Азотистая кислота существует либо в растворе, либо в газовой фазе. Она неустойчива и при нагревании распадается в парах:
2HNO2 «NO+NO2+Н2О
Водные растворы этой кислоты при нагревании разлагаются:
3HNO2«HNO3+H2O+2NO
Эта реакция обратимая, поэтому, хотя растворение NO2 и сопровождается образованием двух кислот: 2NO2 + Н2O=HNO2+HNO3
практически взаимодействием NO2 с водой получают HNO3:
3NO2+H2O=2HNO3+NO
По кислотным свойствам азотистая кислота лишь немного сильнее уксусной. Соли ее называются нитритами и в отличие от самой кислоты являются устойчивыми. Из растворов ее солей можно добавлением серной кислоты получить раствор HNO2:
Ba(NO2)2+H2SO4=2HNO2+BaSO4¯
На основе данных о ее соединениях предполагают два типа структуры азотистой кислоты:
Которым соответствуют нитриты и нитросоединения. Нитриты активных металлов имеют структуру I типа, а малоактивных металлов - II типа. Почти все соли этой кислоты хорошо растворимы, но нитрит серебра труднее всех. Все соли азотистой кислоты ядовиты. Для химической технологии важны KNO2 и NaNO2, которые необходимы для производства органических красителей. Обе соли получают из оксидов азота:
NO+NO2+NaOH=2NaNO2+Н2О или при нагревании их нитратов:
KNO3+Pb=KNO2+PbO
Pb необходим для связывания выделяющегося кислорода.
Из химических свойств HNO2 сильнее выражены окислительные, при этом сама она восстанавливается до NO:
Однако можно привести много примеров таких реакций, где азотистая кислота проявляет восстановительные свойства:
Определить присутствие азотистой кислоты и ее солей в растворе можно, если прибавить раствор иодида калия и крахмала. Нитрит-ион окисляет анион иода. Эта реакция требует присутствия Н+, т.е. протекает в кислой среде.
Азотная кислота
В лабораторных условиях
азотную кислоту можно получить
действием концентрированной серной кислоты на нитраты:
NaNO3+H2SO4(к)=NaHSO4+HNO3 Реакция протекает при слабом нагревании.
Получение азотной кислоты в промышленных масштабах
осуществляется каталитическим окислением аммиака кислородом воздуха:
1. Вначале смесь аммиака с воздухом пропускают над платиновым катализатором при 800°С. Аммиак окисляется до оксида азота (II):
4NH3 + 5O2=4NO+6Н2О
2 . При охлаждении происходит дальнейшее окисление NO до NO2: 2NO+O2=2NO2
3. Образующийся оксид азота (IV) растворяется в воде в присутствии избытка О2 с образованием HNO3: 4NO2+2Н2O+O2=4HNO3
Исходные продукты - аммиак и воздух - тщательно очищают от вредных примесей, отравляющих катализатор (сероводород, пыль, масла и т.п.).
Образующаяся кислота является разбавленной (40-60% -ной). Концентрированную азотную кислоту (96-98% -ную) получают перегонкой разбавленной кислоты в смеси с концентрированной серной кислотой. При этом испаряется только азотная кислота.
Физические свойства
Азотная кислота
- бесцветная жидкость, с едким запахом. Очень гигроскопична, «дымит» на воздухе, т.к. ее пары с влагой воздуха образуют капли тумана. Смешивается с водой в любых соотношениях. При -41,6°С переходит в кристаллическое состояние. Кипит при 82,6°С.
В HNO3 валентность азота равна 4, степень окисления +5. Структурную формулу азотной кислоты изображают так:
Оба атома кислорода, связанные только с азотом, равноценны: они находятся на одинаковом расстоянии от атома азота и несут каждый по половинному заряду электрона, т.е. четвертая часть азота разделена поровну между двумя атомами кислорода.
