Азотная кислота

Азотная кислота

Соли азотной кислоты

1. Состав. Строение. Физические свойства

2. Классификация

3. Получение азотной кислоты

4. Химические свойства

5. Применение

Тест

HNO3

O

H

O

N

O

—

—

+5

IV

Состав. Строение. Свойства.

Степень окисления азота

Валентность азота

Химическая связь

Ковалентная полярная

Азотная кислота – бесцветная гигроскопичная жидкость, c резким запахом, «дымит» на воздухе, неограниченно растворимая в воде. tкип. = 83?C.. При хранении на свету разлагается на оксид азота (IV), кислород и воду, приобретая желтоватый цвет: 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O Азотная кислота ядовита.

При разложении азотной кислоты выделяется кислород, поэтому скипидар

вспыхивает.

Азотная кислота (HNO3) Классификация

Азотная кислота по:

Наличию кислорода: основности: растворимости в воде: летучести: степени электролитической диссоциации:

Кислородсодержащая

Одноосновная

Растворимая

Летучая

Сильная

NH3 NO NO2 HNO3

4NH3+ 5O2 = 4NO + 6H2O

2NO+O2 = 2NO2

4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3

Получение азотной кислоты в промышленности

1. Контактное окисление аммиака до оксида азота (II):

2. Окисление оксида азота (II) в оксид азота (IV):

3. Адсорбция (поглощение) оксида азота (IV) водой при избытке кислорода

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3

В лаборатории азотную кислоту получают действием концентрированной серной кислоты на нитраты при слабом нагревании.

Составьте уравнение реакции получения азотной кислоты.

Химические свойства азотной кислоты

1. Типичные свойства кислот

2. Взаимодействие азотной кислоты с металлами

3. Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами

Химические свойства азотной кислоты

Азотная кислота проявляет все типичные свойства кислот. Перечислите свойства характерные для кислот.

Кислоты взаимодействуют с основными и амфотерными оксидами, с основаниями, амфотерными гидроксидами, с солями.

Составьте уравнения реакций азотной кислоты:

1

С оксидом меди (II), оксидом алюминия;

C гидроксидом натрия, гидроксидом цинка;

2

C карбонатом аммония, силикатом натрия.

3

3

Рассмотрите реакции с т. зр. ТЭД. Дайте названия полученным веществам. Определите тип реакции.

2HNO3 + CuO = Cu(NO3)2 + H2O

2H+ + 2NO3– + CuO = Cu2+ + 2NO3– + H2O

2H+ + CuO = Cu2+ + H2O

6HNO3 + Al2O3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O

6H+ + 6NO3– + Al2O3 = 2Al3+ + 6NO3– + 3H2O

6H+ + Al2O3 = 2Al3+ + 3H2O

HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O

H+ + NO3– + Na+ + OH– = Na+ + NO3– + H2O

H+ + OH– = H2O

2HNO3 + Zn(OH)2 = Zn(NO3)2 + 2H2O

2H+ + 2NO3– + Zn(OH)2 = Zn2+ +2NO3– + 2H2O

2H+ + Zn(OH)2 = Zn2+ + 2H2O

1

2

2HNO3 + (NH4)2CO3 = 2NH4NO3 +

CO2 + H2O.

2H+ + CO22– = ?CO2 + H2O

2HNO3 + Na2SiO3 = ?H2SiO3 + 2NaNO3

2H+ + 2NO3– + 2Na+ + SiO32– = ?H2SiO3 + 2Na+ + 2NO3–

2H+ + SiO32– = ?H2SiO3

3

2H+ + 2NO3– + 2NH4+ + CO22– = 2NH4+ +2NO3– + ?CO2 + H2O

Активные кислоты вытесняют слабые летучие или нерастворимые кислоты из растворов солей.

Взаимодействие азотной кислоты с металлами

Как реагируют металлы с растворами кислот?

Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из кислот. Металлы, стоящие после водорода из кислот его не вытесняют, т.е. не взаимодействуют с кислотами, не растворяются в них.

Особенности взаимодействия азотной кислоты с металлами:

1. Ни один металл никогда не выделяет из азотной кислоты водород. Выделяются разнообразные соединения азота: N+4O2, N+2O, N2+1O, N20, N–3H3 (NH4NO3)

N–3H4+

N20

N2+1O

N+2O

N+4O2

2. С азотной кислотой реагируют металлы, стоящие до и после водорода в ряду активности.

Опыт

Опыт

3. Азотная кислота не взаимодействует с Au, Pt

4. Концентрированная азотная кислота пассивирует металлы: Al, Fe, Be, Cr, Ni, Pb и другие (за счет образования плотной оксидной пленки). При нагревании и при разбавлении азотной кислоты данные металлы в ней растворяются.

Опыт

Концентрация кислоты

Активность металлов

Окислительные свойства азотной кислоты

4HN+5O3 + Hg0 = Hg+2(NO3)2 + 2N+4O2 + 2H2O

N+5 + 1e ? N+4 1 2 Hg0 – 2e ? Hg+2 2 1

HNO3 (за счет N+5) – окислитель, процесс восстановления; hg0– восстановитель, процесс окисления.

Составьте уравнение реакции взаимодействия концентрированной азотной кислоты с ртутью. Рассмотрите реакцию с т. зр. ОВР.

