Азотная кислота

Оксокислоты азота

Азотистая кислота НNO₂ является слабой кислотой с рК=3,34 при 25⁰С. При комнатной температуре азотистая кислота диспропорционирует на азотную кислоту и монооксид азота, который немедленно взаимодействует с кислородом воздуха, образуя диоксид азота:

3 НNO₂→ НNO₃ + 2 NO_(г) + Н₂О (ж)

2 NO_(г) +О_2(г) → 2 NO _{2 (г)}

Восстановительные свойства нитритов. Азотистая кислота и нитриты могут окислять ряд восстановителей (например, иодиды, соли железа П, образуя монооксид азота NO₂ + 2Н⁺ + е = 2 NO_(г) + Н₂О Е⁰=0,99 В.

Нитриты калия и натрия можно получать при нагревании нитратов

2NaNO₃(тв) → 2NaNO₂(тв) + O₂(г)

Промышленный способ получения азотной кислоты основан на окислении аммиака 4NH₃ + 5O₂→ 4NO(г) +6H₂O(ж)

2NO _(г) +O_{2 (г)} → 2NO_{2 (г)}

4NO_2(г) +O_2(г) +2H₂O_(ж)→ 4HNO_3(ж)

Лабораторный способ получения HNO_3. При действии концентрированной серной кислоты на нитрат натрия, с последующей отгонкой:

NaNO_{3 (тв)} +H₂SO_{4 (ж)} → HNO_{3 (ж)}+ NaHSO_4(тв)

Концентрированная азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет за счет образования диоксида при разложении HNO₃ на свету:

4HNO_3(ж) → 4NO_2(г)+ О_{2 (г)} +2Н₂О _ж)

Свойства азотной кислоты:

Чистая азотная кислота – бесцветная жидкость, кипящая при 86⁰С. Безводная азотная кислота является проводником из-за собственной ионизации:

2HNO₃ ↔ NO₂^- + NO₃^- + H₂O

В присутствии акцепторов протонов и в водных растворах азотная кислота является сильной кислотой, т.к. степень ионизации увеличивается:

2HNO_3(ж)+ Н₂О _(ж) ↔ Н₃О⁺_(водн)+ NO₃^-_(водн)

Так как азотная кислота является окислителем, водород образуется очень редко. Только Mg и Ca реагируют с холодной разбавленной азотной кислотой, выделяя водород:

Mg (тв) + 2 HNO₃(_{водн.хол.разб}) → Mg(NO₃)₂(_водн) +H_2(г)

В случае других металлов преимущественно восстанавливается нитрат-ион, а не Н⁺- ион. При этом возможно образование различных продуктов восстановления азотной кислоты:

а) NO₃^- +2H⁺ +e↔H₂O+NO₂

б) NO₃^- +4H⁺ +3e↔2H₂O+NO

в) NO₃^- +5H⁺ +4e↔2,5 H₂O+ 0,5N₂O

г) NO₃^- +8H⁺ +6e↔2H₂O+ NH₃OH⁺

д) NO₃^- +10H⁺ +8e↔3H₂O+ NH₄⁺

Cu, Pb малоактивные металлы, с HNO₃ образуют NO_2, а с разбавленной NO.

Элементы со слабо выраженными металлическими свойствами окисляются до гидроксидов:

Sn _(тв) +4HNO_{3 (ж)} →SnO_2(ж) +2 H₂O_(ж)+4NO_2(г)

В реакциях с некоторыми металлами, например: AI, Cr, Fe концентрированная азотная кислота образует оксид, покрывающий тонкой пленкой поверхность металла и тем самым препятствующий дальнейшему взаимодействию. Это явление называется пассивированием металла. Некоторые металлы не взаимодействуют с азотной кислотой (Pt,Au). Их называют благородными. На них действует только «царская водка»: смесь концентрированных азотной и соляной кислот.

Au³⁺_(водн) + 4CI^-_(водн)↔ AuCI₄^-

Сплав Дьюара (AI,Cu,Zn) в щелочных растворах восстанавливает нитраты и нитриты до аммиака:

4Zn_(тв) +NO₃^-_(водн)+ 7OH^-_(водн) +6H₂O_(ж)→ 4[Zn(OH)₄]^2-_(водн) +NH_3(г)

Это качественная реакция на нитраты.

Дата добавления: 2014-10-31