Оксиды азота. Азотная кислота
Оксиды азота
Известны несколько оксидов азота.
Несолеобразующие оксиды: N2O, NO
Все оксиды азота, кроме N2O, ядовитые вещества.
Оксид азота (I) N2O – это бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом, хорошо растворимый в воде, но не взаимодействует с ней. При достаточно высокой температуре разлагается по уравнению:
В смеси с кислородом N2O используется в медицине для наркоза («веселящий» газ).
Наиболее важными являются оксиды азота (II) и (IV).
Оксид азота (II) NO – бесцветный газ, не имеет запаха. В воде малорастворим, относится, как и N2O, к несолеобразующим оксидам. Оксид азота (II) NO образуется из азота и кислорода при сильных электрических разрядах (например, во время грозы в воздухе) или при высокой температуре:
В лаборатории оксид азота (II) получают, например, при взаимодействии меди и разбавленной азотной кислоты:
Оксид азота (II) в промышленности получают каталитическим окислением аммиака и используют для получения азотной кислоты:
Оксид азота (II) на воздухе легко окисляется до оксида азота (IV):
Оксид азота (IV)
Оксид азота (IV) NO2 – ядовитый газ бурого цвета, имеет характерный запах. Хорошо растворяется в воде. Оксид азота (IV) является смешанным оксидом, которому соответствуют две кислоты: азотистая HNO2 и азотная HNO3. Поэтому взаимодействие с водой происходит по уравнению:
При взаимодействии NO2 с водой в присутствии кислорода (на воздухе) образуется только азотная кислота:
При растворении NO2 в щелочи, например NaOH, образуются две соли (нитрат и нитрит) и вода:
В избытке кислорода образуется только нитрат натрия:
Ниже 22 0 С молекулы оксида азота (IV) NO2 легко соединяются попарно и образуют бесцветную жидкость состава N2O4, которая при охлаждении до – 10,2 0 С превращается в бесцветные кристаллы.
В лаборатории NO2 можно получить при взаимодействии, например, меди с концентрированной азотной кислотой:
В промышленности NO2 получают путем окисления NO кислородом и далее используют для получения азотной кислоты.
Оксид азота (III) N2O3 – это темно-синяя жидкость, является кислотным оксидом. При взаимодействии с водой образуется азотистая кислота:
Оксид азота (III)
Оксид азота (V) N2O5 – бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде с образованием азотной кислоты:
Азотная кислота
Физические свойства
Азотная кислота HNO3 – бесцветная жидкость, имеет резкий запах, легко испаряется, кипит при температуре 83 0 С. При попадании на кожу азотная кислота может вызвать сильные ожоги (на коже образуется характерное желтое пятно, его сразу же следует промыть большим количеством воды, а затем нейтрализовать содой). С водой азотная кислота смешивается в любых соотношениях.
Обычно применяемая в лаборатории концентрированная азотная кислота содержит 63% HNO3. При хранении довольно легко, особенно на свету разлагается по уравнению:
Выделяющийся газ NO2 окрашивает азотную кислоту в бурый цвет.
Химические свойства
Кислотно – основные свойства
Азотная кислота – одна из наиболее сильных кислот. В водных растворах она полностью диссоциирована на ионы:
Как и все кислоты, она реагирует:
в) с солями более слабых кислот:
Окислительно – восстановительные свойства
Общая схема взаимодействия азотной кислоты с металлами
Концентрированная HNO3 при взаимодействии с наиболее активными металлами (до Al в ряду напряжений) восстанавливается до N2O. Например:
Концентрированная HNO3 при взаимодействии с менее активными металлами (Ni, Cu, Ag, Hg) восстанавливается до NO2. Например:
Аналогично концентрированная азотная кислота реагирует с некоторыми неметаллами. Неметалл при этом окисляется до оксокислоты. Например:
Следует отметить, что концентрированная HNO3 пассивирует такие металлы, как Fe, Al, Cr. Сущность пассивирования заключается в образовании на поверхности металла тонкой, но очень плотной оксидной плёнки, предохраняющей металл от дальнейшего взаимодействия с кислотой; например:
Разбавленная HNO3 реагирует с наиболее активными металлами (до Al) с образованием аммиака или нитрата аммония NH4NO3:
При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с менее активными металлами образуется оксид азота (II) NO:
Таким же образом разбавленная HNO3 взаимодействует с некоторыми неметаллами:
Взаимодействие азотной кислоты с медью
Получение
В лаборатории азотную кислоту получают при взаимодействии безводных нитратов с концентрированной серной кислотой:
В промышленности получение азотной кислоты идет в три стадии:
Применение
Азотную кислоту применяют для получения азотных удобрений, лекарственных и взрывчатых веществ.
Соли азотной кислоты
Соли азотной кислоты называются нитратами. Нитраты калия, натрия, аммония и кальция называются селитрами. Селитры применяют как минеральные азотные удобрения, так как азот является одним из основных элементов питания растений.
Все соли азотной кислоты хорошо растворимы в воде.
Соли азотной кислоты, как и она сама, являются сильными окислителями.
При нагревании все нитраты разлагаются с выделением кислорода, характер других продуктов разложения зависит от положения металла в ряду напряжений:
*на изображении записи кристаллы нитрата меди (II)
Оксид азота III: получение и химические свойства
| Оксиды азота | Цвет | Фаза | Характер оксида |
| N2O Оксид азота (I), закись азота, «веселящий газ» | бесцветный | газ | несолеобразующий |
| NO Оксид азота (II), закись азота, «веселящий газ» | бесцветный | газ | несолеобразующий |
| N2O3 Оксид азота (III), азотистый ангидрид | синий | жидкость | кислотный |
| NO2 Оксид азота (IV), диоксид азота, «лисий хвост» | бурый | газ | кислотный (соответствуют две кислоты) |
| N2O5 Оксид азота (V), азотный ангидрид | бесцветный | твердый | кислотный |
Способы получения
Оксид азота (III) м ожно получить при низкой температуре из оксидов азота:
Химические свойства
1. Оксид азота (III) взаимодействует с водой с образованием азотистой кислоты:
2. Оксид азота (III) взаимодействует с основаниями и основными оксидами :
Урок 22 Бесплатно Оксиды азота. Азотная кислота
Оксиды азота
Азот образует оксиды, в которых проявляет степени окисления от +1 до +5:
Два из них кислотные:
N2O3 соответствует азотистой кислоте и образует соли нитриты,
N2O5 соответствует азотной кислоте и образует соли нитраты.
Остальные оксиды несолеобразующие: им не соответствуют кислоты или соли.
Сравнительная характеристика оксидов азота приведена в таблице.
Оксид
Степень окисления азота
Внешний вид при н.у.
Бесцветный газ со сладковатым запахом
Молярная масса
Плотность
Применение
Наркоз, добавка к топливу
Получение азотной кислоты
Окислитель ракетного топлива
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Также ученые получили такие экзотические соединения азота с кислородом, как тринитрамид N4O6 и нитрозилазид N4O
Эти вещества слабо изучены, поскольку очень неустойчивы и разлагаются со взрывом, образуя азот N2 и оксид азота (IV) NO2
Из всех оксидов азота мы рассмотрим оксиды азота (II) и азота (IV). Они являются промежуточными продуктами при получении азотной кислоты в промышленности.
Несолеобразующий оксид азота (II) – бесцветный газ с неприятным запахом, сильно ядовит. Это единственный оксид азота, который получается при непосредственном взаимодействии азота и кислорода. В природе он образуется в воздухе при грозовых разрядах.
Другие оксиды получают косвенным путём, используя оксид азота (II) или аммиак:
Первая реакция – каталитическая, вторая протекает сама по себе при обычных условиях
Кислотный оксид азота (IV) NO2 – бурый газ с раздражающим запахом, реагирует с водой с образованием смеси азотной и азотистой кислот:
Упомянутые выше оксиды азота образуются при сжигании топлива. Попадая в воздух, они загрязняют окружающую среду и вызывают образование кислотных дождей.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Если вы видите, как из трубы химического предприятия идёт рыжий или бурый дым – это оксид азота (IV). Он тяжелее воздуха, поэтому часто не поднимается вверх, а стелется горизонтально. Из-за этого в сочетании с цветом его называют «лисий хвост».
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Азотная кислота
Чистая азотная кислота HNO3 – бесцветная жидкость с резким раздражающим запахом. Свойства азотной кислоты:
– кипит при температуре 83°С
– с водой смешивается в любых соотношениях
– гигроскопичная: поглощает влагу из воздуха, из-за чего на воздухе «дымит», то есть совместно с влагой воздуха образует туман из азотной кислоты.
На свету азотная кислота медленно разлагается с образованием NO2, который придаёт ей жёлтый цвет.
Азотная кислота проявляет все обычные свойства кислот:
В результате этих реакций образуются соли – нитраты.
Но в то же время азот в степени окисления +5 является более сильным окислителем, чем ион водорода, поэтому при реакциях азотной кислоты с металлами выделяется не водород, а различные соединения азота: от оксида азота (IV) NO2 до аммиака NH3.
Чем активнее металл, а также чем меньше концентрация кислоты, тем сильнее восстанавливается азот.
Например, при реакции с медью выделяется NO2 или NO, а при реакции с цинком выделяется N2 или NH3.
Но в реальных условиях среди продуктов одновременно присутствует несколько соединений азота.
Железо, алюминий и хром не реагируют с концентрированной азотной кислотой, поэтому её с легкостью перевозят в стальных цистернах.
Азотная кислота также способна окислять неметаллы до соответствующих кислот:
серу до серной кислоты,
фосфор до фосфорной кислоты.
Многие органические вещества при контакте с азотной кислотой загораются. Например, скипидар:
Азотная кислота очень широко применяется в промышленности и в лаборатории.
Интересна по своим свойствам смесь двух кислот: азотной и соляной.
А всё дело в том, что при смешивании этих кислот образуется хлорид нитрозила – очень сильный окислитель
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Именно нитрозилхлорид и придаёт «царской водке» оранжевый цвет.
«Царскую водку» используют при добыче золота для его отделения от пустой породы.
В лабораториях ей отмывают химическую посуду от сильных загрязнений.
При работе с азотной кислотой нужно соблюдать крайнюю осторожность: не допускать её попадания на кожу и одежду!
Главный потребитель азотной кислоты – химическая промышленность: около 75% производимой кислоты используют для выработки удобрений. Также она расходуется на получение красителей, синтетических волокон, взрывчатых веществ, фотоплёнки, лекарств, в качестве окислителя ракетного топлива.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Соли азотной кислоты – нитраты
Соли азотной кислоты называются «нитраты».
Нитраты натрия, калия, кальция и аммония также называют селитрами.
От этого и произошло латинское название азота: nitrogenium – «рождающий селитру».
Человек сначала познакомился с селитрой, понял ее свойства, а уже потом определил, что в её состав входит азот.
Селитра образуется при очень длительном разложении органических останков. При гниении белков содержащийся в них азот высвобождается в виде аммиака и оксидов азота. Оксиды азота при этом связываются различными минеральными веществами, образуя селитру. Этот процесс происходит сотнями лет, сопровождаемый выветриванием газообразных продуктов и полным разложением органических веществ.
Нитрат натрия NaNO3 также называют чилийской селитрой из-за богатых её месторождений на территории Чили.
Очень много селитры скапливается в пещерах, где она образуется при длительном гниении и выветривании продуктов жизнедеятельности летучих мышей.
Все нитраты – твёрдые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Подобно азотной кислоте, при нагревании они разлагаются и поэтому являются сильными окислителями.
Поэтому селитру используют в качестве компонента горючих смесей, в частности, она входит в состав пороха и различных смесей для фейерверков.
Водные растворы нитратов почти не проявляют окислительных свойств.
Из солей азотной кислоты наиболее важное значение имеют нитраты натрия, калия, аммония и кальция, которые являются азотными удобрениями.
Нитрат калия используют для изготовления чёрного пороха.
Нитрат аммония входит в состав взрывчатых смесей, аммонитов, применяемых при взрывных работах. Нитраты находят широкое применение в пиротехнике. Также нитраты используют при производстве красителей, в том числе и для изготовления цветного стекла, в качестве пищевых добавок, компонентов пороха.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Азотистая кислота. Свойства азотистой кислоты.
Азотистая кислота HNO2 имеет слабый характер. Весьма неустойчива, может быть только в разбавленных растворах:
2HNO2 
NO + NO2 + H2O.
Соли азотистой кислоты называются нитритами или азотистокислыми. Нитриты гораздо более устойчивы, чем HNO2, все они токсичны.
Атом азота в азотистой кислоте имеет промежуточную степень окисления +3 и в связи с этим он может быть и окислителем, и проявлять восстановительные свойства:
Строение азотистой кислоты.
В газовой фазе планарная молекула азотистой кислоты существует в виде двух конфигураций цис- и транс-:
Химические свойства азотистой кислоты.
