Азотная кислота и ее соли (9 класс)

Это вещество было описано арабским химиком в VIII веке Джабиром ибн Хайяном (Гебер) в его труде «Ямщик мудрости», а с ХV века это вещество добывалось для производственных целей
- Благодаря этому веществу русский учёный В.Ф. Петрушевский в 1866 году впервые получил динамит.
Это вещество является компонентом ракетного топлива, его использовали для двигателя первого в мире советского реактивного самолёта БИ – 1
Это вещество – прародитель большинства взрывчатых веществ (например, тротила, или тола)
- Это вещество в смеси с соляной кислотой растворяет платину и золото, признанное «царём» металлов. Сама смесь, состоящая из 1-ого объёма этого вещества и 3-ёх объёмов соляной кислоты, называется «царской водкой».

Её величество
Азотная кислота
Яконюк Вера Сергеевна учитель химии МОУ Знаменская СОШ
Урок химии 9класс

СОДЕРЖАНИЕ:
Историческая справка
Строение
Получение.Лабороторный способ
Промышленный способ
Физические свойства
Химические свойства.Общие с другими кислотами
Химические свойства.Специфические
Таблица
Применение

Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса:
4KNO3 + 2(FeSO4 · 7H2O) (t°) → Fe2O3 + 2K2SO4 + 2HNO3↑ + NO2↑ + 13H2O
Чистую азотную кислоту получил впервые Иоганн Рудольф Глаубер, действуя на селитру концентрированной серной кислотой:
KNO3 + H2SO4(конц.) (t°) → KHSO4 + HNO3↑
Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды
Историческая справка

Опытным путем доказано, что двойная связь равномерно распределена между двумя атомами кислорода. Степень окисления азота в азотной кислоте равна +5, а валентность (обратите внимание) равна четырем, ибо имеются только четыре общие электронные пары. Связь – ковалентная полярная.
Кристаллическая решетка – молекулярная
Строение

Получение HNO
3
Лабороторный способ получения:
NaNO3
+
H2SO4
t
NaHSO4
+
HNO3
при этом получается дымящая азотная кислота

Промышленный способ
1. Окисления аммиaка в NO в присутствии платино-родиевого
катализатора:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
3. Поглощения NO2 водой в присутствии кислорода:
4NO2 + 2H2O + O2= 4HNO3
Массовая доля HNO3 составляет около 60%
2. Окисления NO в NO2 на холоду под давлением (10 ат):
2NO + O2 = 2NO2

Физические свойства
Физические
свойства
бесцветная
жидкость
tпл=-41,60C
tкип=82,60C
неограниченно
смешивается
с водой
летучая –
на воздухе
« дымит»
Конц. азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет,

Исследования (задания по группам):
(Повторение ПТБ!).
1 группа: провести реакцию раствора азотной кислоты и
оксида меди (II), записать уравнение реакции, определить ее тип
2 группа: получить нерастворимое основание Cu(OH)2;
провести реакцию раствора азотной кислоты и гидроксида
меди (II); записать уравнение реакции, определить ее тип
3 группа: провести реакцию растворов азотной кислоты и
карбоната натрия, записать уравнение реакции, определить
ее тип
Для всех: провести реакцию растворов азотной кислоты и
Гидроксида калияв присутствии фенолфталеина,
записать уравнение реакции, определить ее тип

Группа №1 CuO + 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O -
реакция ионного обмена, необратимая
CuO + 2H+ + 2 NO3- = Cu2+ + 2 NO3- + H2O
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
Группа №2 CuCl2 + 2 NaOH = Cu(OH)2↓ + 2 NaCl
(получение нерастворимого основания)
Cu(OH)2 ↓+ 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 H2O -
реакция ионного обмена, необратимая
Cu(OH)2 ↓ + 2H+ + 2 NO3- = Cu2+ + 2 NO3- + 2 H2O
Cu(OH)2↓ + 2H+ = Cu2+ + 2 H2O
Признак реакции – растворение голубого осадка Cu(OH)2
Группа №3 2 HNO3 + Na2CO3 = 2 NaNO3 + H2O + CO2 ↑ -
реакция ионного обмена, необратимая
2 H+ + 2NO3- + 2 Na+ + CO3 2- = 2 Na+ +NO3- + H2O + CO2↑
2 H+ + CO3 2- = H2O + CO2 ↑
Признак реакции – характерное «вскипание».