Электронную структуру азотной кислоты можно вывести так:
1. Атом водорода связывается с атомом кислорода ковалентной связью:
2. За счет неспаренного электрона атом кислорода образует ковалентную связь с атомом азота:
3. Два неспаренных электрона атома азота образуют ковалентную связь со вторым атомом кислорода:
4. Третий атом кислорода, возбуждаясь, образует свободную 2р-орбиталь путем спаривания электронов. Взаимодействие неподеленной пары азота со свободной орбиталью третьего атома кис-лорода приводит к образованию молекулы азотной кислоты:
Химические свойства
1. Разбавленная азотная кислота проявляет все свойства кислот. Она относится к сильным кислотам. В водных растворах диссоциирует:
HNO3«Н++NO-3 Под действием теплоты и на свету частично разлагается:
4HNO3=4NO2+2Н2O+O2 Поэтому хранят ее в прохладном и темном месте.
2. Для азотной кислоты характерны исключительно окислительные свойства. Важнейшим химическим свойством является взаимодействие почти со всеми металлами. Водород при этом никогда не выделяется. Восстановление азотной кислоты зависит от ее концентрации и природы восстановителя. Степень окисления азота в продуктах восстановления находится в интервале от +4 до -3:
HN+5O3 ®N+4O2®HN+3O2 ®N+2O®N+12O®N02®N-3H4NO3
Продукты восстановления при взаимодействии азотной кислоты разной концентрации с металлами разной активности приведены ниже в схеме.
Концентрированная азотная кислота при обычной температуре не взаимодействует с алюминием, хромом, железом. Она переводит их в пассивное состояние. На поверхности образуется пленка оксидов, которая непроницаема для концентрированной кислоты.
Примеры:
3. Азотная кислота не реагирует с Pt, Rh, Ir, Та, Au. Платина и золото растворяются в «царской водке» - смеси 3 объемов концентрированной соляной кислоты и 1 объема концентрированной азотной кислоты:
Au+НNO3+3НСl= AuСl3+NO+2Н2О НСl+AuСl3=H
3Pt+4HNO3+12НСl=3PtCl4+4NO+8H2O 2HCl+PtCl4=H2
Действие «царской водки» заключается в том, что азотная кислота окисляет соляную до свободного хлора:
HNO3+HCl=Сl2+2Н2О+NOCl 2NOCl=2NO+Сl2 Выделяющийся хлор соединяется с металлами.
4. Неметаллы окисляются азотной кислотой до соответствующих кислот, а она в зависимости от концентрации восстанавливается до NO или NO2:
S+бНNO3(конц)=H2SO4+6NO2+2Н2ОР+5НNO3(конц)=Н3РO4+5NO2+Н2О I2+10HNO3(конц)=2HIO3+10NO2+4Н2О 3Р+5HNO3(pазб)+2Н2О= 3Н3РО4+5NO
5. Она также взаимодействует с органическими соединениями.
Соли азотной кислоты называются нитратами, представляют собой кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Их получают при действии HNO3 на металлы, их оксиды и гидрокси-ды. Нитраты калия, натрия, аммония и кальция называются селитрами. Селитры используются главным образом как минеральные азотные удобрения. Кроме того, KNO3 применяют для приготовления черного пороха (смесь 75% KNO3, 15% С и 10% S). Из NH4NO3, порошка алюминия и тринитротолуола изготавливают взрывчатое вещество аммонал.
Соли азотной кислоты при нагревании разлагаются, причем продукты разложения зависят от положения солеобразующего металла в ряду стандартных электродных потенциалов:
Разложение при нагревании (термолиз) - важное свойство солей азотной кислоты.
2KNO3=2KNO2+O2
2Cu(NO3)2=2CuO+NO2+O2
Соли металлов, расположенных в ряду левее Mg, образуют нитриты и кислород, от Mg до Cu - оксид металла, NO2 и кислород, после Си - свободный металл, NO2 и кислород.
Применение
Азотная кислота - важнейший продукт химической промышленности. Большие количества расходуются на приготовление азотных удобрений, взрывчатых веществ, красителей, пластмасс, искусственных волокон и др. материалов. Дымящая азотная кислота применяется в ракетной технике в качестве окислителя ракетного топлива.
Каждый из нас хоть раз в жизни сталкивался с неприятными последствиями употребления продуктов с нитратами. Для кого-то такая встреча продолжилась легким кишечным расстройством, а кто-то умудрился попасть в больницу и еще долгое время с опаской взирал на любые фрукты и овощи, купленные на рынке. Околонаучный подход и недостаточная информированность делают из селитры монстра, способного даже на убийство, однако стоит познакомиться с данными понятиями поближе.
Нитраты и нитриты
Нитриты - это соли азотной кислоты, имеющие вид кристаллов. Они хорошо растворяются в воде, особенно в горячей. В промышленных масштабах их получают при поглощении нитрозного газа. Используются для получения красителей, как окислитель в текстильной и металлообрабатывающей промышленности, как консервант.
Роль нитратов в жизни растений
Одним из четырех основных элементов, составляющих живой организм, является азот. Он необходим для синтеза белковых молекул. Нитраты - это молекулы солей, которые содержат необходимое растению количество азота. Поглощаясь клеткой, соли восстанавливаются до нитритов. Последние, в свою очередь, по цепи химических превращений доходят до аммиака. А он, в свою очередь, необходим для образования хлорофилла.
Естественные источники нитратов
Основным источником нитратов в природе является сама почва. Когда органические вещества, которые в ней содержатся, минерализируются - образуются нитраты. Скорость этого процесса зависит от характера землепользования, погоды и вида почвы. В земле не содержится много азота, поэтому экологи не беспокоятся из-за образования значительного количества нитратов. Тем более что сельскохозяйственные работы (боронование, дискование, постоянное использование минеральных удобрений) уменьшают количество органического азота.
Антропогенные источники
Условно антропогенные источники можно разделить на сельскохозяйственные, индустриальные и коммунальные. К первой категории относятся удобрения и отходы животноводства, ко второй - промышленные сточные воды и отходы производств. Их влияние на загрязнение окружающей среды неодинаково и зависит от специфики каждого конкретного региона.
Определение нитратов в органических материалах дало такие результаты:
Больше 50 процентов - это результат уборочной кампании;
- около 20 процентов - навоз;
- к 18 процентам приближаются городские коммунальные отходы;
- все остальное - это промышленный мусор.
Наиболее серьезный вред наносят азотные удобрения, которые вносятся в почву для увеличения урожая. Разложение нитратов в почве и растениях образует достаточное количество нитритов для пищевого отравления. Интенсификация сельского хозяйства только усугубляет эту проблему. Наиболее высокий уровень нитратов замечают в магистральных водостоках, которые собирают воду после полива.
Воздействие на организм человека
Нитраты и нитриты впервые скомпрометировали себя в середине семидесятых годов. Тогда в Средней Азии врачи зафиксировали вспышку В процессе расследования было выяснено, что фрукты обрабатывали и, видимо, немного перестарались. После этого случая химики и биологи вплотную занялись изучением взаимодействия нитратов с живыми организмами, в частности человеком.
- В крови нитраты взаимодействуют с гемоглобином и окисляют входящее в его состав железо. Так образуется метгемоглобин, который не может переносить кислород. Это приводит к нарушению клеточного дыхания и окислению
- Нарушая гомеостаз, нитраты способствуют росту вредной микрофлоры в кишечнике.
- В растениях нитраты снижают содержание витаминов.
- Передозировка нитратами может привести к прерыванию беременности или к нарушению сексуальной функции.
- При хроническом отравлении нитратами наблюдается снижение количества йода и компенсаторное увеличение щитовидной железы.
- Нитраты - это триггерный фактор для развития опухолей пищеварительной системы.
- Большая доза нитратов одномоментно способна привести к коллапсу из-за резкого расширения мелких сосудов.
Метаболизм нитратов в организме
Нитраты - это производные аммиака, которые, попадая в живой организм, встраиваются в обмен веществ и изменяют его. В небольших количествах они не вызывают беспокойства. С пищей и водой нитраты всасываются в кишечнике, проходят с током крови через печень и выводятся из организма почками. Кроме того, у кормящих матерей нитраты попадают в грудное молоко.
