Оксиды азота. Азотная кислота — урок. Химия, 11 класс.

Оксиды азота

Формула оксида	Физический свойства	Химические свойства
$N_{2} O$	Бесцветный газ со слабым запахом	Несолеобразующий оксид. Окислитель и восстановитель
$NO$	Бесцветный газ без запаха	Несолеобразующий оксид. Окислитель и восстановитель
$N_{2} O_{3}$	Тёмно-синяя жидкость	Кислотный оксид. В реакции с водой образует слабую азотистую кислоту ${HNO}_{2}$ . Окислитель и восстановитель
${NO}_{2}$	Ядовитый бурый газ	Кислотный оксид. В реакции с водой образует две кислот: азотистую ${HNO}_{2}$ и азотную ${HNO}_{3}$ , а в присутствии кислорода — только азотную. Со щелочами реагирует подобным образом: без кислорода образует нитрат и нитрит, а с кислородом — только нитрат. Окислитель и восстановитель; окислительные свойства выражены сильнее
$N_{2} O_{5}$	Бесцветные кристаллы	Кислотный оксид. Окислитель

Азотная кислота

Азот образует две кислоты: азотистую и азотную. Азотистая кислота

{HNO}_{2}

слабая и неустойчивая.

Азотная кислота

{HNO}_{3}

при обычных условиях представляет собой бесцветную, неприятно пахнущую жидкость. Азотная кислота дымит на воздухе, а на свету становится желтоватой, так как разлагается с образованием бурого оксида азота($IV$):

{4 HNO}_{3} = {2 H}_{2} O + {4 NO}_{2} {↑ + O}_{2} ↑^{} .

Рис. $1$. Азотная кислота

С водой азотная кислота смешивается в любых соотношениях, насыщенного раствора не образует.

Получение.

В промышленности азотную кислоту получают из аммиака:

{NH}_{3} \overset{+ O_{2}, t, кат .}{⟶} NO \overset{+ O_{2}}{⟶} {NO}_{2} \overset{+ H_{2} O + O_{2}}{⟶} {HNO}_{3}

Лабораторный способ получения азотной кислоты такой же, как и для других кислот: реакция твёрдой соли с концентрированной серной кислотой:

{NaNO}_{3 (тв .)} + H_{2} {SO}_{4 (конц .)} \overset{t}{=} {HNO}_{3} + {NaHSO}_{4} .

Химические свойства.

Азотная кислота — это сильная кислота и сильный окислитель.

1. Проявляет общие свойства сильных кислот. В водных растворах полностью диссоциирует на ионы.

Реагирует с аммиаком, основными и амфотерными оксидами, основаниями и амфотерными гидроксидами. Вступает в реакции обмена с солями, если образуется газ, осадок или слабый электролит.

2. От других кислот азотная кислота отличается взаимодействием с металлами.

Окислителем в реакциях с металлами выступает кислотный остаток. В реакции никогда не выделяется водород, а продуктом восстановления кислоты является соединение азота. Состав продуктов восстановления зависит от активности металла и концентрации кислоты.

Реагирует со всеми металлами кроме золота и платины. Концентрированная азотная кислота при низких температурах пассивирует железо, алюминий, хром, кобальт и не реагирует с ними.

Примеры реакций с металлами:

\overset{0}{Hg} + \overset{+ 5}{{4 HNO}_{3 (конц .)}} = \overset{+ 2}{{{Hg (NO}_{3})}_{2}} + \overset{+ 4}{{2 NO}_{2}} + {2 H}_{2} O;

\overset{0}{3 Cu} + \overset{+ 5}{{8 HNO}_{3 (разб .)}} = \overset{+ 2}{{{3 Cu (NO}_{3})}_{2}} + \overset{+ 2}{2 NO} + {4 H}_{2} O;

\overset{0}{4 Mg} + \overset{+ 5}{{10 HNO}_{3 (оч . разб .)}} = \overset{+ 2}{{{4 Mg (NO}_{3})}_{2}} + \overset{- 3}{{NH}_{4} {NO}_{3}} + {3 H}_{2} O .

4. Азотная кислота окисляет некоторые неметаллы, например:

\overset{0}{P} + \overset{+ 5}{{5 HNO}_{3 (конц .)}} = \overset{+ 5}{H_{3} {PO}_{4}} + \overset{+ 4}{{5 NO}_{2}} + H_{2} O;

\overset{0}{C} + \overset{+ 5}{{4 HNO}_{3 (конц .)}} = \overset{+ 4}{{CO}_{2}} + \overset{+ 4}{{4 NO}_{2}} + {2 H}_{2} O .

5. При действии азотной кислоты происходит окисление многих сложных веществ, например:

\overset{+ 5}{{8 HNO}_{3 (конц .)}} + \overset{- 2}{ZnS} = \overset{+ 2}{{ZnSO}_{4}} + \overset{+ 4}{{8 NO}_{2}} + {4 H}_{2} O .

6. Азотная кислота вступает в реакции с органическими веществами. Вспомни реакции нитрования бензола и фенола, реакции этерификации многоатомных спиртов и целлюлозы.

Применение.

Азотная кислота применяется для производства минеральных удобрений. Используется она также в органическом синтезе для получения азотсодержащих веществ: нитроглицерина, тринитротолуола, анилина, нитроэфиров целлюлозы и т. д.

Источники:

Рис. 1. Азотная кислота, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/chemical-laboratory-food-supply-gmo-genetically-1427374070. Дата обращения 22.05.2023.

Предыдущая теория

Вернуться в тему

Следующая теория

5. Оксиды азота. Азотная кислота

Теория: