Wzór kwasu azotawego w chemii. Właściwości fizyczne kwasu azotowego

Kwas azotowy- bezbarwna, „dymiąca” ciecz w powietrzu o ostrym zapachu. Wzór chemiczny HNO3.

Właściwości fizyczne. W temperaturze 42°C twardnieje w postaci białych kryształów. Bezwodny kwas azotowy wrze pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturze 86 °C. Miesza się z wodą w dowolnych proporcjach.

Pod wpływem światła stężony HNO3 rozkłada się na tlenki azotu:

HNO3 przechowuje się w chłodnym i ciemnym miejscu. Wartościowość azotu w nim wynosi 4, stopień utlenienia +5, liczba koordynacyjna to 3.

HNO3 jest mocnym kwasem. W roztworach całkowicie rozpada się na jony. Oddziałuje z zasadowymi tlenkami i zasadami oraz z solami słabszych kwasów. HNO3 ma silne właściwości utleniające. Możliwość redukcji z jednoczesnym utworzeniem azotanów do związków, w zależności od stężenia, aktywności oddziałującego metalu i warunków:

1) skoncentrowany HN03 oddziałując z metalami niskoaktywnymi, ulega redukcji do tlenku azotu (IV) NO2:

2) jeśli kwas jest rozcieńczony, to redukuje się go do tlenku azotu (II) NO:

3) bardziej aktywne metale redukują rozcieńczony kwas do tlenku azotu (I) N2O:

Bardzo rozcieńczony kwas redukuje się do soli amonowych:

Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti nie reagują ze stężonym HNO3, a Al, Fe, Co i Cr są „pasywowane”.

4) HNO3 reaguje z niemetalami, redukując je do odpowiednich kwasów, a sam ulega redukcji do tlenków:

5) HNO3 utlenia niektóre kationy i aniony oraz nieorganiczne związki kowalencyjne.

6) oddziałuje z wieloma związkami organicznymi - reakcja nitrowania.

Przemysłowa produkcja kwasu azotowego: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.

Amoniak– NO przekształca się w NO2, który w obecności wody i tlenu atmosferycznego wytwarza kwas azotowy.

Katalizator – stopy platyny. Powstały HNO3 wynosi nie więcej niż 60%. Jeśli to konieczne, jest skoncentrowany. Przemysł produkuje rozcieńczony HNO3 (47–45%) i stężony HNO3 (98–97%). Kwas stężony transportowany jest w zbiornikach aluminiowych, kwas rozcieńczony w zbiornikach ze stali kwasoodpornej.

34. Fosfor

Fosfor(R) znajduje się w 3. okresie, w grupie V, głównej podgrupy układu okresowego D.I. Mendelejew. Numer seryjny 15, ładunek jądrowy +15, Ar = 30,9738 a.u. m... ma 3 poziomy energii, na powłoce energetycznej znajduje się 15 elektronów, z czego 5 to wartościowość. Fosfor ma podpoziom d. Konfiguracja elektroniczna P: 1 s2 2s2 2p63 s2 3p33d0. Charakterystyczna jest hybrydyzacja sp3, rzadziej sp3d1. Wartościowość fosforu to III, V. Najbardziej charakterystyczny stopień utlenienia to +5 i -3, mniej charakterystyczny: +4, +1, -2, -3. Fosfor może wykazywać zarówno właściwości utleniające, jak i redukujące: przyjmować i oddawać elektrony.

Struktura cząsteczki: zdolność do tworzenia wiązań β jest mniej wyraźna niż azotu - w zwykłych temperaturach w fazie gazowej fosfor występuje w postaci cząsteczek P4, mających kształt piramid równobocznych o kątach 60°. Wiązania między atomami są kowalencyjne, niepolarne. Każdy atom P w cząsteczce jest połączony z innymi atomami wiązaniami a.

Właściwości fizyczne: Fosfor występuje w trzech odmianach alotropowych: białej, czerwonej i czarnej. Każda modyfikacja ma swoją własną temperaturę topnienia i zamarzania.