В водных растворах существует равновесие:
,
Нагреваясь, раствор азотистой кислоты распадается с выделением NO и образованием азотной кислоты:
,
HNO2 в водных растворах диссоциирует (KD=4,6·10 −4 ), немного сильнее уксусной кислоты. Легко вытесняется более сильными кислотами из солей:
,
Азотистая кислота проявляет окислительные и восстановительные свойства. При действии более сильных окислителей (пероксид водорода, хлор, перманганат калия) происходит окисление в азотную кислоту:
,
,
.
Кроме того, она может окислять вещества, которые обладают восстановительными свойствами:
.
Получение азотистой кислоты.
Азотистую кислоту получают при растворении оксида азота (III) N2O3 в воде:
,
Кроме того, она образуется при растворении в воде оксида азота (IV) NO2:
Применение азотистой кислоты.
Азотистая кислота применяется для диазотирования первичных ароматических аминов и образования солей диазония. Нитриты применяются в органическом синтезе в производстве органических красителей.
Физиологическое действие азотистой кислоты.
Азотистая кислота является токсичной и обладает ярко выраженным мутагенным действием, так как является деаминирующим агентом.
Формула азотистой кислоты в химии
Азотная кислота – бесцветная гигроскопичная жидкость, c резким запахом, «дымит» на воздухе, неограниченно растворимая в воде.
tкип. = 83ºC.. При хранении на свету разлагается на оксид азота (IV), кислород и воду, приобретая желтоватый цвет:
В растворе — сильная кислота; нейтрализуется щелочами, гидратом аммиака, реагирует с основными оксидами и гидроксидами, солями слабых кислот. Сильный окислитель; реагирует с металлами, неметаллами, типичными восстановителями.
Концентрированная кислота пассивирует Al, Be, Bi, Со, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th, U; не реагирует с Au, Ir, Pt, Rh, Та, W, Zr. Не разрушает диоксид кремния.
Смесь концентрированных HNO3 и HCl («царская водка») обладает сильным окислительным действием (превосходит чистую HNO3), переводит в раствор золото и платину. Еще более активна смесь концентрированных HNO3 и HF.
1. Типичные свойства кислот:
2. Специфические свойства азотной кислоты как окислителя
1) Взаимодействие азотной кислоты с металлами
В качестве окислителя выступает азот в степени окисления +5, а не водород. В результате реакций образуется продукт восстановления нитрат-иона, соль и вода.
Глубина восстановления нитрат-иона зависит от концентрации кислоты и от положения металла в электрохимическом ряду напряжений металлов. Возможные продукты взаимодействия металлов с азотной кислотой приведены в таблице ниже.
Чем активнее металл и выше степень разбавления кислоты, тем глубже происходит восстановление нитрат-ионов азотной кислоты.
Реакцию проводят для обнаружения белков, содержащих в своем составе ароматические аминокислоты. К раствору белка прибавляют концентрированную азотную кислоту. Белок свертывается. При нагревании белок желтеет. При добавлении избытка аммиака (в щелочной среде) окраска переходит в оранжевую.
Появление окрашивания свидетельствует о наличии ароматических аминокислот в составе белка.
4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2 (комн., на свету).
HNO3 + H2O = NO3– + H3O+.
HNO3 (разб.) + NH3 · H2O = NH4NO3 + H2O.
HNO3 (60%-я) + 2H0(Zn, разб. H2SO4) = HNO2 + H2O. (кат Pd)
2HNO3 (конц.) +Ag = AgNO3 + NO2 ↑ + H2O.
30HNO3 (оч. разб.) + 8Al = 8Al(NO3)3 + 3 NH4NO3 + 9H2O (примесь H2)
12HNO3 (оч. разб.) + 5Fe = 5Fe(NO3)2 + N2 ↑ + 6H2O (0-10 oC),
4HNO3 (разб.) + Fe = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O.
4HNO3 (конц., гор.) + Hg = Hg(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O,
8HNO3(разб., хол) + 6Hg = 3Hg2(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O.
6HNO3 (конц.) + S = H2SO4 + 6NO2 ↑ + 2H2O (кип.),
2HNO3 (конц.) + 6HCl(конц.) = 2NO↑ + 3Cl2↑ + 4H2O (100-150 oC).
HNO3 (конц.) + 4HCl(конц.) + Au = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O.
4HNO3 (конц.) + 18HCl(конц.) + 3Pt = 3H2[PtCl6] + 4NO↑ + 8H2O
4HNO3 (конц.) + 18HF(конц.) + 3Si = 3H2[SiF6] + 4NO↑ + 8H2O.
