Химические свойства азотной кислоты

Тема: «Азотная кислота»

Это сильная кислота. Бесцветная, концентрированная азотная кислота на воздухе дымит. Очень быстро становится коричневого (бурого) цвета из-за реакции разложения:

 

 

4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2

 

 

Азотная кислота — окислитель.

Сырье для производства азотной кислоты – аммиак.

Три последовательные реакции получения азотной кислоты:

 

1. Каталитическое окисление аммиака:

4NH₃+5O₂ → кат., t°→ 4NO+6H₂

 

Реакция экзотермическая, необратимая.

2. Окисление NO до NO2:

2NO+O₂→2NO₂

 

Реакция экзотермическая, обратимая.

3. Поглощение NO2 водой и одновременно его окисление:

 

Реакция экзотермическая, обратимая – по этой же схеме азотная кислота разлагается при хранении. Поэтому с течением времени прозрачная изначально азотная кислота буреет. Бурый цвет кислоте придает, образующийся при разложении NO2.

 

Физические свойства азотной кислоты:

Азотная кислота – жидкость с резким запахом. Свежая азотная кислота бесцветная. При хранении она разлагается и за счет бурого NO₂ приобретает желтоватый цвет, на воздухе дымит.

Важно знать, что азотная кислота летучая, легкокипящая, поэтому и имеет запах.

 

 

Химические свойства азотной кислоты

 

Свойства азотной кислоты в целом повторяют свойства концентрированной серной. Но с одной поправкой, в отличие от серной, азотная кислота и концентрированная, и разбавленная проявляет сильные окислительные свойства.

 

1. Взаимодействие металлов с азотной кислотой

Примеры взаимодействия металлов различной активности с азотной кислоты различной концентрации:

1. 4Ca + 10HNO₃ (разб) → 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

2. Cu + 4HNO₃ (конц) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ ↑+ 2H₂O

3. 8Na + 10HNO₃ (конц) → 8NaNO₃ + N2O ↑ + 5H₂O

4. 3Cu + 8HNO₃ (разб) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO ↑ + 4H₂O

 

Концентрированная азотная кислота пассивирует Fe, Cr, Al, как и концентрированная серная. Чтобы провести реакцию нужно нагреть:

 

 

 

С разбавленной кислотой эти металлы реагируют и без нагревания:

 

 

2. Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами (C, P, B, S).

Реагирует и концентрированная, и разбавленная азотная кислота.

В отличие от серной кислоты, очень концентрированная азотная кислота (безводная) окисляет при нагревании иод до иодноватой кислоты (HIO3):

I₂ + 10HNO₃ конц → t → 2HIO₃ + 10NO₂ ↑ + 4H₂O

 

3. Взаимодействие с галогенидами – вещества, содержащие F, Cl, Br, I

 

· HF – слабая кислота, HCl, HBr, HI – сильные кислоты

а) Фтороводород (HF) не реагирует с азотной кислотой, фториды (KF, NaF и др.) реагируют, но без образования газов NO и NO₂

KF + HNO₃ → HF + KNO₃

б) Хлороводород и хлориды металлов (HCl, NaCl и т.д.) вообще не реагируют с азотной кислотой.

в) И только бромиды и иодиды (HBr, HJ, NaBr, NaJ и т.д.) реагируют с азотной кислотой

 

Азотная кислота восстанавливается до NO₂, если концентрированная, разбавленная – до NO