Właściwości chemiczne:

1) po podgrzaniu P4 odwracalnie dysocjuje:

2) powyżej 2000°C P2 rozpada się na atomy:

3) fosfor tworzy związki z niemetalami:

Łączy się bezpośrednio ze wszystkimi halogenami: 2P + 5Cl2 = 2PCl5.

Podczas interakcji z metalami fosfor tworzy fosforki:

Łącząc się z wodorem, tworzy gazową fosfinę: Р4 + 6Н2 = 4РН3?.

Podczas interakcji z tlenem tworzy bezwodnik P2O5: P4 + 5O2 = 2P2O5.

Paragon: fosfor otrzymuje się przez kalcynację mieszaniny Ca3(P O4 )2 z piaskiem i koksem w piecu elektrycznym w temperaturze 1500°C bez dostępu powietrza: 2Ca3(PO4)2 + 1°C + 6SiO2 = 6CaSiO3 + 1°CO + P4?.

Fosfor nie występuje w przyrodzie w czystej postaci, ale powstaje w wyniku działania chemicznego. Głównymi naturalnymi związkami fosforu są następujące minerały: Ca3(PO4)2 – fosforyt; Ca3(PO4)2?CaF2 (lub CaCl) lub Ca3(PO4)2?Ca(OH)2 – apatyt. Biologiczne znaczenie fosforu jest ogromne. Fosfor wchodzi w skład niektórych białek roślinnych i zwierzęcych: białek mleka, krwi, mózgu i tkanki nerwowej. Duża jego ilość zawarta jest w kościach kręgowców w postaci związków: 3Ca3(PO4)2?Ca(OH)2 i 3Ca3(PO4)2?CaCO3?H2O. Fosfor jest niezbędnym składnikiem kwasów nukleinowych, odgrywającym rolę w przekazywaniu informacji dziedzicznej. Fosfor występuje w szkliwie zębów oraz w tkankach w postaci lecytyny – związku tłuszczów z estrami fosforoglicerolu.

· Produkcja przemysłowa, zastosowanie i wpływ na organizm · Artykuły powiązane · Notatki · Literatura · Oficjalna strona internetowa ·

Wysoko stężony HNO 3 ma zwykle brązową barwę w wyniku procesu rozkładu zachodzącego pod wpływem światła:

Po podgrzaniu kwas azotowy rozkłada się zgodnie z tą samą reakcją. Kwas azotowy można destylować (bez rozkładu) tylko pod zmniejszonym ciśnieniem (wskazaną temperaturę wrzenia pod ciśnieniem atmosferycznym wyznacza się przez ekstrapolację).

Złoto, niektóre metale z grupy platynowców i tantal są obojętne na kwas azotowy w całym zakresie stężeń, inne metale z nim reagują, o przebiegu reakcji decyduje także jego stężenie.

HNO 3 jako mocny kwas jednozasadowy oddziałuje:

a) z tlenkami zasadowymi i amfoterycznymi:

c) wypiera słabe kwasy z ich soli:

Podczas gotowania lub wystawienia na działanie światła kwas azotowy częściowo rozkłada się:

Kwas azotowy w każdym stężeniu wykazuje właściwości kwasu utleniającego, dodatkowo azot jest redukowany do stopnia utlenienia od +4 do 3. Głębokość redukcji zależy przede wszystkim od charakteru środka redukującego i stężenia kwasu azotowego. Jako kwas utleniający HNO 3 oddziałuje:

a) z metalami stojącymi w szeregu napięcia na prawo od wodoru:

Stężony HNO3

Rozcieńczyć HNO 3

b) z metalami stojącymi w szeregu napięcia na lewo od wodoru:

Wszystkie powyższe równania odzwierciedlają jedynie dominujący przebieg reakcji. Oznacza to, że w danych warunkach produktów tej reakcji jest więcej niż produktów innych reakcji, np. gdy cynk reaguje z kwasem azotowym (ułamek masowy kwasu azotowego w roztworze 0,3), produkty te będą zawierać najwięcej NO, ale będą też zawierają (tylko w mniejszych ilościach) oraz NO 2, N 2 O, N 2 i NH 4 NO 3.