В процессе метаболизма нитраты превращаются в нитриты, окисляют молекулы железа в гемоглобине и нарушают дыхательную цепь. Для того чтобы образовалось двадцать грамм метгемоглобина, достаточно всего одного миллиграмма В норме концентрация метгемоглобина в плазме крови не должна превышать пары процентов. Если этот показатель поднимается выше тридцати, наблюдается отравление, если выше пятидесяти - это практически всегда смертельно.
Для контроля над уровнем метгемоглобина в организме есть метгемоглобинредуктаза. Это печеночный фермент, который вырабатывается в организме, начиная с трех месяцев жизни.
Допустимая норма нитратов
Конечно, идеальный вариант для человека - избегать попадания нитратов и нитритов в организм, но в реальной жизни так не бывает. Поэтому врачи санитарно-эпидемиологической станции установили нормы этих веществ, которые не смогут повредить организму.
Для взрослого человека с весом более семидесяти килограмм допустимой считается доза в 5 миллиграмм на килограмм веса. Без серьезных последствий для здоровья взрослый может проглотить до половины грамма нитратов. У детей этот показатель более усредненный - 50 миллиграмм, независимо от веса и возраста. В то же время грудному ребенку для отравления будет достаточно и пятой части от этой дозы.
Пути проникновения
Получить отравление нитратами можно алиментарным путем, то есть через пищу, воду и даже лекарства (если в их состав входят соли нитратов). Больше половины суточной дозы нитратов попадает в человека со свежими овощами и консервами. Оставшаяся доза поступает из выпечки, молочных продуктов и воды. Кроме того, незначительная часть нитратов является продуктами обмена веществ и образуется эндогенно.
Нитраты в воде - это повод для отдельного разговора. Она - универсальный растворитель, следовательно, в ней содержатся не только полезные минералы и микроэлементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека, но и токсины, яды, бактерии, гельминты, которые являются возбудителями опасных болезней. По данным Всемирной организации здравоохранения, из-за некачественной воды каждый год заболевает около двух миллиардов человек, а умирает из них более трех миллионов.
Химические удобрения, содержащие просачиваются через почву и попадают в подземные озера. Это приводит к накоплению нитратов, и иногда их количество достигает двухсот миллиграмм на литр. Артезианская вода чище, так как добывается из более глубоких слоев, но и в нее могут попасть токсины. Жители сельской местности вместе с колодезной водой ежедневно получают по восемьдесят миллиграмм нитратов из каждого литра выпитой воды.
Кроме того, содержание нитратов в табаке достаточно высоко, чтобы у курильщиков с большим стажем вызвать хроническое отравление. Это еще один довод в пользу борьбы с вредной привычкой.
Нитраты в продуктах
Во время кулинарной обработки продуктов количество нитратов в них существенно снижается, но в то же время нарушение правил хранения может привести к обратному эффекту. Нитриты, наиболее токсичные для человека вещества, образуются при температуре от десяти до тридцати пяти градусов, особенно если место хранения продуктов плохо вентилируется, а на овощах есть повреждения или они начали гнить. Нитриты образуются и в размороженных овощах, с другой стороны, глубокая заморозка предотвращает образование нитритов и нитратов.
При оптимальных условиях хранения можно снизить количество селитры в продуктах до пятидесяти процентов.
Отравление нитратами
Посинение губ, лица, ногтей;
- тошнота и рвота, могут быть боли в животе;
- желтушность белков глаз, стул с кровью;
- головная боль и сонливость;
- заметная одышка, сердцебиение и даже потеря сознания.
Чувствительность к этому яду проявляется сильнее в условиях гипоксии, например высоко в горах либо при отравлении угарным газом или сильном алкогольном опьянении. Нитраты попадают в кишечник, где естественная микрофлора метаболизирует их до нитритов. Нитриты всасываются в системный кровоток и влияют на гемоглобин. Первые признаки отравления можно заменить уже через час при большой начальной дозе или через шесть часов, если количество нитратов было невелико.
Следует помнить, что острое отравление нитратами по своим проявлениям похоже на алкогольную интоксикацию.
Невозможно отделить нашу жизнь от нитратов, потому что это скажется на всех сферах жизни человека: от питания до производства. Однако можно попытаться оградить себя от чрезмерного их потребления, соблюдая простые правила:
Мыть овощи и фрукты перед употреблением;
- хранить продукты в холодильниках или в специально оборудованных помещениях;
- пить очищенную воду.
