Раствор азотной кислоты

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 – прародитель большинства взрывчатых веществ (например, тротила, или тола).
Это вещество является компонентом ракетного топлива, его использовали для двигателя первого в мире советского реактивного самолёта БИ – 1.
Это вещество в смеси с соляной кислотой растворяет платину и золото, признанное «царём» металлов.

У атома азота имеется три неспаренных
p-электрона на внешнем слое, за счет которых
он образует с атомами кислорода три σ-связи. За счет неподеленной электронной пары образуется четвертая ковалентная связь. Электронное облако
делокализовано между
двумя атомами кислорода. Молекула имеет
плоскую структуру
Строение молекулы
Валентность – IV
Степень окисления -5

Физические свойства
Бесцветная жидкость, дымящая на воздухе.
Едкий запах.
Желтый цвет концентрированной кислоты (разложение с образованием NO2) 4HNO3 = 4NO2↑ + 2H2O + O2↑
Плотность 1,52 г/см3.
Температура кипения – 860С.
Температура затвердевания – -41,60С.
Гигроскопична.
С водой смешивается в любых
соотношениях.

Химические свойства
Разбавленная азотная кислота проявляет свойства, общие для всех кислот:
Диссоциация в водном растворе:
HNO3 → H++ NO3-
Реакция с основаниями:
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
Cu(OH)2↓ + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
Реакция с основными оксидами:
CaO + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O
Реакция с солями:
Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2↑

Специфические свойства – взаимодействие с металлами
ЗАПОМНИ!
При взаимодействии азотной кислоты любой концентрации с металлами водород никогда не выделяется. Продукты зависят от металла и концентрации кислоты.

Окисление металлов:
Продукты восстановления
зависят от активности
металла и разбавленности
азотной кислоты (чем активнее металл и чем разбавленнее кислота, тем меньшую степень окисления получает азот)
HNO3+ Ме →cоль + Н2О + (
Азотная кислота – сильный окислитель
N2,
NO2,
Al, Fe, Co, Ni, Cr без нагревания не взаимодействуют
NH3(NH4NO3)
NO,
N2O3,
N2O,
C металлами

HNO3(конц)+ Ме
Азотная кислота – сильный окислитель
N2O
Sn – Ag
NO2
Al, Fe, Co, Ni, Cr без нагревания не взаимодействуют
HNO3(разб)+ Ме
К,Ca,Na, Mg,Zn…
К,Ca,Na, Mg,Zn…
NH3(NH4NO3)
NO
Sn – Ag

Разбавленная

Концентрированная

HNO3(конц) + Hg = Hg(NO3)2 + NO2↑ + H2O
Zn + HNO3(р)= Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
Cu + HNO3(разб) = Cu(NO3)2 + NO + H2O
Cu + HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
Zn + HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + NO2 + H2O
Al + HNO3(конц) =
Fe+ HNO3(конц) =

4HNO3(конц) + Hg = Hg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
4Zn + 10HNO3(р)= 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Al + HNO3(конц) =
Fe+ HNO3(конц) =

Взаимодействие с неметаллами
При взаимодействии с неметаллами образуется кислота, в которой у неметалла высшая степень окисления, и продукт по схеме:
NO неMe + HNO3 NO2
P+5HNO3(к.)H3PO4+5NO2+H2O
3P+5HNO3(р)+2H2O3H3PO4+5NO

Окисление неметаллов
НNO3+H2O + Неме = кислота* +NO
разбавлен
НNO3+ Неме = кислота* +NO2↑ + H2O
конц
Р + HNO3(конц) = H3PO4 + NO2↑ + H2O
C + HNO3(конц) = NO2 + CO2 + H2O
P+ HNO3(р)+ H2O= H3PO4+ NO
Р + 5HNO3(конц) = H3PO4 + 5NO2↑ + H2O
C + 4HNO3(конц) = 4NO2 + CO2 + 2H2O
3P+5HNO3(р)+2H2O=3H3PO4+5NO

Органические вещества
окисляются и воспламеняются
в азотной кислоте.
Белки при взаимодействии с конц. азотной кислотой разрушаются и приобретают жёлтую окраску .
Под действием азотной кислоты воспламеняются бумага, масло, древесина, уголь.

Смесь концентрированных азотной и соляной кислот (соотношение по объему 1 :3) называется царской водкой; она растворяет даже благородные металлы.
Смесь HNO3 концентрации 100% и H2SO4 концентрации 96%
при их соотношении по объему 9:1 называют меланжем.

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

Получение азотной кислоты
– взаимодействием калиевой или натриевой селитры с концентрированной серной кислотой при нагревании:
KNO3 + H2SO4 = HNO3 + KHSO4
при этом получается дымящая азотная кислота
В лаборатории

Нитраты – соли азотной
кислоты (cелитры)
Получаются при взаимодействии азотной кислоты с металлами, оксидами металлов, основаниями,
аммиаком и некоторыми солями.
Физические свойства. Это твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

Нитраты – соли азотной
кислоты (cелитры)
Химические свойства.
Сильные электролиты,
проявляют все свойства солей.
NaNO3 Na+ + NO3-
Cu(NO3)2 + 2KOH = Cu(OH)2↓ + 2KNO3
AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3
Pb(NO3)2 + Zn = Pb + Zn(NO3)2
Ba(NO3)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HNO3

Разложение нитратов
при нагревании
Me(NO3)x
Ca – Mg
Me(NO2)x + O2↑
Mg - Cu
MexOy + NO2↑ + O2↑
Me + NO2↑ + O2↑
2KNO3 = 2KNO2 + O2↑
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑ + O2↑
Разложение нитрата аммония:
NH4NO3 = N2O + 2H2O
После Cu
разложение

Качественные реакции на
азотную кислоту и ее соли
NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3
4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ +2H2O
Бурый газ
Твердые нитраты. Щепотку соли
бросают в огонь горелки.
Происходит яркая вспышка.

красители
лекарства
удобрения
пластмасса
пиротехника
взрывчатые
вещества
Применение азотной
кислоты и нитратов
HNO3 и нитраты
травление металлов

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

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
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».
Признак реакции – растворение голубого осадка Cu(OH)2.

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

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.)