827 yılında Wohler tarafından bulunmuştur. Oda sıcaklığında hava ile teması yoktur. Isı ve elektrik iletkenliği düşüktür. Antimon ve bileşikleri toksiktir. Doğada saf halde bulunmaz. Stibnit (Sb2S3 antimon cevheri), Ulmanit (NiSbS) ve diğer minerallerin içerisinde bulunur.

B IZMUT Sembol: Bi Atom numarası: 83 Atom ağırlığı: g/mol Oda koşullarında (25°C 298 K): Parlak kırmızımsı- beyaz renkli katı metal p-blok elementi 1753 yılında Claude Geoffroy Junine tarafından kurşundan uzaklaştırılarak elde edildi. Bizmut doğada oksitleri (Bi2O3), sülfürü (Bi2S3) ve (BiO)2CO3 şeklinde bulunur. Oksitlerinin karbon veya hidrojen ile indirgenmesi ile elde edilir.