Азотный ангидрид (пятиокись азота) N2O5 — бесцветные очень летучие кристаллы. Крайне неустойчив и взрывоопасен. Взаимодействует с водой, давая азотную кислоту: N2O5 +Н2O = 2HNO3, со щелочами образует соли — нитраты. В лаборатории получают по реакции: 2HNO3 + P2O5 = N2O5+ 2HPO3. Практического применения не находит. Все А. о. физиологически активны.
Лит. см. при ст. Азот, Азотная кислота.
Азоти'рование, насыщение поверхности металлических деталей азотом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости, предела усталости и коррозионной стойкости. А. подвергают сталь, титан, некоторые сплавы, наиболее часто — легированные стали, особенно хромоалюминиевые, а также сталь, содержащую ванадий и молибден.
Азотирование стали происходит при t 500—650 °С в среде аммиака. Выше 400 °С начинается диссоциация аммиака по реакции NH3 ® 3H + N. Образовавшийся атомарный азот диффундирует в металл, образуя азотистые фазы. При температуре А. ниже 591 °С азотированный слой состоит из трёх фаз (рис.): e — нитрида Fe2N, g' — нитрида Fe4N, a — азотистого феррита, содержащего около 0,01% азота при комнатной температуре. При температуре А. 600—650° С возможно образование ещё и g-фазы, которая в результате медленного охлаждения распадается при 591°C на эвтектоид a + g1. Твёрдость азотированного слоя увеличивается до HV = 1200 (соответствует 12 Гн/м2) и сохраняется при повторных нагревах до 500—600°C, что обеспечивает высокую износоустойчивость деталей при повышенных температурах. Азотированные стали значительно превосходят по износоустойчивости цементированные и закалённые стали. А. — длительный процесс, для получения слоя толщиной 0,2—0,4 мм требуется 20—50 ч. Повышение температуры ускоряет процесс, но снижает твёрдость слоя. Для защиты мест, не подлежащих А., применяются лужение (для конструкционных сталей) и никелирование (для нержавеющих и жаропрочных сталей). Для уменьшения хрупкости слоя А. жаропрочных сталей иногда ведут в смеси аммиака и азота.
Азотирование титановых сплавов проводится при 850—950 °С в азоте высокой чистоты (А. в аммиаке не применяется из-за увеличения хрупкости металла).
При А. образуется верхний тонкий нитридный слой и твёрдый раствор азота в a-титане. Глубина слоя за 30 ч — 0,08 мм с поверхностной твёрдостью HV = 800—850 (соответствует 8—8,5 Гн/м2). Введение в сплав некоторых легирующих элементов (Al до 3%, Zr 3—5% и др.) повышает скорость диффузии азота, увеличивая глубину азотированного слоя, а хром уменьшает скорость диффузии. А. титановых сплавов в разреженном азоте [100—10 н/м2 (1—0,1 мм рт ст.)] позволяет получать более глубокий слой без хрупкой нитридной зоны.
А. широко применяют в промышленности, в том числе для деталей, работающих при t до 500—600 °С (гильз цилиндров, коленчатых валов, шестерён, золотниковых пар, деталей топливной аппаратуры и др.).
Лит.: Минкевич А. Н., Химико-термическая обработка металлов и сплавов, 2 изд., М., 1965: Гуляев А. П..Металловедение, 4 изд., М., 1966.
Д. И. Браславский.
Макроструктура азотированного слоя железа при 650°C (увеличено в 500 раз).
Азо'тистая кислота', HNO2, одноосновная, нестойкая, довольно слабая кислота, существующая только в разбавленных холодных водных растворах. Структурная формула HO—N = О. Константа диссоциации А. к. 4,5×10-4 при 18°C. Образуется наряду с азотной кислотой при растворении NO2 в воде: 2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3. При нагревании и действии сильных кислот или окислителей А. к. разлагается с образованием окиси азота: 3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O. Восстановлением А. к. могут быть получены N2O,NO, NH2OH, NH3 и др. Соли А. к. (нитриты) получают восстановлением нитратов. Наиболее важное свойство А. к .— способность к диазотированию ароматических аминов. Поэтому в производстве азокрасителей широко применяют натрия нитрит NaNO2; при действии на эту соль кислот образуется свободная А. к.:
NaNO2+HCI = NaCI+HNO2.