Алгоритм составления уравнений реакций металлов с азотной кислотой.
Пример взаимодействия: 1. Опираясь на таблицу взаимодействия металлов с азотной кислотой (с. 125), определите преимущественный продукт восстановления HNO 3 и обозначьте степень окисления отдельных элементов в составе реагентов. 2. Определите и обозначьте степени окисления атомов отдельных элементов в составе реагентов и продуктов реакции, указав окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления. 3. Составьте схему электронного баланса и определите коэффициенты для окислителя и восстановителя. Выявите соотношение молекул кислоты и атомов металла, участвующих в окислительно-восстановительном процессе. 4. Определите число молекул кислоты, нужное для солеобразования, учитывая, что все вступившие в реакцию атомы металла (в виде ионов) войдут в состав соли - нитрата этого металла. 5. Завершите расстановку коэффициентов, проверив правильность уравнения реакции.
Соли азотной кислоты
Соли азотной кислоты - нитраты . Нитраты щелочных металлов, кальция и аммония имеют еще название селитры (например, аммиачная селитра - NH 4 NO 3 , калийная селитра - KNO 3 и др.). Нитраты получаются при взаимодействии азотной кислоты с металлами, оксидами металлов, основаниями, аммиаком, а также с некоторыми солями.
Задание. Приведите конкретные примеры получения нитратов и запишите уравнения возможных реакций.
Физические и химические свойства нитратов. Нитраты - твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде (см. таблицу растворимости).
1. Нитраты как вещества с ионной кристаллической решеткой - сильные электролиты, полностью диссоциированные в воде, например:
В водных растворах они проявляют общие свойства солей :
Cu(NO 3) 2 + 2КОН = Cu(OH) 2 ↓ + 2KNO 3
Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2 ↓
Задание. Запишите полные и сокращенные ионные уравнения реакций отражающих свойства нитратов как электролитов.
2. Нитраты, подобно азотной кислоте, будучи ее производными, проявляют ряд специфических свойств как окислители . При нагревании твердые нитраты разлагаются с выделением кислорода.
В зависимости от характера металлов, входящих в состав нитратов, реакции их разложения протекают по-разному. Распределим соли в соответствии с положением в ряду активности входящих в их состав металлов и обозначим продукты реакции.
Качественные реакции на азотную кислоту и ее соли.
Качественная реакция на нитрат-ион
(т. е. на растворы азотной кислоты и ее солей). В пробирку с исследуемым веществом добавляют медные стружки, приливают концентрированную серную кислоту и нагревают. Выделение бурого газа оксида азота (IV) NO, свидетельствует о наличии нитрат-иона. Качественная реакция на твердые нитраты.
Щепотку соли бросают в огонь горелки. Если эта соль - нитрат, то происходит яркая вспышка вследствие ее разложения и выделения кислорода.
Применение азотной кислоты и ее солей. Азотная кислота является одним из крупнотоннажных и важных продуктов химической промышленности. Она широко применяется для производства удобрений, бездымного пороха, взрывчатых веществ (нитроглицерина, динамита и др.), лекарств, красителей, пластмасс. Нитраты также находят широкое применение. Селитра в большом количестве используется для получения некоторых оксидов металлов. Аммонийная селитра - хорошее удобрение. Кроме этого, из нее изготавливают взрывчатые смеси - аммоналы, применяемые при взрывных работах.
На легкости выделения нитратами кислорода основано их применение в пиротехнике (в том числе в фейерверках).
Основные понятия
Строение молекулы азотной кислоты Свойства HNO 3 Особенности взаимодействия HNO 3 с металлами Правила обращения с азотной кислотой Нитраты Селитра Свойства нитратов Применение азотной кислоты и нитратов
Вопросы и задания
1. Охарактеризуйте физические свойства азотной кислоты и правила безопасного обращения с ней.
2. Охарактеризуйте свойства нитратов как представителей класса солей. Раскройте их с позиции теории электролитов.