Jedyny ogólny wzór interakcji kwasu azotowego z metalami jest następujący: im bardziej rozcieńczony kwas i im bardziej aktywny metal, tym głębiej azot jest redukowany:

Zwiększenie stężenia kwasu zwiększa aktywność metalu

Kwas azotowy, nawet stężony, nie wchodzi w interakcje ze złotem i platyną. Żelazo, aluminium, chrom pasywujemy zimnym stężonym kwasem azotowym. Żelazo reaguje z rozcieńczonym kwasem azotowym i w zależności od stężenia kwasu powstają nie tylko różne produkty redukcji azotu, ale także różne produkty utleniania żelaza:

Kwas azotowy utlenia niemetale, a azot jest zwykle redukowany do NO lub NO2:

i substancje złożone, na przykład:

Niektóre związki organiczne (na przykład aminy, terpentyna) zapalają się samorzutnie w kontakcie ze stężonym kwasem azotowym.

Niektóre metale (żelazo, chrom, aluminium, kobalt, nikiel, mangan, beryl), które reagują z rozcieńczonym kwasem azotowym, ulegają pasywacji stężonym kwasem azotowym i są odporne na jego działanie.

Mieszankę kwasów azotowego i siarkowego nazywa się „melanżem”.

Kwas azotowy jest szeroko stosowany do otrzymywania związków nitrowych.

Mieszanina trzech objętości kwasu solnego i jednej objętości kwasu azotowego nazywana jest „wodą królewską”. Aqua regia rozpuszcza większość metali, w tym złoto i platynę. Jego silne właściwości utleniające wynikają z powstałego chloru atomowego i chlorku nitrozylu:

Azotany

Kwas azotowy jest mocnym kwasem. Jego sole – azotany – otrzymuje się w wyniku działania HNO 3 na metale, tlenki, wodorotlenki lub węglany. Wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Jon azotanowy nie hydrolizuje w wodzie.

Sole kwasu azotowego pod wpływem ogrzewania rozkładają się nieodwracalnie, a o składzie produktów rozkładu decyduje kation:

a) azotany metali znajdujące się w szeregu napięcia na lewo od magnezu:

b) azotany metali znajdujące się w zakresie napięć między magnezem a miedzią:

c) azotany metali znajdujące się w szeregu napięcia na prawo od rtęci:

d) azotan amonu:

Azotany w roztworach wodnych praktycznie nie wykazują właściwości utleniających, natomiast w wysokich temperaturach w stanie stałym są silnymi utleniaczami, np. przy topieniu ciał stałych:

Cynk i aluminium w roztworze zasadowym redukują azotany do NH3:

Sole kwasu azotowego - azotany - są szeroko stosowane jako nawozy. Ponadto prawie wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne w wodzie, dlatego w przyrodzie występuje ich niezwykle niewiele w postaci minerałów; wyjątkami są azotan chilijski (sodu) i azotan indyjski (azotan potasu). Większość azotanów pozyskiwana jest sztucznie.

Szkło i fluoroplastik-4 nie reagują z kwasem azotowym.

Kwas azotowy(HNO 3) jest mocnym kwasem jednozasadowym. Stały kwas azotowy tworzy dwie modyfikacje krystaliczne z siatkami jednoskośnymi i ortorombowymi. Kwas azotowy miesza się z wodą w dowolnym stosunku. W roztworach wodnych prawie całkowicie dysocjuje na jony. Tworzy mieszaninę azeotropową z wodą o stężeniu 68,4% i temperaturze wrzenia 120°C pod ciśnieniem atmosferycznym. Znane są dwa stałe hydraty: monohydrat (HNO 3 · H 2 O) i trihydrat (HNO 3 · 3H 2 O).

Azot w kwasie azotowym jest czterowartościowy, stopień utlenienia +5. Kwas azotowy to bezbarwny gaz, bezwonny, parujący w powietrzu ciecz, temperatura topnienia? 41,59°C, wrzenie + 82,6°C z częściowym rozkładem. Rozpuszczalność kwasu azotowego w wodzie nie jest ograniczona. Wodne roztwory HNO 3 o ułamku masowym 0,95–0,98 nazywane są „dymiącym kwasem azotowym”, o ułamku masowym 0,6–0,7 - stężony kwas azotowy. Tworzy mieszaninę azeotropową z wodą (ułamek masowy 68,4%, D 20 = 1,41 g/cm, T wrzenia = 120,7°C). Po krystalizacji z roztworów wodnych kwas azotowy tworzy krystaliczne hydraty:

• monohydrat HNO3H2O, Tpl = 37,62°C
• trihydrat HNO 3 3H 2 O, Tpl = 8 18,47°C

Stały kwas azotowy tworzy dwie krystaliczne modyfikacje:

• jednoskośna, grupa przestrzenna P 2 1/w, A= 1,623 nm, B= 0,857 nm, C= 0,631, b = 90°, Z = 16;
• · rombowy

Monohydrat tworzy kryształy układu rombowego, grupy przestrzennej P na2, A= 0,631 nm, B= 0,869 nm, C= 0,544, Z = 4;

Gęstość wodnych roztworów kwasu azotowego w funkcji jego stężenia opisuje równanie

gdzie d to gęstość w g/cm3, c to udział masowy kwasu. Wzór ten słabo opisuje zachowanie gęstości przy stężeniach większych niż 97%.

Pod wpływem światła kwas azotowy częściowo rozkłada się z wydzieleniem NO 2 i dzięki temu nabiera jasnobrązowego koloru:

Wyładowania elektryczne N 2 + O 2 > 2NO

• 2NO + O2 > 2NO2
• 4HNO 3 światło > 4NO 2 ^ (brązowy gaz)+ 2H2O + O2

Kwas azotowy o wysokim stężeniu uwalnia w powietrzu gazy, które w zamkniętej butelce są wykrywane jako brązowe opary (tlenki azotu). Gazy te są bardzo trujące, dlatego należy uważać, aby ich nie wdychać. Kwas azotowy utlenia wiele substancji organicznych. Papier i tkaniny ulegają zniszczeniu w wyniku utleniania substancji tworzących te materiały. Stężony kwas azotowy powoduje poważne oparzenia przy dłuższym kontakcie i żółknięcie skóry przez kilka dni przy krótkim kontakcie. Zażółcenie skóry wskazuje na zniszczenie białka i uwolnienie siarki (jakościowa reakcja na stężony kwas azotowy - żółte zabarwienie w wyniku uwolnienia siarki elementarnej, gdy kwas działa na białko - reakcja ksantoproteinowa). Oznacza to, że jest to oparzenie skóry. Aby zapobiec poparzeniom, należy pracować ze stężonym kwasem azotowym w gumowych rękawiczkach.

Właściwości utleniające kwasu azotowego.

OVR w artykule są szczególnie podkreślonekolor . Zwróć na nie szczególną uwagę. Równania te mogą pojawić się na egzaminie Unified State Exam.

– w dowolnej postaci (zarówno rozcieńczonej, jak i skoncentrowanej) jest silnym utleniaczem.

Co więcej, rozcieńczony jest przywracany głębiej niż skoncentrowany.

Właściwości utleniające zapewnia azot na najwyższym stopniu utlenienia +5

Jaka jest wartościowość azotu w tym związku? Pytanie jest bardzo trudne, wielu odpowiada na nie poprawnie. Azot w kwasie azotowym ma wartościowość IV.

Atom azotu nie może już tworzyć wiązań kowalencyjnych, spójrz na diagram elektronowy:

Trzy wiązania z każdym atomem tlenu, a czwarte jest rozproszone, tworzy się półtora wiązania. Zatem wartościowość azotu wynosi IV, a stopień utlenienia +5

Pierwsza najciekawsza właściwość: interakcja z metalami.

Wodór nigdy nie jest uwalniany podczas interakcji z metalami

Schemat reakcji kwasu azotowego (rozcieńczonego i stężonego) z metalami:

HNO 3 + Me → azotan + H 2 O + zredukowany produkt azotowy

Dwa niuanse:

1. , i nie reaguje ze stężonym kwasem azotowym w normalnych warunkach ze względu na pasywację. Trzeba podgrzać.

