Давайте рассмотрим предложенную схему превращений, и составим уравнения реакций на каждом из этапов:
Аммиак (NH₃) в азот (N₂):
Аммиак можно превратить в азот с помощью реакции окисления. Одним из способов является каталитическое окисление аммиака в присутствии платины как катализатора:
[
4 \text{NH}_3 + 3 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{N}_2 + 6 \text{H}_2\text{O}
]
Азот (N₂) в оксид азота (II) (NO):
Азот реагирует с кислородом при высоких температурах (например, в электрической дуге) для получения оксида азота (II):
[
\text{N}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{NO}
]
Оксид азота (II) (NO) в оксид азота (IV) (NO₂):
Оксид азота (II) при контакте с кислородом в воздухе быстро окисляется до оксида азота (IV):
[
2 \text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{NO}_2
]
Оксид азота (IV) (NO₂) в азотную кислоту (HNO₃):
Оксид азота (IV) может быть растворён в воде с образованием азотной кислоты. Однако для полного превращения часто используется дополнительный кислород:
[
4 \text{NO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \rightarrow 4 \text{HNO}_3
]
Азотная кислота (HNO₃) в нитрат меди (Cu(NO₃)₂):
Азотная кислота реагирует с медью, образуя нитрат меди (II), воду и оксид азота (IV) в виде газа:
[
3 \text{Cu} + 8 \text{HNO}_3 \rightarrow 3 \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 4 \text{H}_2\text{O} + 2 \text{NO}_2\uparrow
]
Нитрат меди (Cu(NO₃)₂) в оксид азота (IV) (NO₂):
Разложение нитрата меди при нагревании приводит к образованию оксида меди (CuO), оксида азота (IV) и кислорода:
[
2 \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow 2 \text{CuO} + 4 \text{NO}_2 + \text{O}_2
]
Эти уравнения показывают каждое из превращений в предложенной схеме, начиная с аммиака и заканчивая образованием оксида азота (IV) на последнем этапе.