3. Какие отличительные признаки присущи нитратам как производным азотной кислоты? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
4. С какими из перечисленных веществ будет реагировать разбавленная азотная кислота: карбонат кальция, оксид магния, золото, оксид серы (IV), медь, гидроксид натрия? Запишите уравнения возможных реакций.
5. Напишите уравнения реакций следующих превращений:
6. В трех склянках без этикеток находятся белые кристаллические вещества: нитрат натрия, нитрат аммония и сульфат аммония. Как распознать каждое из веществ? Составьте план распознавания и запишите уравнения реакций.
7. Черный порох представляет собой смесь нитрата калия, угля и серы. Какие реакции протекают при горении пороха, если продуктами этого процесса являются сульфид калия, углекислый газ и молекулярный азот? Составьте уравнения реакций горения. Какой объем газов выделится при сгорании 169 г черного пороха?
8. Как происходит реакция между концентрированной азотной кислотой и серебром? Запишите уравнение реакции и раскройте ее суть.
9. Придумайте кроссворд, ребус или загадки по теме.
«Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не памятью»Л. Н. Толстой
Это вещество было описано арабским химиком в VIII веке Джабиром ибн Хайяном (Гебер) в его труде «Ямщик мудрости», а с ХV века это вещество добывалось для производственных целей- Благодаря этому веществу русский учёный В.Ф. Петрушевский в 1866 году впервые получил динамит.
Это вещество является компонентом ракетного топлива, его использовали для двигателя первого в мире советского реактивного самолёта БИ – 1
Это вещество – прародитель большинства взрывчатых веществ (например, тротила, или тола)
Это вещество в смеси с соляной кислотой растворяет платину и золото, признанное «царём» металлов. Сама смесь, состоящая из 1-ого объёма этого вещества и 3-ёх объёмов соляной кислоты, называется «царской водкой».
Её величество
Азотная кислотаЯконюк Вера Сергеевна учитель химии МОУ Знаменская СОШ
Урок химии 9класс
Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса:
4KNO3 + 2(FeSO4 · 7H2O) (t°) → Fe2O3 + 2K2SO4 + 2HNO3 + NO2 + 13H2O
Чистую азотную кислоту получил впервые Иоганн Рудольф Глаубер, действуя на селитру концентрированной серной кислотой:KNO3 + H2SO4(конц.) (t°) → KHSO4 + HNO3
Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды
Историческая справка
Опытным путем доказано, что двойная связь равномерно распределена между двумя атомами кислорода. Степень окисления азота в азотной кислоте равна +5, а валентность (обратите внимание) равна четырем, ибо имеются только четыре общие электронные пары. Связь – ковалентная полярная.
Кристаллическая решетка – молекулярнаяСтроение
Получение HNO3
при этом получается дымящая азотная кислота
1. Окисления аммиaка в NO в присутствии платино-родиевого
катализатора:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O3. Поглощения NO2 водой в присутствии кислорода:
4NO2 + 2H2O + O2= 4HNO3
Массовая доля HNO3 составляет около 60%
2. Окисления NO в NO2 на холоду под давлением (10 ат):
2NO + O2 = 2NO2
Физические
свойствабесцветная
жидкость
tпл=-41,60C
tкип=82,60C
неограниченно
смешивается
с водой
летучая –
на воздухе
« дымит»
Конц. азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет,
Слайд №10
Слайд №11
Группа №1 CuO + 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O -
CuO + 2H+ + 2 NO3- = Cu2+ + 2 NO3- + H2O
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
Группа №2 CuCl2 + 2 NaOH = Cu(OH)2↓ + 2 NaCl
(получение нерастворимого основания)
Cu(OH)2 ↓+ 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 H2O -
реакция ионного обмена, необратимая
Cu(OH)2 ↓ + 2H+ + 2 NO3- = Cu2+ + 2 NO3- + 2 H2O
Cu(OH)2↓ + 2H+ = Cu2+ + 2 H2O
Признак реакции – растворение голубого осадка Cu(OH)2Группа №3 2 HNO3 + Na2CO3 = 2 NaNO3 + H2O + CO2 -
реакция ионного обмена, необратимая
2 H+ + 2NO3- + 2 Na+ + CO3 2- = 2 Na+ +NO3- + H2O + CO2
2 H+ + CO3 2- = H2O + CO2
Признак реакции – характерное «вскипание».