2. C platyna I złoto stężony kwas azotowy w ogóle nie reaguje.

Aby zrozumieć, w jakim stopniu azot można zredukować, spójrzmy na diagram jego stopni utlenienia:

Azot +5 jest utleniaczem, zostanie zredukowany, to znaczy zmniejszy stopień utlenienia.

Wszystkie możliwe produkty redukcji azotu zaznaczono na wykresie kolorem czerwonym.

(Oczywiście nie wszystkie takie reakcje mogą w ogóle cokolwiek dać, ale w Unified State Exam powstają tylko one).

Możesz określić, który produkt zostanie uformowany czysto logicznie:

• do tak niskich stopni utlenienia jak -3 lub +1, wraz z utworzeniem produktów odpowiednio NH 4 NO 3 lub N 2 O, azot jest redukowany tylko przez wystarczająco mocne, aktywne metale: alkalia - główna podgrupa grupy 1, ziemia alkaliczna, a także Al i Zn. Jak wspomniano wcześniej, rozcieńczony kwas ulega głębszej redukcji, dlatego też, gdy aktywne metale oddziałują ze stęż. kwas azotowy wytwarza N 2 O, a podczas interakcji z dil. kwas azotowy NH 4 NO 3.

4Ba + 10HNO 3( stęż. .) → 4Ba(NIE 3 ) 2 +5H 2 O+N 2 O

4Ba + 10HNO 3( razb .) → 4Ba(NIE 3 ) 2 + 3H 2 O+NH 4 NIE 3

8Li + 10HNO 3( stęż. .) → 8LiNO 3 +5H 2 O+N 2 O

8Li + 10HNO 3( razb .) → 8LiNO 3 + 3H 2 O+NH 4 NIE 3

8Al + 30HNO 3( stęż. .) (t) → 8Al(NO 3 ) 3 +15H 2 O+3N 2 O

8Al + 30HNO 3( razb .) → 8Al(NIE 3 ) 3 + 9H 2 O+3NH 4 NIE 3

Pozostałe metale redukują kwas azotowy do +2 lub +4, tworząc odpowiednio produkty: NO lub O2.

Rozcieńczony kwas ulega głębszej redukcji

• gdy metale, które nie są szczególnie aktywne, wchodzą z nim w interakcję, powstaje NO. Cóż, w końcu. azot NO2:

Cu + 4HNO 3( stęż. .) → Cu(NIE 3 ) 2 + 2H 2 O+2NO 2

3Cu + 8HNO 3( razb .) → 3Cu (NIE 3 ) 2 + 4H 2 O+2NO

Fe + 6HNO 3( stęż. .) (t) → Fe (NO 3 ) 3 + 3H 2 O+3NIE 2

Fe + 4HNO 3( razb .) → Fe(NIE 3 ) 3 + 2H 2 O+NIE

(należy pamiętać, że żelazo utlenia się do najwyższego stopnia utlenienia)

Ag + 2HNO 3( stęż. .) → AgNO 3 +H 2 O+NIE 2

3Ag + 4HNO 3( razb .) → 3AgNO 3 + 2H 2 O+NIE

Jeśli trudno od razu zrozumieć logikę wyboru, oto tabela:

A kwas azotowy utlenia się niemetale do wyższych tlenków.

Ponieważ niemetale nie są tak silnymi środkami redukującymi jak metale aktywne, azot można zredukować jedynie do +4, tworząc odpowiednio NO2 lub NO.