4HNO3 (дымящ.) + P4O10 = 2N2O5 + 4HPO3 (в атмосфере O2+O3)
Оксиды азота. Азотная кислота
Оксид азота (II) NO – бесцветный газ, не имеет запаха. В воде малорастворим, относится, как и N2O, к несолеобразующим оксидам. Оксид азота (II) NO образуется из азота и кислорода при сильных электрических разрядах (например, во время грозы в воздухе) или при высокой температуре:
Оксид азота (IV)
Оксид азота (IV) NO2 – ядовитый газ бурого цвета, имеет характерный запах. Хорошо растворяется в воде. Оксид азота (IV) является смешанным оксидом, которому соответствуют две кислоты: азотистая HNO2 и азотная HNO3. Поэтому взаимодействие с водой происходит по уравнению:
Оксид азота (III)
Азотная кислота
Физические свойства
Азотная кислота HNO3 – бесцветная жидкость, имеет резкий запах, легко испаряется, кипит при температуре 83 0С. При попадании на кожу азотная кислота может вызвать сильные ожоги (на коже образуется характерное желтое пятно, его сразу же следует промыть большим количеством воды, а затем нейтрализовать содой). С водой азотная кислота смешивается в любых соотношениях.
Химические свойства
Азотная кислота
Азотная кислота является одним из сильнейших окислителей. Ее окислительно-восстановительные свойства обусловлены присутствием в молекуле HNO3 атома азота в высшей степени окисления N+5 в составе кислотного остатка NO3—. Окислительные свойства кислотного остатка NO3— значительно сильнее, чем ионов водорода Н+, поэтому азотная кислота взаимодействует практически со всеми металлами, кроме золота и платины, находящимися в конце ряда напряжений. Так как окислителем в HNO3 являются ионы NO3—, а не ионы Н+, то при взаимодействии HNO3 с металлами практически никогда не выделяется водород. Нитрат-ионы NO3— при взаимодействии HNO3 с металлами восстанавливаются тем полнее, чем более разбавлена кислота и чем более активен металл. На следующей схеме показано, какие продукты могут образоваться при восстановлении HNO3:
Общая схема взаимодействия азотной кислоты с металлами
Аналогично концентрированная азотная кислота реагирует с некоторыми неметаллами. Неметалл при этом окисляется до оксокислоты. Например:
Взаимодействие азотной кислоты с медью
Получение
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
Применение
Азотную кислоту применяют для получения азотных удобрений, лекарственных и взрывчатых веществ.
Соли азотной кислоты
Соли азотной кислоты называются нитратами. Нитраты калия, натрия, аммония и кальция называются селитрами. Селитры применяют как минеральные азотные удобрения, так как азот является одним из основных элементов питания растений.
Азотная кислота: свойства, получение и применение :
Введение
Вы увлекаетесь цветоводством и пришли в магазин, чтобы купить удобрения для своих цветов. Пересматривая различные названия и составы, вы заметили бутыль с надписью «Азотное удобрение». Читаем его состав: «Фосфор, кальций, то-се… Азотная кислота? А это еще что за зверь?!». Обычно с азотной кислотой знакомятся именно в такой обстановке. И многим тогда же захочется узнать о ней побольше. Сегодня я постараюсь удовлетворить ваше любопытство.
Определение
Азотная кислота (формула HNO3) является сильной одноосновной кислотой. В неокисленном состоянии она выглядит так, как на фото 1. В обычных условиях это жидкость, но ее можно перевести в твердое агрегатное состояние. И в нем она напоминает кристаллы, имеющие моноклинную или ромбическую решетку.
Химические свойства азотной кислоты
Имеет способность хорошо смешиваться с водой, где происходит почти полная диссоциация этой кислоты на ионы. Концентрированная азотная кислота имеет бурый цвет (фото). Его обеспечивает разложение на диоксид азота, воду и кислород, происходящее из-за солнечного света, который падает на нее. Если ее нагреть, произойдет такое же разложение. С ней реагируют все металлы, за исключением тантала, золота и платиноидов (рутения, родия, палладия, иридия, осмия и платины). Однако ее соединение с соляной кислотой может даже растворять некоторые из них (это так называемая «царская водка»). Азотная кислота, имеющая любую концентрацию, может проявляться в качестве окислителя. Многие органические вещества при взаимодействии с ней могут самовоспламеняться. А некоторые металлы в этой кислоте будут пассивироваться. При действии на них (а также при реакции с оксидами, карбонатами и гидроксидами) азотная кислота образует свои соли, носящие название нитратов. Последние хорошо растворяются в воде. Но нитрат-ионы в ней не гидролизуются. Если нагреть соли данной кислоты, то произойдет их необратимое разложение.