Слайд №12
Слайд №13
Слайд №14
Взаимодействие азотной кислоты с металлами изучено довольно хорошо, т.к. конц. HNO3 используется в качестве окислителя ракетного топлива. Смысл заключается в том, что продукты реакции зависят от двух факторов:
1) концентрация азотной кислоты;
2) активность металла
Комбинацией этих двух параметров и определяется состав продуктов реакции.
Что может быть?
а) металл может вступать в реакцию, а может не вступать (не реагировать вообще, пассивироваться);
б) состав газов смешанный (как правило выделяется не один газообразный продукт, а смесь газов, иногда какой-то газ преобладает над другими);
в) обычно водород в этих процессах не выделяется (есть исключение, когда на практике доказывается, что Mn + разб. HNO3 действительно выделяется газ водород)
Главное правило: Чем активнее металл и чем разбавленнее азотная кислота, тем глубже идёт восстановление азотной кислоты (крайний вариант - восстановление до амммиака NH3, точнее до NH4NO3 ; здесь процесс воссстановления N{+5} + 8e --> N{-3}). Возможны промежуточные варианты восстановления до NO2, NO, N2O, N2
Общая схема процесса:
HNO3 + Me -> соль азотной кислоты (нитрат) + продукт восстановления азотной кислоты + H2O
Слайд №15
Взаимодействие с металлами:
При взаимодействии с металлами образуются нитрат, вода и третий продукт по схеме:
HNO3(р.)+Me(до H2)→нитрат+H2O+NH3(NH4NO3)
HNO3(р.)+Me(после H2)→нитрат+H2O+NO
HNO3(к.)+Me(до H2)→нитрат+H2O+N2O(N2)
HNO3(к.)+Me(после H2)→нитрат+H2O+NO2
Концентрированная HNO3 на Al, Cr, Fe,Au, Pt не действует.
Слайд №16
Активные металлы
Li Na …….ZnМеталлы средней активности
Cr………..Sn
Металлы малоактивные и неактивные
Pb…………..Ag
Благородные металлы
Au Pt Os Ir
Конц
HNO3
очень раз
HNO3
очень
Раз
HNO3
Раств. только в царской водке-смеси 3об.HCl
B 1об. HNO3
N2O или N2, NO2
Не реагируют
NO2,
,NO,N2O,NH3
NO2,
,NO,
N2O,
NH3
P.S концентрированная HNO3 >60%
разбавленная HNO3 = 30-60%
очень разбавленная HNO3 < 30%
на холоде: железо, хром, алюминий пассивирует
Взаимодействие с металлами
Слайд №17
Производство азотных и комбинированных удобрений,- производство азотных и комбинированных удобрений,
-взрывчатых веществ (тринитротолуола и др.),
-органических красителей.
-как окислитель ракетного топлива.
- В металлургии Азотная кислота применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота и серебра.
Слайд №18
Вдыхание паров Азотная кислота приводит к отравлению, попадание Азотная кислота (особенно концентрированной) на кожу вызывает ожоги. Предельно допустимое содержание Азотная кислота в воздухе промышленных помещений равно 50 мг/м3 в пересчёте на N2O5 Концентрированная Азотная кислота при соприкосновении с органическими веществами
вызывает пожары и взрывы
Слайд №19
Степень окисления азота в HNO3 а)-3 б)0 в)+5 г)+4Степень окисления азота в HNO3 а)-3 б)0 в)+5 г)+4
При хранении на свету HNO3 а) краснеет б) желтеет в) остается бесцветной
При взаимодействии с металлами азотная кислота является: а)окислителем, б)восстановителем, в)и тем, и другим.
Азотная кислота в растворе не реагирует с веществом, формула которого:
а) CO2 ; б) NaOH; в) Al(OH)3 ; г) NH3 .
Царская водка- это а)концентрированный спирт б)3 объема HCl и 1 объем HNO3
в) концентрированная азотная кислота