Podczas utleniania niemetali stężonym kwasem azotowym powstaje brązowy gaz (NO 2), a jeśli kwas jest rozcieńczony, powstaje NO. Schematy reakcji są następujące:

niemetalowe+ HNO 3 (rozcieńczony) → + NIE

niemetalowe+ HNO 3 (stęż.) → związek niemetalu na najwyższym stopniu utlenienia+ NIE 2

4 HNO 3 (stężone) → WSPÓŁ 2 + 2 H 2 O + 4 NIE 2

3C + 4HNO 3( razb .) → 3CO 2 + 2H 2 O+4NIE

(kwas węglowy nie powstaje, ponieważ jest niestabilny)

5HNO 3( stęż. .) → H 3 PO 4 +H 2 O+5 NIE 2

3P+5HNO 3( razb .) + 2H 2 O → 3H 3 PO 4 + 5NIE

+ 3 HNO 3( stęż. .) → H 3 BO 3 +3NIE 2

B+HNO 3( razb .) +H 2 O → H 3 BO 3 + NIE

6HNO 3( stęż. .) → H 2 WIĘC 4 + 2H 2 O+6NIE 2

S+2HNO 3( razb .) → H 2 WIĘC 4 + 2 NIE

• stężony kwas azotowy utlenia siarkowodór. Utlenianie zachodzi głębiej po podgrzaniu:

2HNO 3( stęż. .) +H 2 S → S↓ + 2NO 2 + 2H 2 O

H 2 S+8HNO 3 (stężone) → H 2 WIĘC 4 + 8 NIE 2 + 4 H 2 O

• stężony kwas azotowy utlenia siarczki do siarczanów:

CuS + 8HNO 3 (stężone) → CuSO 4 + 4 H 2 O + 8 NIE 2

• Kwas azotowy jest tak ostry, że może nawet się utleniać. Tylko jeden - jod. Rozcieńczony jest przywracany głębiej: do +2, skoncentrowany do +4. Ale jod utlenia się nie do najwyższego stopnia utlenienia +7 (zbyt stromo), ale do +5, tworząc kwas jodowy HIO 3:

10 HNO 3 (stężone) +ja 2 (t) → 2HIO 3 +10NIE 2 + 4H 2 O

10 HNO 3 (podzielone) + 3 I 2 (T)→ 6HIO 3 + 10NO + 2H 2 O

• stężony kwas azotowy reaguje z chlorkami i fluorkami. Po prostu zrozum, że w przypadku fluorków i chlorków zachodzi normalna reakcja wymiany jonowej z wyparciem halogenowodoru i utworzeniem azotanu:

NaCl (stały) + HNO 3 (stężony) → HCl + NaNO 3

NaF (stały) + HNO 3 (stężony) → HF + NaNO 3

• Ale w przypadku bromków i jodków (oraz bromowodoru i jodowodoru) występuje ORR. W obu przypadkach powstaje wolny halogen, a azot ulega redukcji do NO2:

8HNO 3( stęż. .) + 6KBr ( telewizja .) → 3Br 2 + 4H 2 O+6KNO 3 +2NIE 2

4HNO 3( stęż. .) + 2NaI ( telewizja .) → 2NaNO 3 +2NIE 2 + 2H 2 O+I 2 ↓

7HNO 3( stęż. .) + NaI → NaNO 3 +6NIE 2 + 3H 2 O+HIO 3

To samo dzieje się podczas interakcji z jodem i bromowodorem:

2HNO 3( stęż. .) + 2HBr → Br 2 +2NIE 2 + 2H 2 O

6HNO 3( stęż. .) + CZEŚĆ → CZEŚĆ 3 +6NIE 2 + 3H 2 O

Reakcje ze złotem, magnezem, miedzią i srebrem

Kwas azotowy

Kwas azotowy(HNO 3) jest mocnym kwasem jednozasadowym. Stały kwas azotowy tworzy dwie modyfikacje krystaliczne: sieci jednoskośne i rombowe.

Kwas azotowy miesza się z wodą w dowolnym stosunku. W roztworach wodnych prawie całkowicie dysocjuje na jony. Tworzy mieszaninę azeotropową z wodą o stężeniu 68,4% i temperaturze wrzenia 120°C pod ciśnieniem atmosferycznym. Znane są dwa stałe hydraty: monohydrat (HNO 3 · H 2 O) i trihydrat (HNO 3 · 3H 2 O).