Допишите схемы реакций:

1) hno3(конц.) + Cu ? cu(no3)2 + … + H2O

2) hno3(разб.) + Cu ? cu(no3)2 + … + H2O

Рассмотрите превращения в свете ОВР

1) hn+5o3(конц.) + Cu0 = cu+2(no3)2 + N+4O2 + H2O

4

2

2

N+5 + 1e ? N+4 1 2 Cu0 – 2e ? Cu+2 2 1

2) hn+5o3(конц.) + Cu0 = cu+2(no3)2 + N+2O + H2O

8

3

3

2

4

N+5 + 3e ? N+2 3 2 Cu0 – 2e ? Cu+2 2 3

Окислитель

Восстановление

Восстановитель

Окисление

Окислитель

Восстановление

Восстановитель

Окисление

Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами

Азотная кислота как сильный окислитель

Окисляет неметаллы до соответствующих кислот. Концентрированная (более 60%) азотная кислота восстанавливается до NO2 , а если концентрация кислоты (15 – 20%), то до NO.

4

2

4

Hno3 + с ? сo2 + h2o + no2

Опыт

N+5 + 1e ? N+4 1 4 С0 – 4e ? С+4 4 1

5

HNO3 + P ? H3PO4 + NO2 + H2O

5

Опыт

N+5 + 1e ? N+4 1 5 P0 – 5e ? P+5 5 1

5

HNO3 + P + H2O ? H3PO4 + NO

3

2

3

5

N+5 + 3e ? N+2 3 5 P0 – 5e ? P+5 5 3

Расставьте в схемах коэффициенты методом электронного баланса.

HNO3 (за счет N+5) – окислитель, пр. Восстановления C – восстановитель, процесс окисления

HNO3 (за счет N+5) – окислитель, пр. Восстановления P – восстановитель, процесс окисления

HNO3 (за счет N+5) – окислитель, пр. Восстановления P – восстановитель, процесс окисления

Взаимодействие азотной кислоты с углем

Взаимодействие азотной кислоты с белым фосфором

Применение азотной кислоты

1

2

3

4

5

6

7

Производство азотных и комплексных удобрений.

Производство взрывчатых веществ

Производство красителей

Производство лекарств

Производство пленок, нитролаков, нитроэмалей

Производство искусственных волокон

Как компонент нитрующей смеси, для траления металлов в металлургии

Соли азотной кислоты

Как называются соли азотной кислоты?

Нитраты

Нитраты K, Na, NH4+ называют селитрами

KNO3

NaNO3

NH4NO3

Нитраты – белые кристаллические вещества. Сильные электролиты, в растворах полностью диссоциируют на ионы. Вступают в реакции обмена.

Каким способом можно определить нитрат-ион в растворе?

К соли (содержащей нитрат-ион) добавляют серную кислоту и медь. Смесь слегка подогревают. Выделение бурого газа (NO2) указывает на наличие нитрат-иона.

Составьте формулы перечисленных солей.

Нитрат калия (калиевая селитра)

Бесцветные кристаллы Значительно менее гигроскопична по сравнению с натриевой, поэтому широко применя-ется в пиротехнике как окислитель. При нагревании выше 334,5?С плавится, выше этой температуры разлагается с выделением кислорода.

Нитрат натрия

Применяется как удобрение; в стекольной, металлообрабатываю-щей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесей.

Нитрат аммония

Кристаллическое вещество белого цвета. Температура плавления 169,6 °C, при нагреве выше этой температуры начинается постепенное разложение вещества, а при температуре 210°С происходит полное разложение.

2NaNO3 = 2NaNO2 + O2

2Pb(NO3)2= 2PbO + 4NO2 + O2

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

При нагревании нитраты разлагаются тем полнее, чем правее в электрохимическом ряду напряжений стоит металл, образующий соль.

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Sn Pb Cu Ag Hg Au

Составьте уравнения реакций разложения нитрата натрия, нитрата свинца, нитрата серебра.

Ме + NO2 + O2

нитрит + О2

Оксид металла + NO2 + O2

А

Б

А

В

Б

В

7. Азотную кислоту получают в три стадии, окисляя атом азота по следующей схеме: А) N–3 ?N+2 ?N+4 ? N+5 Б) N–3 ?N0 ?N+4 ? N+5 В) N0 ?N+2 ?N+4 ? N+5

А

1. Степень окисления азота в азотной кислоте равна: А) +5; Б) +4; В) -3.

2. При взаимодействии с какими веществами азотная кислота проявляет особые свойства, отличающие её от других кислот: А) основными оксидами; Б) металлами; В) основаниями.

3. В окислительно-восстановительной реакции азотная кислота может участвовать в качестве: А) окислителя; Б) восстановителя; В) окислителя и восстановителя.

4. Какое из данных соединений азота называют чилийской селитрой: А) нитрат калия; Б) нитрат кальция; В) нитрат натрия;

5. Запишите уравнение взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой . Коэффициент перед формулой кислоты равен: А) 2; Б) 4; В) 1.

6. Какое из перечисленных веществ не реагирует с разбавленной азотной кислотой: А) медь; Б) гидроксид натрия; В) бромид натрия.