А. к. и её соли при попадании внутрь ядовиты. Профессиональные отравления редки. Нитрит натрия применяют в медицине при стенокардии и спазмах сосудов головного мозга (см. Сосудорасширяющие средства).
Азотистоводородная кислота
Азотистоводоро'дная кислота', азоимид, HN3, соединение азота с водородом, бесцветная летучая жидкость с резким запахом. Структурная формула Н—N = N º N. Плотность 1130 кг/м3, tкип 37° С, tпл —80° С. Безводная А. к. при нагревании или при сотрясении сосуда взрывается, разлагаясь на азот и водород; в разбавленных водных растворах устойчива. В водных растворах А. к. диссоциирует на ионы Н+ и N-3, причём по силе она близка к уксусной. Помимо кислотной функции, для А. к. характерна и окислительная: смесь А. к. с крепкой соляной кислотой растворяет золото и платину, т. е. ведёт себя аналогично царской водке. А. к. получают действием на её соли разбавленной серной кислоты. Практическое применение имеют только соли А. к. — азиды.
Азо'тистое равнове'сие, состояние животного организма, при котором количество выводимого (с мочой и калом) азота равно количеству азота, получаемому с пищей. Взрослый организм в норме находится в состоянии А. р. Средняя потребность взрослого человека в азоте — 16 г в сутки, что соответствует 100 г белка. Если количество поступающего с пищей азота ниже белкового минимума, то организм начинает разрушать белки собственного тела и А. р. нарушается (отрицательный азотистый баланс: количество выводимого азота больше поступающего с пищей). Длительный недостаток белка (см. Голодание) ведёт к истощению. Растущий организм нуждается в положительном азотистом балансе, т. е. в превышении количества вводимого азота над количеством выводимого из организма.
Азотистоки'слые со'ли, соли азотистой кислоты HNO2. Более употребительное название А. с. — нитриты. См. также натрия нитрит.
Азо'тистые ипри'ты, см. Иприт.
Азо'тистый ангидри'д, N2O3 см. Азота окислы.
Азо'тная кислота', HNO3, одноосновная сильная кислота, при обычных условиях бесцветная жидкость; один из наиболее важных продуктов химической промышленности. Структурная формула:
Физические и химические свойства. Плотность безводной А. к. 1522 кг/м3, tпл — 41,15°С, tкип 84° С. С водой смешивается во всех отношениях, причём образует азеотропную смесь, содержащую 69,2% А. к. с tкип 121,8°C. Известны кристаллогидраты HNO3×H2O с tпл —37,85° С и HNO3×3H2O c tпл —18,5°С. В отсутствии воды А. к. неустойчива, разлагается на свету с выделением кислорода уже при обычных температурах (4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2), причём выделяющейся двуокисью азота окрашивается в жёлтый, а при высоких концентрациях NO2 — в красный цвет. А. к. — сильный окислитель, окисляет серу до серной кислоты, фосфор — до фосфорной кислоты. Только золото, тантал и некоторые платиновые металлы не реагируют с А. к. С большинством металлов А. к. взаимодействует преимущественно с выделением окислов азота: ЗСu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Некоторые металлы, например железо, хром, алюминий, легко растворяющиеся в разбавленной А. к., устойчивы к воздействию концентрированной А. к., что объясняется образованием на поверхности металла защитного слоя окисла. Такая особенность позволяет хранить и перевозить концентрированную А. к. в стальных ёмкостях. Смесь концентрированной А. к. и соляной кислоты (1:3), называется царской водкой, растворяет даже золото и платину. Органические соединения под действием А. к. окисляются или нитруются, причём в последнем случае остаток А. к. — нитрогруппа — NO2+ замещает в органических соединениях водород (см. Нитрование). Соли А. к. называютя нитратами, а соли с Na,K, Са, NO4+ также селитрами.
Получение и применение. В 13 в. было описано получение А. к. нагреванием калиевой селитры с квасцами, железным купоросом и глиной. В середине 17 в. И. Р. Глаубер предложил получать А. к. при умеренном (до 150°C) нагревании калиевой селитры с концентрированной серной кислотой: KNO3 + H2SO4 = HNO3 + KHSO4 До начала 20 в. этот способ применяли в промышленности, заменяя калиевую селитру более дешёвой природной чилийской селитрой NaNO3.