Właściwości chemiczne

Wysoko stężony HNO 3 ma zwykle brązową barwę w wyniku procesu rozkładu zachodzącego pod wpływem światła:

Po podgrzaniu kwas azotowy rozkłada się zgodnie z tą samą reakcją. Kwas azotowy można destylować (bez rozkładu) tylko pod zmniejszonym ciśnieniem (wskazaną temperaturę wrzenia pod ciśnieniem atmosferycznym wyznacza się przez ekstrapolację).

Złoto, niektóre metale z grupy platynowców i tantal są obojętne na kwas azotowy w całym zakresie stężeń, inne metale reagują z nim, a przebieg reakcji określa jego stężenie.

HNO 3 jako mocny kwas jednozasadowy oddziałuje:

a) z tlenkami zasadowymi i amfoterycznymi:

b) z powodów:

c) wypiera słabe kwasy z ich soli:

Podczas gotowania lub wystawienia na działanie światła kwas azotowy częściowo rozkłada się:

Kwas azotowy w dowolnym stężeniu wykazuje właściwości kwasu utleniającego, przy czym azot jest redukowany do stopnia utlenienia od +4 do -3. Głębokość redukcji zależy przede wszystkim od rodzaju środka redukującego i stężenia kwasu azotowego. Jako kwas utleniający HNO 3 oddziałuje:

a) z metalami stojącymi w szeregu napięcia na prawo od wodoru:

Stężony HNO3

Rozcieńczyć HNO 3

b) z metalami stojącymi w szeregu napięcia na lewo od wodoru:

Wszystkie powyższe równania odzwierciedlają jedynie dominujący przebieg reakcji. Oznacza to, że w danych warunkach produktów tej reakcji jest więcej niż produktów innych reakcji, np. gdy cynk reaguje z kwasem azotowym (ułamek masowy kwasu azotowego w roztworze 0,3), produkty te będą zawierać najwięcej NO, ale będą też zawierają (tylko w mniejszych ilościach) oraz NO 2, N 2 O, N 2 i NH 4 NO 3.

Jedyny ogólny wzór interakcji kwasu azotowego z metalami jest następujący: im bardziej rozcieńczony kwas i im bardziej aktywny metal, tym głębiej azot jest redukowany:

Zwiększenie stężenia kwasu zwiększa aktywność metalu

Produkty oddziaływania żelaza z HNO 3 o różnych stężeniach

Kwas azotowy, nawet stężony, nie wchodzi w interakcje ze złotem i platyną. Żelazo, aluminium, chrom pasywujemy zimnym stężonym kwasem azotowym. Żelazo reaguje z rozcieńczonym kwasem azotowym i w zależności od stężenia kwasu powstają nie tylko różne produkty redukcji azotu, ale także różne produkty utleniania żelaza:

Kwas azotowy utlenia niemetale, a azot jest zwykle redukowany do NO lub NO2:

i substancje złożone, na przykład:

Niektóre związki organiczne (na przykład aminy i hydrazyna, terpentyna) zapalają się samorzutnie w kontakcie ze stężonym kwasem azotowym.

Kwas azotowy

Niektóre metale (żelazo, chrom, aluminium, kobalt, nikiel, mangan, beryl), które reagują z rozcieńczonym kwasem azotowym, ulegają pasywacji stężonym kwasem azotowym i są odporne na jego działanie.

Mieszankę kwasów azotowego i siarkowego nazywa się „melanżem”. Dzięki obecności amylu osiąga się stężenie 104% [ źródło nieokreślone 150 dni] (czyli dodając 4 części destylatu do 100 części melanżu, stężenie utrzymuje się na poziomie 100% ze względu na absorpcję wody przez amyl [ źródło nieokreślone 150 dni]).

Kwas azotowy jest szeroko stosowany do otrzymywania związków nitrowych.

Mieszanina trzech objętości kwasu solnego i jednej objętości kwasu azotowego nazywana jest „wodą królewską”. Aqua regia rozpuszcza większość metali, w tym złoto i platynę. Jego silne właściwości utleniające wynikają z utworzonego chloru atomowego i chlorku nitrozylu:

Azotany

HNO 3 jest mocnym kwasem. Jego sole – azotany – otrzymuje się w wyniku działania HNO 3 na metale, tlenki, wodorotlenki lub węglany. Wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne w wodzie.

