Химические свойства азотной кислоты (взаимодействие с неметаллами)

Химические свойства азотной кислоты (взаимодействие с металлами)

HNO₃ (конц)

Li K Ca Na Mg (Al) Mn Zn (Cr) (Fe) Ni Sn Pb H Cu Hg Ag (Аu Pt)

соль + N₂O + H₂O Соль + NO₂ + H₂O не реагируют

 

 

1). При взаимодействии с металлами никогда не выделяется водород

2). Al, Cr, Fe пассивируются (покрываются защитной пленкой) концентрированной холодной азотной кислотой, поэтому реагируют только при нагревании:

Fe + 6HNO_3(конц) Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

 

HNO₃ (разбавленная)

 

Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag (Аu Pt)

соль + N₂ + H₂O Соль + NO + H₂O не реагируют

 

 

HNO₃ (очень разбавленная)

 

Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag (Аu Pt)

соль + NH₄NO₃ + H₂O не реагируют

 

Химические свойства азотной кислоты (взаимодействие с неметаллами)

 

Азотная кислота восстанавливается до NO₂; неметаллы окисляются до соответствующих кислот:

S⁰ + 6HNO₃(конц) → H₂S⁺⁶O₄ + 6NO₂ + 2H₂O (нагревание)

B⁰ + 3HNO₃ →H₃B⁺³O₃ + 3NO₂

P⁰ + 5HNO₃ →5NO₂ + H₃P⁺⁵O₄ + H₂O

I₂+10HNO_3(к) ®2HIO₃+10NO₂ ↑+4H₂O

C + 4HNO₃ 4NO₂ + CO₂ + 2H₂O

Разбавленная кислота окисляет только фосфор и йод:

3P⁰ + 5HNO₃ + 2H₂O(разб) →5NO + 3H₃P⁺⁵O₄

3I₂+10HNO_3(разб) ®6HIO₃+10NO↑+2H₂O

 

Азотная кислота окисляет сложные вещества; при этом может происходить окисление одного из элементов: FeO + 4HNO_3(конц) ®Fe(NO₃)₃ + NO₂­ + 2H₂О

или двух атомов одновременно: Cu⁺¹₂S^-2 + 14HNO₃(конц) → 2Cu⁺¹(NO₃)₂ + H₂S⁺⁶O₄ + 10NO₂↑+ 6H₂O

В реакциях между сложными веществами и азотной кислотой, как правило, выделяется NO₂, а с разбавленной – NO.

Хлорид и фторид-ионы не окисляются азотной кислотой; бромид и йодид-анионы окисляются до свободных галогенов, азотная кислота восстанавливается до NO (разбавленная) и до NO₂ – концентрированная.

Процессы, происходящие в «царской водке».

HNO_{3 (конц)} + 3HCl _(конц) ↔NOCl + 2Cl⁰ + 2H₂O (комн. темп)

2HNO_{3 (конц)} + 6HCl _(конц)→2NO + 3Cl₂ + 4H₂O

HNO_{3 (конц)} + 4HCl _(конц) + Au →H[AuCl₄] + NO + 2H₂O

4HNO_{3 (конц)} + 18HCl _(конц) + 3Pt →3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O

NOCl – оранжево–желтый газ, желтовато–красная жидкость, термически неустойчивое вещество, разлагается при комнатной температуре:

2NOCl ↔2NO + Cl₂ Сильно корродирует металлы: 3NOCl + Fe → FeCl₃ + 3NO (при комн. темп.)

 

 

2 вариант лекции

Азотная кислота (HNO₃)

взаимодействие с металлами

Сильный окислитель

1. Разлагается на свету и при нагревании 4HNO₃ 2H₂O + 4NO₂­ + O₂­

2. Окрашивает белки в оранжево-желтый цвет (при попадании на кожу рук - "ксантопротеиновая реакция")

3. При взаимодействии с металлами никогда не выделяется водород

металл + HNO₃ → соль азотной кислоты + вода + газ (азот, оксиды азота, аммиак, который в избытке кислоты образует нитрат аммония).

в) HNO₃ – окислитель.

Продукты восстановления HNO₃ зависят от 2-х факторов: силы восстановителя и концентрации кислоты. Чем сильнее восстановитель и чем более разбавлена кислота, тем более низкую степень окисления имеет азот (N) в продуктах восстановления HNO₃:

восстановитель концентрация HNO3	щелочные и щелочноземельные металлы, магний, цинк	тяжелые металлы
концентрированная кислота (более 67%)	N2+1O	N+4O2
разбавленная кислота (менее 67, более 10%)	N2	N+2O
Очень разбавленная кислота (менее 10%); реагирует только с металлами, стоящими до водорода в ряду активности.	N–3H4NO3	N–3H4NO3

HNO₃ не взаимодействует с Au, Pt, Ir, Os.

HNO₃(конц.) взаимодействует с Al, Cr, Fe ТОЛЬКО при t°

NO₃^- + 2H⁺ + 1e → NO₂ + H₂O, (1)

NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO + 2H₂O, (2)

2NO₃^- + 10H⁺ + 8e → N₂O + 5H₂O, (3)

2NO₃^- + 12H⁺ + 10e → N₂ + 6H₂O, (4)

NO₃^- + 10H⁺ + 8e → NH₄⁺ + 3H₂O. (5)

***С одним и тем же восстановителем, например цинком, кисло­та, если она концентрированная, будет обязательно реагировать по схеме (1) с выделением NО₂; если НNО₃ разбавленная, то она может взаимодействовать с Zn по любой схеме (2)-(5), в зависимости от степени разбавления.

 

 

Взаимодействие концентрированной азотной кислоты с металлами:

Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Au Pt

* соль + N₂O + Н₂О ** соль + NO₂ + H₂O

1). Al, Cr, Fe пассивируются концентрированной кислотой (покрываясь защитной пленкой из хемосорбированного кислорода), однако при нагревании реакции с этими металлами протекают:

Fe + 6HNO₃ Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

2). * Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с концентрированной кислотой со взрывом, при этом продукты восстановления кислоты могут быть самыми разнообразными (вплоть до NO₂). [для ЕГЭ пишем N₂O или азот]

3). ** Металлы из середины ряда активности, а также некоторые металлы, стоящие после Н₂, при взаимодействии с концентрированной кислотой в качестве продукта восстановления азота образовывают NO₂.

4). Благородные металлы (Au, Pt, Os, Ir и др.) не растворяются в азотной кислоте.

 

 

Взаимодействие разбавленной азотной кислоты с металлами:

 

Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Au Pt

* соль + N₂ + Н₂О ** соль + NO + H₂O

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: