Азотная кислота

Азотная кислота является одной из самых сильных минеральных кислот, в концентрированном виде выделяет пары желтого цвета с резким запахом. За исключением золота и платины растворяет все металлы.

Применяют азотную кислоту для получения красителей, удобрений, органических нитропродуктов, серной и фосфорной кислот. В результате ожога азотной кислотой образуется сухой струп желто-зеленого цвета.

Ожог азотной кислотой

Получение

В промышленности азотную кислоту получают в результате окисления аммиака на платино-родиевых катализаторах.

NH3 + O2 → (кат. Pt) NO + H2O

NO + O2 → NO2

NO2 + H2O + O2 → HNO3

Чистая азотная кислота впервые была получена действием на селитру концентрированной серной кислоты:

KNO3 + H2SO4(конц.) → KHSO4 + HNO3

Химические свойства

  • Кислотные свойства
  • Является одноосновной сильной кислотой, вступает в реакции с основными оксидами, основаниями. С солями реагирует при условии выпадения осадка, выделения газа или образования слабого электролита.

    CaO + HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O

    HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

    Na2CO3 + HNO3 → NaNO3 + H2O + CO2

    Выделение углекислого газа
  • Термическое разложение
  • При нагревании азотная кислота распадается. На свету (hv) также происходит подобная реакция, поэтому азотную кислоту следует хранить в темном месте.

    HNO3 → (hv) NO2 + H2O + O2

  • Реакции с неметаллами
  • Азотная кислота способна окислить все неметаллы, при этом, если кислота концентрированная, азот обычно восстанавливается до NO2, если разбавленная - до NO.

    HNO3(конц.) + C → CO2 + H2O + NO2

    HNO3(конц.) + S → H2SO4 + NO2 + H2O

    HNO3(разб.) + S → H2SO4 + NO + H2O

    HNO3(конц.) + P → H3PO4 + NO2 + H2O

    Оксид азота IV бурый газ
  • Реакции с металлами
  • В любой концентрации азотная кислота проявляет свойства окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +5 до -3. На какой именно степени окисления остановится азот, зависит от активности металла и концентрации азотной кислоты.

    Для малоактивных металлов (стоящих в ряду напряжений после водорода) реакция с концентрированной азотной кислотой происходит с образованием нитрата и преимущественно NO2.

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

    С разбавленной азотной кислотой газообразным продуктом преимущественно является NO.

    Cu + HNO3(разб.) → Cu(NO3)2 + NO + H2O

    В реакциях с металлами, стоящими левее водорода в ряду напряжений, возможны самые разные газообразные (и не газообразные) продукты: бурый газ NO2, NO, N2O, атмосферный газ N2, NH4NO3.

    Помните о закономерности: чем более разбавлена кислота и активен металл, тем сильнее восстанавливается азот. Ниже представлены реакции цинка с азотной кислотой в различных концентрациях.

    Zn + HNO3(70% - конц.) → Zn(NO3)2 + NO2 + H2O

    Zn + HNO3(35% - ср. конц.) → Zn(NO3)2 + NO + H2O

    Zn + HNO3(20% - разб.) → Zn(NO3)2 + N2O + H2O

    Цинк и азотная кислота

    Zn + HNO3(10% - оч. разб.) → Zn(NO3)2 + N2 + H2O

    Zn + HNO3(3% - оч. разб.) → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

    Посмотрите на таблицу ниже, в которой также отражены изученные нами закономерности.

    Азотная кислота и металлы

    Концентрированная холодная азотная кислота пассивирует хром, железо, алюминий, никель, свинец и бериллий. Это происходит за счет оксидной пленки, которой покрыты данные металлы.

    Al + HNO3(конц.) ⇸ (реакция не идет)

    При нагревании или амальгамировании (покрытие ртутью) перечисленных металлов реакция с азотной кислотой идет, так как оксидная пленка на поверхности металлов разрушается.

    Al + HNO3 → (t) Al2O3 + NO2 + H2O

Соли азотной кислоты - нитраты NO3-

Получение

Получают нитраты в ходе реакции азотной кислоты с металлами, их оксидами и основаниями.

Fe + HNO3(разб.) → Fe(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

В реакциях с оксидами и основаниями газообразный продукт обычно не выделяется.

MgO + HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O

Cr(OH)3 + HNO3 → Cr(NO3)3 + H2O

Гидроксид хрома III

Нитрат аммония получают реакция аммиака с азотной кислотой.

NH3 + HNO3 → NH4NO3

Обратите внимание на следующую закономерность: концентрированная азотная кислота, как правило, окисляет железо и хром до +3. Разбавленная кислота - до +2.

Fe + HNO3(разб.) → Fe(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

Fe + HNO3(конц.) → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Химические свойства

  • Реакции с металлами, основаниями и кислотами
  • Как и для всех солей, из нитратов можно вытеснить металл другим более активным. Соли реагируют с основаниями и кислотами, если в результате реакции выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

    Hg(NO3)2 + Mg → Mg(NO3)2 + Hg

    Pb(NO3)2 + LiOH → Pb(OH)2 + LiNO3

    AgNO3 + KCl → AgCl↓ + KNO3

    Хлорид серебра осадок

    Ba(NO3)2 + Na2SO4 → BaSO4 + NaNO3

  • Разложение нитратов
  • Нитраты разлагаются в зависимости от активности металла, входящего в их состав.

    Разложение нитратов

    Pb(NO3)2 → (t) PbO + NO2 + O2

    NaNO3 → (t) NaNO2 + O2

    Cu(NO3)2 → (t) CuO + NO2 + O2

    PtNO3 → (t) Pt + NO2 + O2

    Разложение нитратов

Пройдите тест для закрепления знаний

1. Холодная концентрированная кислота с алюминием

Холодная концентрированная азотная кислота не вступает в реакцию с алюминием, происходит пассивирование.

2. Реакция концентрированной азотной кислоты с малоактивными металлами сопровождается выделением газа

В реакциях концентрированной азотной кислоты и малоактивных металлов преимущественно выделяется NO2.

3. Если в результате реакции активного металла с азотной кислотой выделилось твердое вещество, то речь идет о

Твердый продукт, образовавшийся в ходе реакции с азотной кислотой, нитрат аммония - NH4NO3

4. При разложении нитрата серебра выделяется

Разложение нитрата аммония протекает по схеме: AgNO3 → Ag + NO2 + O2

5. Ожоги кожи азотной кислотой внешне окрашены в ... цвет

Азотной кислотой окрашивает пораженную в результате ожога кожу в желтый цвет.

Ваш результат