اسید نیتریک و خواص آن

تمیز اسید نیتریک HNO 3 یک مایع بی رنگ است. در هوا، مانند اسید هیدروکلریک غلیظ «دود می‌کند»، زیرا بخارات آن با رطوبت موجود در هوا، قطرات کوچکی از مه را تشکیل می‌دهند.

اسید نیتریک قوی نیست. قبلاً تحت تأثیر نور به تدریج تجزیه می شود:

4HN0 3 = 4N0 2 + 0 2 + 2H 2 0.

هر چه دما بالاتر باشد و اسید غلیظ تر باشد سریعتر می رودتجزیه. دی اکسید نیتروژن آزاد شده در اسید حل می شود و رنگ قهوه ای به آن می دهد.

اسید نیتریک یکی از قوی ترین اسیدها است: در محلول های رقیق کاملاً به یون های H+ و N0_ تجزیه می شود.

اسید نیتریک یکی از پرانرژی ترین عوامل اکسید کننده است. بسیاری از غیر فلزات به راحتی توسط آن اکسید می شوند و به اسیدهای مربوطه تبدیل می شوند. بنابراین، گوگرد، هنگامی که با اسید نیتریک می جوشد، به تدریج به اسید سولفوریک، فسفر به اسید فسفریک اکسید می شود.

اسید نیتریک تقریباً روی همه فلزات عمل می کند (به بخش 11.3.2 مراجعه کنید)، آنها را به نیترات و برخی از فلزات را به اکسید تبدیل می کند.

HNO 3 غلیظ برخی از فلزات را غیرفعال می کند.

حالت اکسیداسیون نیتروژن در اسید نیتریک 5+ است. به عنوان یک عامل اکسید کننده، HNO 3 را می توان به محصولات مختلف کاهش داد:

4 +3 +2 +1 0 -3

N0 2 N 2 0 3 NO N 2 O N 2 NH 4 N0 3

اینکه کدام یک از این مواد تشکیل می شود، به عنوان مثال، اسید نیتریک در یک مورد خاص چقدر عمیق کاهش می یابد، به ماهیت عامل کاهنده و شرایط واکنش، در درجه اول به غلظت اسید بستگی دارد. هر چه غلظت HNO3 بیشتر باشد، کاهش عمق کمتری دارد. هنگام واکنش با اسید غلیظ، NO2 اغلب آزاد می شود. هنگامی که اسید نیتریک رقیق با فلزات کم فعال، به عنوان مثال، مس واکنش می دهد، NO آزاد می شود. در مورد فلزات فعال تر - آهن، روی - N2O تشکیل می شود. اسید نیتریک بسیار رقیق شده با فلزات فعال - روی، منیزیم، آلومینیوم - واکنش داده و یون آمونیوم را تشکیل می دهد که نیترات آمونیوم را با اسید می دهد. معمولاً چندین محصول به طور همزمان تشکیل می شوند.

Cu + HN0 3 (conc.) - Cu (N0 3) 2 + N0 2 + H 2 0;

Cu + HN0 3 (رقیق شده) -^ Cu(N0 3) 2 + N0 + H2 O;

Mg + HN0 3 (رقیق شده) -> Mg (N0 3) 2 + N 2 0 + n 2 0;

روی + HN0 3 (بسیار رقیق) - روی (N0 3) 2 + NH 4 N0 3 + H 2 0.

هنگامی که اسید نیتریک روی فلزات اثر می کند، هیدروژن، به عنوان یک قاعده، آزاد نمی شود.

هنگامی که غیر فلزات اکسید می شوند، اسید نیتریک غلیظ، مانند فلزات، به NO 2 کاهش می یابد، برای مثال.

S + 6HNO 3 = H 2 S0 4 + 6N0 2 + 2H 2 0.

ZR + 5HN0 3 + 2N 2 0 = ZN 3 RO 4 + 5N0

نمودارهای داده شده معمول ترین موارد برهمکنش اسید نیتریک با فلزات و غیر فلزات را نشان می دهد. به طور کلی، واکنش های ردوکس شامل HNO 3 پیچیده هستند.

مخلوطی متشکل از 1 حجم نیتروژن و 3-4 حجم غلیظ اسید هیدروکلریک، به نام aqua regia. Aqua regia برخی از فلزات را که با اسید نیتریک واکنش نمی دهند، حل می کند، از جمله "پادشاه فلزات" - طلا. عمل آن با این واقعیت توضیح داده می شود که اسید نیتریک اسید کلریدریک را با آزاد شدن کلر آزاد و تشکیل کلروکسید نیتروژن (1N) یا کلرید نیتروسیل، N0C1 اکسید می کند:

HN0 3 + ZNS1 = C1 2 + 2H 2 0 + N0C1.

نیتروزیل کلرید محصول میانی واکنش است و تجزیه می شود:

2N0C1 = 2N0 + C1 2.

کلر در لحظه رهاسازی متشکل از اتم هایی است که توانایی اکسیداسیون بالای آبزیان را تعیین می کند. واکنش های اکسیداسیون طلا و پلاتین عمدتاً طبق معادلات زیر انجام می شود:

Au + HN0 3 + ZNS1 = AuCl 3 + NO + 2H 2 0;

3Pt + 4HN0 3 + 12HC1 = 3PtCl 4 + 4N0 + 8H 2 0.