Получение
Для получения азотной кислоты синтетический аммиак окисляют с помощью платино-родиевых катализаторов до появления смеси нитрозных газов, которые в дальнейшем поглощаются водой. Также она образуется, когда смешивают и нагревают калиевую селитру и железный купорос.
Применение
С помощью азотной кислоты производят минеральные удобрения, взрывчатые и некоторые отравляющие вещества. Ею травят печатные формы (офортные доски, магниевые клише и т.д.), а еще подкисляют тонирующие растворы для фото. Из азотной кислоты производят красители и лекарства, а также с ее помощью определяют наличие золота в золотых сплавах.
Физиологическое воздействие
Учитывая степень влияния азотной кислоты на организм, ее относят к 3-му классу опасности (умеренно опасная). Вдыхание ее паров приводит к раздражению дыхательных путей. При попадании на кожу азотная кислота оставляет множество долго заживающих язв.
Участки кожи, куда она попала, становятся характерного желтого цвета (фото). Говоря научным языком, происходит ксантопротеиновая реакция.
Диоксид азота, который получается при нагревании азотной кислоты или ее разложении на свету, очень токсичен и может вызвать отек легких.
Заключение
Азотная кислота приносит пользу человеку как в разбавленном, так и в чистом состоянии. Но чаще всего она встречается в составе веществ, многие из которых вам наверняка знакомы (например, нитроглицерин).
Азотная кислота — урок. Химия, 8–9 класс
Азотная кислота HNO3 — бесцветная дымящая на воздухе жидкость с неприятным запахом. При хранении на свету она разлагается и может окрашиваться в жёлтый цвет за счёт образования бурого оксида азота((IV)):
В реакциях азотной кислоты с металлами никогда не образуется водород.
Окислителем в этих реакциях выступает атом азота кислотного остатка, поэтому продуктами реакции являются соединения азота в разной степени окисления. Состав соединений зависит от активности металла и концентрации азотной кислоты. Так, при взаимодействии концентрированной азотной кислоты с медью образуется бурый оксид азота((IV)):
Концентрированная азотная кислота пассивирует железо и алюминий.
На их поверхности под действием концентрированной кислоты образуется прочная плёнка, которая защищает металл от дальнейшей реакции. Поэтому концентрированную азотную кислоту можно транспортировать в стальных или алюминиевых цистернах.
Азотная кислота способна окислять и другие неорганические и органические вещества. Органические вещества могут воспламеняться при соприкосновении с азотной кислотой, и работа с ней требует аккуратности и осторожности.
Азотная кислота используется в промышленности для получения:
Формула Азотной кислоты структурная химическая
 |  |
Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: HNO3
Химический состав Азотной кислоты
| O | Кислород | 15.999 | 3 | 76,2% |
| H | Водород | 1.008 | 1 | 1,6% |
| N | Азот | 14.007 | 1 | 22,2% |
Молекулярная масса: 63,012
Азо́тная кислота́ (HNO3) — сильная одноосновная кислота. Твёрдая азотная кислота образует две кристаллические модификации с моноклинной и ромбической решётками.
Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы. Образует с водой азеотропную смесь с концентрацией 68,4 % и tкип120 °C при нормальном атмосферном давлении. Известны два твёрдых гидрата: моногидрат (HNO3·H2O) и тригидрат (HNO3·3H2O).
Азот в азотной кислоте четырёхвалентен, степень окисления +5. Азотная кислота — бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, температура плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C ( при нормальном атмосферном давлении) с частичным разложением.
Азотная кислота смешивается с водой во всех соотношениях. Водные растворы HNO3 с массовой долей 0,95-0,98 называют «дымящей азотной кислотой», с массовой долей 0,6-0,7 — концентрированной азотной кислотой.
С водой образует азеотропную смесь (массовая доля 68,4 %, d20 = 1,41 г/см, Tкип = 120,7 °C)
Высококонцентрированная HNO3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету процесса разложения. ри нагревании азотная кислота распадается по той же реакции. Азотную кислоту можно перегонять без разложения только при пониженном давлении (указанная температура кипения при атмосферном давлении найдена экстраполяцией).
