Реферат: Азотная кислота основные понятия

Название: Азотная кислота основные понятия
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат

Азотная кислота
HNO3

Презентация

Ученицы 9 класса «б»

Гончаренко Инны

Физические и физико-химические свойства

Молекула имеет плоскую структуру (длины связей в нм):

- азот в азотной кислоте четырёхвалентен, степень окисления +5.

- азотная кислота - бесцветная, дымящая на воздухе жидкость,

- концентрированная азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет,

(высококонцентрированная HNO3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету процесса разложения:

4HNO3 == 4NO2  + 2H2O + O2  )

- температура плавления -41,59°С,

- кипения +82,6°С с частичным разложением.

- растворимость азотной кислоты в воде неограничена. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы. С водой образует азеотропную смесь.

Химические свойства

При нагревании азотная кислота распадается по той же реакции.

4HNO3 == 4NO2  + 2H2O + O2  )

HNO3 как сильная одноосновная кислота взаимодействует:

а) с основными и амфотерными оксидами:

CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

б) с основаниями:

KOH + HNO3 = KNO3 + H2O

в) вытесняет слабые кислоты из их солей:

CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2 

При кипении или под действием света азотная кислота частично разлагается:

4HNO3 = 4NO2  + O2  + 2H2O

Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до -3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты.

Как кислота-окислитель, HNO3 взаимодействует:

- а) с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода:

Концентрированная HNO3

- Cu + 4HNO3(60%) = Cu(NO3)2 + 2NO2  + 2H2O

Разбавленная HNO3

- 3Cu + 8HNO3(30%) = 3Cu(NO3)2 + 2NO  + 4H2O

- б) с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода:

- Zn + 4HNO3(60%) = Zn(NO3)2 + 2NO2  + 2H2O

- 3Zn + 8HNO3(30%) = 3Zn(NO3)2 + 2NO  + 4H2O

- 4Zn + 10HNO3(20%) = 4Zn(NO3) 2 + N2O  + 5H2O

- 5Zn + 12HNO3 = 5Zn(NO3) 2 + N2  + 6H2O д

- 4Zn + 10HNO3(3%) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Все приведенные выше уравнения отражают только доминирующий ход реакции. Это означает, что в данных условиях продуктов данной реакции больше, чем продуктов других реакций, например, при взаимодействии цинка с азотной кислотой (массовая доля азотной кислоты в растворе 0,3) в продуктах будет содержаться больше всего NO, но также будут содержаться (только в меньших количествах) и NO2, N2O, N2 и NH4NO3.

Нитраты

HNO3 — сильная кислота. Её соли — нитраты — получают действием HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде.

Соли азотной кислоты - нитраты - при нагревании необратимо разлагаются, продукты разложения определяются катионом:

- а) нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений левее магния:

- 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2

- б) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений между магнием и медью:

- 4Al(NO3)3 = 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2

- в) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений правее ртути:

- 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

- г) нитрат аммония:

- NH4NO3 = N2O + 2H2O

Нитраты в водных растворах практически не проявляют окислительных свойств, но при высокой температуре в твердом состоянии нитраты - сильные окислители, например:

Fe + 3KNO3 + 2KOH = K2FeO4 + 3KNO2 + H2O - при сплавлении твердых веществ.

Соли азотной кислоты — нитраты — широко используются как удобрения. При этом практически все нитраты хорошо растворимы в воде, поэтому в виде минералов их в природе чрезвычайно мало; исключение составляют чилийская (натриевая) селитра и индийская селитра (нитрат калия). Большинство нитратов получают искусственно.

С азотной кислотой не реагируют стекло, фторопласт-4.

Производство азотной кислоты

Промышленное производство.

Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платино-родиевых катализаторах до смеси оксидов азота, с дальнейшим поглощением их водой

Промышленный способ получения HNO3 состоит из следующих основных стадий:

1. окисления аммиaка в NO в присутствии платино-родиевого

катализатора:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

- 2. окисления NO в NO2 на холоду под давлением (10 ат, 1 МПа):

2NO + O2 = 2NO2

- 3. поглощения NO2 водой в присутствии кислорода:

4NO2 + 2H2O + O2= 4HNO3

Массовая доля HNO3 в получаемом растворе составляет около 0,6.

Изредка применяемый дуговой способ получения азотной кислоты отличается только первой стадией, которая состоит в пропускании воздуха через пламя электрической дуги:

N2 + O2 = 2NO

Схема производства азотной кислоты под единым давлением (0,65-0,70 МПа)

Лабораторный способ получения HNO3

Действие концентрированной серной кислоты на твердые нитраты при нагревании:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3

при этом получается дымящая азотная кислота.

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.

Применение

- - 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. Сама смесь, состоящая из 1-ого объёма этого вещества и 3-ёх объёмов соляной кислоты, называется «царской водкой».


Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия
Азотная кислота основные понятия