Sole kwasu azotowego - azotany - pod wpływem ogrzewania rozkładają się nieodwracalnie, produkty rozkładu określa kation:

a) azotany metali znajdujące się w szeregu napięcia na lewo od magnezu:

2NaNO3 = 2NaNO2 + O2

b) azotany metali znajdujące się w zakresie napięć między magnezem a miedzią:

4Al(NO 3) 3 = 2Al 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2

c) azotany metali znajdujące się w szeregu napięcia na prawo od rtęci:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

d) azotan amonu:

NH4NO3 = N2O + 2H2O

Azotany w roztworach wodnych praktycznie nie wykazują właściwości utleniających, natomiast w wysokich temperaturach w stanie stałym azotany są silnymi utleniaczami, np.:

Fe + 3KNO 3 + 2KOH = K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + H 2 O - podczas stapiania ciał stałych.

Cynk i aluminium w roztworze zasadowym redukują azotany do NH3:

Sole kwasu azotowego - azotany - są szeroko stosowane jako nawozy. Co więcej, prawie wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne w wodzie, dlatego w przyrodzie występuje ich niezwykle niewiele w postaci minerałów; wyjątkami są azotan chilijski (sodu) i azotan indyjski (azotan potasu). Większość azotanów pozyskiwana jest sztucznie.

Szkło i fluoroplastik-4 nie reagują z kwasem azotowym.

Informacje historyczne

Sposób otrzymywania rozcieńczonego kwasu azotowego metodą suchej destylacji saletry z ałunem i siarczanem miedzi został najwyraźniej po raz pierwszy opisany w traktatach Jabira (w tłumaczeniu łacińskim Gebera) w VIII wieku. Metoda ta, z różnymi modyfikacjami, z których najważniejszą było zastąpienie siarczanu miedzi siarczanem żelaza, była stosowana w alchemii europejskiej i arabskiej aż do XVII wieku.

W XVII wieku Glauber zaproponował metodę wytwarzania lotnych kwasów poprzez reakcję ich soli ze stężonym kwasem siarkowym, w tym kwasem azotowym z azotanu potasu, co umożliwiło wprowadzenie do praktyki chemicznej stężonego kwasu azotowego i badanie jego właściwości. Metodę Glaubera stosowano do początków XX wieku, a jedyną jej istotną modyfikacją było zastąpienie azotanu potasu tańszym azotanem sodu (chilijskim).

W czasach M.V. Łomonosowa kwas azotowy nazywano mocną wódką.

Produkcja przemysłowa, zastosowanie i wpływ na organizm

Kwas azotowy jest jednym z produktów przemysłu chemicznego o największej masie.

Produkcja kwasu azotowego

Nowoczesna metoda jego produkcji opiera się na katalitycznym utlenianiu syntetycznego amoniaku na katalizatorach platynowo-rodowych (proces Ostwalda) do mieszaniny tlenków azotu (gazów azotowych), z dalszą ich absorpcją przez wodę

4NH 3 + 5O 2 (Pt) → 4NO + 6H 2 O 2NO + O 2 → 2NO 2 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3.

Stężenie kwasu azotowego otrzymywanego tą metodą waha się w zależności od projektu technologicznego procesu od 45 do 58%. Alchemicy jako pierwsi uzyskali kwas azotowy poprzez ogrzewanie mieszaniny saletry i siarczanu żelaza:

4KNO 3 + 2(FeSO 4 7H 2 O) (t°) → Fe 2 O 3 + 2K 2 SO 4 + 2HNO 3 + NO 2 + 13H 2 O

Czysty kwas azotowy został po raz pierwszy otrzymany przez Johanna Rudolfa Glaubera poprzez działanie na azotany stężonym kwasem siarkowym:

KNO 3 + H 2 SO 4 (stęż.) (t°) → KHSO 4 + HNO 3

W drodze dalszej destylacji tzw „dymiący kwas azotowy” praktycznie nie zawierający wody.