Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Схема – конспект, розробка учителя хімії ЗОШ № 13, Хурси Ю.П.
Нітратна кислота
І. Склад і будова молекули нітратної кислоти:
зв’язок
+ +5 - 2 зв’язок
HNO3
молекулярна структурна електронна
формула формула формула
Валентність Нітрогену – IV
Ступінь окиснення Нітрогену – (+5)
Mr (HNO3) = 63
ІІ. Фізичні властивості нітратної кислоти:
Безбарвна рідина, жовтіє при зберіганні, має різкий запах; вибухонебезпечна, „димить”: = 1,5 г/см3, tкип. = 86 0С, tзамерз. = – 41 0С.
ІІІ. Хімічні властивості нітратної кислоти:
|
A. Загальні з іншими кислотами |
||||||
|
1. Дисоціація (Н+ змінює колір індикатору): |
||||||
|
HNO3 Н+ + NO3– |
||||||
|
2. Реагує з основними оксидами: |
||||||
|
CuO + 2HNO3 → Cu (NO3)2 + Н2О |
||||||
|
CuO + 2H+ → Cu2+ + Н2О |
||||||
|
3. Реагує з основами: |
||||||
|
а) розчинними у воді (лугами): |
||||||
|
NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O |
||||||
|
H+ + OH– → H2O (реакція нейтралізації) |
||||||
|
б) нерозчинними у воді основами: |
||||||
|
Fe (OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O |
||||||
|
Fe (OH)3 + 3H+ → Fe3+ + 3H2O (реакція нейтралізації) |
||||||
|
4. Реагує із солями більш слабких і більш летючих кислот: |
||||||
|
Na2CO3 + 2HNO3 → 2NaNO3 + CO2↑ + H2O |
||||||
|
CO32– + 2H+ → CO2↑ + H2O |
||||||
|
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O |
||||||
|
CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + CO2↑ + H2O |
||||||
|
Б. Специфічні властивості нітратної кислоти. |
||||||
|
1. Розкладання: |
||||||
|
+5 –2 t, hν +4 0 4HNO3 –––→ 4NO2 + O2 + 2H2O бурий газ |
||||||
|
2O–2 – 4 е– → O20 │1 відновник N+5 + 1 е– → N+4 │4 окисник |
||||||
|
2. HNO3(конц) – сильний окисник |
||||||
|
Руйнує білки, забарвлює продукти взаємодії в яскраво-жовтий колір; скипидар і деревні ошурки в концентрованій нітратній кислоті спалахують |
||||||
|
3. Взаємодія нітратної кислоти з металами: |
||||||
|
а) З активними (Ca, Mg, Zn) |
||||||
|
+2 Якщо кислота концентрована (виділяється NO↑ ) |
||||||
|
0 +5 +2 +2 3Mg + 8HNO3 → 3Mg (NO3)2 + 4Н2О + 2NO↑ |
||||||
|
Mg0 – 2 е– → Mg+2 │3 відновник N+5 + 3 е– → N+2 │2 окисник |
||||||
|
+ 0 Якщо кислота розведена (виділяється N2O↑ або N2↑) |
||||||
|
0 +5 +2 + 4Mg + 10HNO3 → 4Mg (NO3)2 + 5Н2О + N2O↑ |
||||||
|
Mg0 – 2 е– → Mg+2 │4 відновник 2N+5 + 8 е– → 2N+ │1 окисник краще брати Ni i Fe |
||||||
|
–3 –3 +5 Якщо кислота сильно розведена (виділяється NН3↑ або NН4NO3) |
||||||
|
0 +5 +2 –3 4Mg + 10HNO3 → 4Mg (NO3)2 + 3Н2О + NН4NO3 |
||||||
|
Mg0 – 2 е– → Mg+2 │4 відновник N+5 + 8 е– → N–3 │1 окисник |
||||||
|
б) З металами середньої активності (Ni, Fe, Cr) |
||||||
|
