11:24
Азотная кислота
Меню сайта


Форма входа


Календарь
«  Август 2018  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031


Архив записей


Приветствую Вас, Гость · RSS 14.08.2018, 11:24

         Азотная кислота – важнейший продукт основной химической промышленности. Идет на приготовление взрывчатых веществ, лекарственных веществ, красителей, пластических масс, искусственных волокон и др. материалов.

HNO3 – бесцветная жидкость с резким удушливым запахом, дымящая на воздухе. В небольших количествах образуется при грозовых разрядах и присутствует в дождевой воде.

N2 + O2 → 2NO

2NO + O2 → 2NO2

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

  Высококонцентрированная HNO3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету или при нагревании процесса разложения

 4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2

          HNO3 – очень опасное вещество.

Важнейшее химическое свойство HNO3 состоит в том, что она является сильным окислителем и поэтому взаимодействует почти со всеми металлами кроме Au, Pt, Rh, Ir, Ti, Ta, металлы Al, Fe, Co, Ni и Cr она «пассивирует». Кислота же в зависимости от концентрации и активности металла может восстанавливаться до соединений:

                                                                                    +4           +3         +2       +1          0       -3     -3

NO2 → HNO2 → NO → N2O → N2 → NH3 (NH4NO3)

и также образуется соль азотной кислоты.

         Как правило, при взаимодействии азотной кислоты с металлами не происходит выделения водорода. При действии HNO3 на активные металлы может получаться водород. Однако атомарный водород в момент выделения обладает сильными восстановительными свойствами, а азотная кислота – сильный окислитель. Поэтому водород окисляется до воды.

      Свойства концентрированной и разбавленной HNO3

 

1)   Действие концентрированной HNO3 на малоактивные металлы (Cu, Hg, Ag)

Cu + 4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O

 2) Действие разбавленной HNO3 на малоактивные металлы

 3Cu + 8 HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

3) Действие концентрированной кислоты на активные металлы

 4Ca + 10HNO3 = 4Ca(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O

4) Действие разбавленной HNO3 на активные металлы

 4Ca + 10 HNO3 = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Одна из наиболее сильных кислот, характерны все реакции кислот: реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами. Специфичное свойство – ярко выраженная окислительная. В зависимости от условий (концентрации, природы восстановителя, температуры) HNO3 может принимать от 1 до 8 электронов.

          Ряд соединений N с различными степенями  окисления:

NH3 ;  N2H4 ;  NH2OH ;  N2O ;  NO ;  N2O3 ;  NO2 ;  N2O5

 

NO3 + 2H+ + 1e = NO2 + H2O

NO3 + 4H+ + 3e = NO + 2H2O

2NO3 +10H+ + 8e = N2O + 5H2O

2NO3 +12H+ + 10e = N2 + 6H2O

NO3 + 10H+ + 8e = NH4+ + 3H2O

         Образование продуктов зависит от концентрации, чем выше концентрация, тем менее глубоко она восстанавливается. Реагирует со всеми металлами, кроме Au, Pt, W. Концентрированная HNO3 не взаимодействует при обычных условиях с Fe, Cr, Al, которым она пассивирует, но при очень сильном нагревании реагирует с этими металлами.

         Большинство неметаллов и сложных веществ восстанавливается HNO3 до NO (реже NO2).

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO

S + HNO3 = H2SO4 + 2NO

3C + 4HNO3 = 3CO2 + 4NO + 2H2O

ZnS + 8HNO3 k = ZnSO4 + 8NO2 + 4H2O

6HCl + 2HNO3 k =3Cl2 + 2NO + 4H2O

Запись окислительно-восстановительной реакции с участием HNO3 обычно условна, т.к. образуется смесь азотсодержащих соединений, а указывают тот продукт восстановления, который образовался в большем количестве.

          Золото и платиновые металлы растворяются в «царской водке» – смеси 3 объемов концентрированной соляной кислоты и 1 объема концентрированной азотной кислоты, которая обладает сильнейшим окислительным свойством, растворяет «царя металлов» – золото.

           Au + HNO3 +4HCl = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O

 

Получение азотной кислоты

                             t

В лабораторных условиях – KNO3тв + H2SO4 k = KHSO4 + HNO3

  В промышленности: аммиачный или контактный способ.

      Каталитическое окисление в контактном аппарате (катализатор – платинородиевые сетки)

                                t,k

1)   4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

2)   2NO + O2NO2 при обычной t и повышенном P ≈ 600 – 1100 кПа

 3) 4NO2 + O2 + H2O → 4HNO3     ω (50 – 60%)

 

Хостинг от uCoz