Общие с другими кислотами:
1. Сильный электролит, хорошо диссоциируют на ионы
HNO3 -> H+ +NO3-
Изменяет окраску индикатора.
2. Реагирует с основными оксидами
СuO+2 HNO3 -> Cu(NO3)2 +H2O
3. Реагирует с основаниями
HNO3 + KOH -> KNO3 + H2O
4. Реагирует с солями более летучих кислот
Na2CO3 + 2HNO3 -> 2NaNO3 +H2CO3
cухая / \
H2O CO2

Специфические:
При нагревании и под действием света разлагается
4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2
Реагирует с неметаллами
С + 4HNO3(конц.) = CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O
S+6HNO3(60%) =H2SO4+6NO2↑+ 2H2O
S+2HNO3(40%) =H2SO4+2NO ↑
P+5HNO3(60%) =H3PO4+5NO2↑+ H2O
P+ 5HNO3(30%)+2H2O =3H3PO4+5NO ↑
NO неMe + HNO3 NO2
.
АЗОТНАЯ КИСЛОТА ОКИСЛЯЕТ НЕМЕТАЛЛЫ

Взаимодействие азотной кислоты с металлами изучено довольно хорошо, т.к. конц. HNO3 используется в качестве окислителя ракетного топлива. Смысл заключается в том, что продукты реакции зависят от двух факторов:
1) концентрация азотной кислоты;
2) активность металла
Комбинацией этих двух параметров и определяется состав продуктов реакции.
Что может быть?
а) металл может вступать в реакцию, а может не вступать (не реагировать вообще, пассивироваться);
б) состав газов смешанный (как правило выделяется не один газообразный продукт, а смесь газов, иногда какой-то газ преобладает над другими);
в) обычно водород в этих процессах не выделяется (есть исключение, когда на практике доказывается, что Mn + разб. HNO3 действительно выделяется газ водород)
Главное правило: Чем активнее металл и чем разбавленнее азотная кислота, тем глубже идёт восстановление азотной кислоты (крайний вариант - восстановление до амммиака NH3, точнее до NH4NO3 ; здесь процесс воссстановления N{+5} + 8e ----> N{-3} ). Возможны промежуточные варианты восстановления до NO2, NO, N2O, N2
Общая схема процесса:
HNO3 + Me ---> соль азотной кислоты (нитрат) + продукт восстановления азотной кислоты + H2O

Взаимодействие с металлами:
При взаимодействии с металлами образуются нитрат, вода и третий продукт по схеме:
HNO3(р.)+Me(до H2)→нитрат+H2O+NH3(NH4NO3)
HNO3(р.)+Me(после H2)→нитрат+H2O+NO
HNO3(к.)+Me(до H2)→нитрат+H2O+N2O(N2)
HNO3(к.)+Me(после H2)→нитрат+H2O+NO2
Концентрированная HNO3 на Al, Cr, Fe,Au, Pt не действует.

P.S концентрированная HNO3 >60%
разбавленная HNO3 = 30-60%
очень разбавленная HNO3 < 30%
на холоде: железо, хром, алюминий пассивирует
Взаимодействие с металлами

Применение Азотной кислоты:
- производство азотных и комбинированных удобрений,
-взрывчатых веществ (тринитротолуола и др.),
-органических красителей.
-как окислитель ракетного топлива.
- В металлургии Азотная кислота применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота и серебра.

Действие на организм
Вдыхание паров Азотная кислота приводит к отравлению, попадание Азотная кислота (особенно концентрированной) на кожу вызывает ожоги. Предельно допустимое содержание Азотная кислота в воздухе промышленных помещений равно 50 мг/м3 в пересчёте на N2O5 Концентрированная Азотная кислота при соприкосновении с органическими веществами
вызывает пожары и взрывы

Проверь себя:
Степень окисления азота в HNO3 а)-3 б)0 в)+5 г)+4
При хранении на свету HNO3 а) краснеет б) желтеет в) остается бесцветной
При взаимодействии с металлами азотная кислота является: а)окислителем, б)восстановителем, в)и тем, и другим.
Азотная кислота в растворе не реагирует с веществом, формула которого:
а) CO2 ; б) NaOH; в) Al(OH)3 ; г) NH3 .
Царская водка- это а)концентрированный спирт б)3 объема HCl и 1 объем HNO3
в) концентрированная азотная кислота

1 - в
2 - б
3 - а
4 - а
5 - б
ключ

вывод:
1. Азотной кислоте характерны общие свойства кислот:
реакция на индикатор, взаимодействие с оксидами металлов,
гидроксидами, солями более слабых кислот
обусловленные наличием в молекулах иона Н+;
2. Сильные окислительные свойства азотной кислоты
обусловлены строением ее молекулы;
При ее взаимодействии с металлами
никогда не образуется водород,
а образуются нитраты, оксиды азота
или другие его соединения (азот, нитрат аммония)
и вода в зависимости от концентрации кислоты и активности металла;
3. Сильные окислительные способности HNO3
широко применяются для получения различных важных
продуктов народного хозяйства (удобрения, лекарства, пластики и т.д.)

Домашнее задание:
§26 упр 4,5 Творческое задание –презентация история открытия азотной кислоты. Применение азотной кислоты

Спасибо
за урок