Якщо кислота концентрована (реакція не відбувається!!!, так як кислота виявляє пасивуючу дію на ці метали) |
||||||
|
Якщо кислота не дуже розведена, можуть виділятися → NO2, NO, N2O: |
||||||
|
0 +5 +2 +4 Fe + 4HNO3 → Fe (NO3)2 + 2Н2О + 2NO2↑ |
||||||
|
Fe 0 – 2 е– → Fe +2 │1 відновник N+5 + 1 е– → N+4 │2 окисник |
||||||
|
в) З малоактивними металами (Cu, Hg, Ag) |
||||||
|
+4 Якщо кислота концентрована (виділяється NO2↑ ) |
||||||
|
0 +5 +2 +4 Cu + 4HNO3 → Cu (NO3)2 + 2Н2О + 2NO2↑ |
||||||
|
Cu 0 – 2 е– → Cu +2 │1 відновник N+5 + 1 е– → N+4 │2 окисник |
||||||
|
+2 Якщо кислота розведена (виділяється NO↑ ) |
||||||
|
0 +5 +2 +2 3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 4Н2О + 2NO↑ |
||||||
|
Cu 0 – 2 е– → Cu +2 │3 відновник N+5 + 3 е– → N+2 │2 окисник |
||||||
|
г) З благородними металами (Au, Pt, Os, Ir) |
||||||
|
Кислота не реагує |
||||||
|
Нітратна кислота, під час реакції з металами, дає широкий спектр сполук – замість водню виділяються різні оксиди Нітрогену – N2O, NO2, NO; азот – N2 і навіть амоніак – NН3 та солі амоніюNН4NO3 Це пов’язано з виключною окислювальною властивістю атома Нітрогену N+5; маючи максимальний позитивний ступінь окислення, атом Нітрогену виступає дуже сильним окисником, який, забираючи електрони у атомів металів, змінює свій ступінь окислення до +4, +2, +1, 0, –3. |
||||||
|
4) Окислення нітратною кислотою деяких неметалів (вугілля) |
||||||
|
0 +5 +4 +4 C + 4HNO3 → CO2 + 2Н2О + 4NO2↑ |
||||||
|
C0 – 4 е– → C+4 │1 відновник N+5 + 1 е– → N+4 │4 окисник |
||||||
|
5) Якісна реакція на нітрат-іон (NO3–) |
||||||
|
Взаємодія концентрованої HNO3 з Cu; якщо це сіль-нітрат, то попередньо слід отримати HNO3 (конц.) |
||||||
|
Ca(NO3)2 + H2SO4(конц) → CaSO4 + 2НNO3 |
||||||
|
Cu + 4HNO3 → Cu (NO3)2 + 2Н2О + 2NO2↑ конц. синій розчин бурий газ |
||||||
|
При роботі з концентрованою HNO3 потрібно дотримуватися крайньої обережності. Не допускати її попадання на шкіру і одяг!!! |
||||||
|
IV Отримання нітратної кислоти |
||||||
|
а) в лабораторії: |
||||||
|
tmin = 150 0С NaNO3 + H2SO4 ––––→ NaHSO4 + HNO3 тв. конц. Гідроген сульфат Якща t>, утворюєтьсяNa2SO4, але HNO3 розкладається |
! |
|||||
|
б) в промисловості: |
||||||
|
N2 → NH3 → NO → NO2 → HNO3 (стадії виробництва) |
||||||
|
Умови протікання реакції, які лежать в основі виробництва нітратної кислоти : |
||||||
|
1. |
tmin = 800 - 850 0С, Pt, Rh 4NH3 + 5O2 –––––––––––––→ 4NO + 6H2O, екзотермічна, гетерогенна, каталітична, необоротна |
|||||
|
2. |
2NO + O2 2NO2, t – звичайна, р = 1 МПа, екзотермічна, гомогенна, некаталітична, оборотна. Зі зменшенням об’єму, необхідний надлишок одного із реагентів. |
|||||
|
3. |
4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3, екзотермічна, гетерогенна, некаталітична, оборотна, р = 5 МПа |