Золото, некоторые металлы платиновой группы и тантал инертны к азотной кислоте во всём диапазоне концентраций, остальные металлы реагируют с ней, ход реакции при этом определяется её концентрацией.
Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +5 до −3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты.
Смесь азотной и серной кислот носит название «меланж».
Азотная кислота широко используется для получения нитросоединений.
Смесь трех объёмов соляной кислоты и одного объёма азотной называется «царской водкой». Царская водка растворяет большинство металлов, в том числе золото и платину. Её сильные окислительные способности обусловлены образующимся атомарным хлором и хлоридом нитрозила.
Азотная кислота является сильной кислотой. Её соли — нитраты — получают действием HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде. Нитрат-ион в воде не гидролизуется.
Большинство нитратов получают искусственно.
Азотная кислота по степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. Её пары очень вредны: пары вызывают раздражение дыхательных путей, а сама кислота оставляет на коже долгозаживающие язвы.
При действии на кожу возникает характерное жёлтое окрашивание кожи, обусловленное ксантопротеиновой реакцией. При нагреве или под действием света кислота разлагается с образованием высокотоксичного диоксида азота NO2 (газа бурого цвета).
ПДК для азотной кислоты в воздухе рабочей зоны по NO2 2 мг/м3.
Азотная кислота
Азотная кислота относится к основным соединениям азота. Химическая формула – HNO3. Так какими же физическими и химическими свойствами обладает это вещество?
Данное вещество является одноосновной, то есть всегда имеет одну карбоксильную группу. Среди кислот, которые относятся к мощным окислителями, азотная кислота является одной из сильнейших. Она вступает в реакцию со многими металлами и неметаллами, органическими соединениями за счет восстановления азота
Нитраты – соли азотной кислоты. Чаще всего их используют в качестве удобрений в сельском хозяйстве
Электронную и структурную формулу азотной кислоты изображают следующим образом:
Рис. 1. Электронная формула азотной кислоты.
Концентрированная азотная кислота подвержена воздействию света и под его действием способна разлагаться на оксиды азота. Оксиды, в свою очередь, взаимодействуя с кислотой, растворяются в ней и придают жидкости желтоватый оттенок:
Хранить вещество следует в прохладном и темном месте. При повышении ее температуры и концентрации процесс распада происходит значительно быстрее. Азот в молекуле азотной кислоты всегда имеет валентность IV, степень окисления +5, координационное число 3.
Так как азотная кислота является очень сильной кислотой, в растворах она полностью разлагается на ионы. Она реагирует с основными оксидами, с основаниями, с солями более слабых и более летучих кислот.
Рис. 2. Азотная кислота.
Эта одноосновная кислота – сильнейший окислитель. Азотная кислота действует на многие металлы. В зависимости от концентрации, активности металла и условий проведения реакции может восстанавливаться с одновременным образованием соли азотной кислоты (нитрата) до соединений.
Когда азотная кислота взаимодействует с малоактивными металлами образуется NO2:
Cu+4HNO3 (конц.)=Сu(NO3)2 +2NO2+2H2O
Разбавленная азотная кислота в такой ситуации восстанавливается до NO:
Если в реакцию с разбавленной азотной кислотой вступают более активные металлы, то выделяется NO2:
Очень разбавленная азотная кислота при взаимодействии с активными металлами восстанавливается до солей аммония:
4Zn+10HNO3 (очень разб.)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
В концентрированной азотной кислоте устойчивы Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti. Металлы Al, Fe, Cr она «пассивирует» в результате образования на поверхности металлов оксидных пленок.
Смесь, образованная из одного объема концентрированной азотной и трех объемов концентрированной хлороводородной (соляной) кислоты называется «царской водкой».
Рис. 3. Царская водка.
Неметаллы окисляются азотной кислотой до соответствующих кислот, а азотная кислота в зависимости от концентрации восстанавливается до NO или NO2:
С+4HNO3 (конц.)=CO2+4NO2+2H2O
S+6HNO3 (конц.)=H2SO4+6NO2+2H2O
Азотная кислота способна окислять некоторые катионы и анионы, а также неорганические ковалентные соединения, например, сероводород.
3H2S+8HNO3 (разб.)= 3H2SO4 +8NO+4H2O
Азотная кислота взаимодействует со многими органическими веществами, при этом один или несколько атомов водорода в молекуле органического вещества заменяются нитрогруппами – NO2. Этот процесс называется нитрованием.
Азотная кислота – жидкость, которая не имеет цвета, но обладает резким запахом. Особенностью этой кислоты является то, что она может смешиваться с водой в любых соотношениях. Азотная кислота также обладает рядом свойств. Она может вступать в реакцию, например, с металлами, неметаллами, оксидами, основаниями и др.
Средняя оценка: 3.9. Всего получено оценок: 247.
Кислоты — классификация, свойства, получение и применение
Кислоты (неорганические, минеральные) — это сложные соединения состоящие из катиона водорода (H+) и аниона кислотного остатка(SO32-, SO42-, NO3— и т.д).
Кислотам дали такое название не просто так. Большинство из них имеют кислый вкус. С некоторыми из них знаком каждый из вас. Это, например, уксусная кислота, которая есть в каждом доме, аскорбиновая кислота (она же витамин C), лимонная кислота и т.д. Но не стоит все кислоты пробовать на вкус. Кислоты являются очень едкими веществами.
Даже всем нам привычная и известная аскорбиновая кислота в большой концентрации будет вредна нашему организму. А от более сильных кислот — серной, соляной и даже уксусной — можно получить очень сильные ожоги, вплоть до летального исхода.
Поэтому при работе с кислотами нужно быть осторожными, а также соблюдать технику безопасности.
Таблица названий некоторых кислот и их солей
| Серная | H2SO4 | Сульфат |
| Сернистая | H2SO3 | Сульфит |
| Сероводородная | H2S | Сульфид |
| Соляная (хлористоводородная) | HCl | Хлорид |
| Фтороводородная (плавиковая) | HF | Фторид |
| Бромоводородная | HBr | Бромид |
| Йодоводородная | HI | Йодид |
| Азотная | HNO3 | Нитрат |
| Азотистая | HNO2 | Нитрит |
| Ортофософорная | H3PO4 | Фосфат |
| Угольная | H2CO3 | Карбонат |
| Кремниевая | H2SiO3 | Силикат |
| Уксусная | CH3COOH | Ацетат |
Классификация кислот
| Кислородсодержащие (H2SO4) | Бескислородные (HCl) |
| Одноосновные (HCl) | Двухосновные (H2SO4) | Трёхосновные (H3PO4) |
Понятие «одноосновная кислота» произошло по причине того, что для нейтрализации одной молекулы одноосновной кислоты нам понадобится одна молекула основания. для двухосновной — соответственно две молекулы и т. д.
| Растворимые (HCl) | Нерастворимые (H2SiO3) |
| Сильные (H2SO4) | Слабые (CH3COOH) |
| Летучие (H2S) | Нелетучие (H2SO4) |
| Устойчивые (H2SO4) | Неустойчивые (H2CO3) |
Свойства кислот
Изменение цвета индикаторов в кислой среде
| Метилоранж | оранжевый | красный |
| Лакмус | фиолетовый | красный |
| Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный |
| Бромтимоловый синий | зеленый | желтый |
| бромкрезоловый зеленый | синий | желтый |
Химические свойства кислот
H2SO4 + 2Na → Na2SO4 + H2↑
Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода, не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).
Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.
H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O
H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2↑
3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4
Получение кислот
H2O + SO3 →H2SO4
H2 + Cl2 → 2HCl
3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4
Применение кислот
В настоящее время, минеральные и органические кислоты находят множество сфер применения.
Серная кислота (H2SO4), находит широкое применение в химической технологии, для производства лакокрасочных материалов, производстве минеральных удобрений, в пищевой промышленности (пищевая добавка Е513), в качестве электролита в производстве аккумуляторных батарей.
Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) используются в лабораториях для мытья химической посуды. Являясь сильным окислителем, хромка позволяет отмывать посуду от следов загрязнений органическими веществами. Так же, хромовая смесь используется в органическом синтезе.
Борная кислота (H3BO3) используется в медицине как антисептик, в качестве флюса при пайке металлов, как борсодержащее удобрение, в домашнем хозяйстве используется как средство от тараканов.
Широко известны в домашнем использовании при выпечке уксусная и лимонная кислоты. Также в быту их используют для удаления накипи.
Знакомая всем с детства аскорбиновая кислота, более известная в народе как витамин С, применяется при лечении простудных заболеваний.
Азотная кислота (HNO3) находит применение при производстве взрывчатых веществ, при производстве минеральных азотсодержащих удобрений (аммиачная, калиевая селитра), в производстве лекарственных средств (нитроглицерин).