اسید نیتریک بر روی بسیاری از مواد آلی به گونه ای عمل می کند که یک یا چند اتم هیدروژن در مولکول یک ترکیب آلی با گروه های نیترو - NO 2 جایگزین می شود. این فرآیند نیتراسیون نامیده می شود و دارد پراهمیتدر شیمی آلی

نمک های اسید نیتریک نیترات نامیده می شوند. همه آنها به خوبی در آب حل می شوند و هنگامی که گرم می شوند، تجزیه می شوند و اکسیژن آزاد می شوند. در این حالت، نیترات های فعال ترین فلزات به نیتریت تبدیل می شوند:

2KN0 3 = 2KN0 2 +O 2

تولید صنعتی اسید نیتریک. روش های صنعتی مدرن برای تولید اسید نیتریک مبتنی بر اکسیداسیون کاتالیزوری آمونیاک با اکسیژن اتمسفر است. هنگام توصیف خواص آمونیاک، مشخص شد که در اکسیژن می سوزد و محصولات واکنش آب و نیتروژن آزاد هستند. اما در حضور کاتالیزورها، اکسیداسیون آمونیاک با اکسیژن می تواند به طور متفاوتی انجام شود. اگر مخلوطی از آمونیاک و هوا از روی کاتالیزور عبور داده شود، در دمای 750 درجه سانتیگراد و ترکیب خاصی از مخلوط، تبدیل تقریباً کامل NH 3 به N0 رخ می دهد:

4NH 3 (r) + 5O 2 (g) = 4NO (r) + 6H 2 O (g)، AN = -907 کیلوژول.

NO2 حاصل به راحتی به NO2 تبدیل می شود که با آب در حضور اکسیژن اتمسفر، اسید نیتریک تولید می کند.

آلیاژهای مبتنی بر پلاتین به عنوان کاتالیزور برای اکسیداسیون آمونیاک استفاده می شوند.

اسید نیتریک به دست آمده از اکسیداسیون آمونیاک دارای غلظتی بیش از 60٪ نیست. در صورت لزوم، غلیظ می شود.

در این صنعت اسید نیتریک رقیق شده با غلظت های 55، 47 و 45 درصد و اسید نیتریک غلیظ 98 و 97 درصد تولید می شود. اسید غلیظ در مخازن آلومینیومی حمل می شود، اسید رقیق شده در مخازن ساخته شده از فولاد مقاوم در برابر اسید حمل می شود.

بلیط 5

2. نقش آهن در فرآیندهای زندگی بدن.

آهن در بدن. آهن در بدن همه حیوانات و گیاهان وجود دارد (به طور متوسط ​​حدود 0.02٪). عمدتاً برای متابولیسم اکسیژن و فرآیندهای اکسیداتیو ضروری است. ارگانیسم هایی (به اصطلاح متمرکز کننده) وجود دارند که می توانند آن را در خود جمع کنند مقادیر زیاد(به عنوان مثال، باکتری های آهن - تا 17-20٪ آهن). تقریباً تمام آهن موجود در حیوانات و گیاهان به پروتئین ها متصل است. کمبود آهن باعث کندی رشد و کلروز در گیاهان می شود که با کاهش تشکیل کلروفیل همراه است. آهن اضافی نیز بر رشد گیاه اثر مضری دارد و به عنوان مثال باعث عقیمی گل برنج و کلروز می شود. در خاک های قلیایی، ترکیبات آهنی تشکیل می شود که برای جذب توسط ریشه گیاه غیرقابل دسترس است و گیاهان به مقدار کافی آن را دریافت نمی کنند. در خاک های اسیدی، آهن به مقدار زیاد به ترکیبات محلول تبدیل می شود. هنگامی که کمبود یا بیش از حد ترکیبات آهن قابل جذب در خاک وجود دارد، بیماری های گیاهی را می توان در مناطق وسیعی مشاهده کرد.

آهن با غذا وارد بدن حیوانات و انسان می شود (غنی ترین منابع موجود در آن جگر، گوشت، تخم مرغ، حبوبات، نان، غلات، اسفناج و چغندر است). به طور معمول، یک فرد 60 تا 110 میلی گرم آهن در رژیم غذایی خود دریافت می کند که به طور قابل توجهی بیشتر از نیاز روزانه او است. جذب آهن دریافتی از غذا در قسمت فوقانی روده کوچک اتفاق می‌افتد، از آنجا که به شکل متصل به پروتئین وارد خون می‌شود و همراه خون به اندام‌ها و بافت‌های مختلف منتقل می‌شود و در آنجا به شکل آهن رسوب می‌کند. مجتمع پروتئین - فریتین. ذخیره اصلی آهن در بدن کبد و طحال است. به دلیل فریتین، سنتز تمام ترکیبات حاوی آهن بدن اتفاق می افتد: هموگلوبین رنگدانه تنفسی در مغز استخوان سنتز می شود، میوگلوبین در ماهیچه ها سنتز می شود، سیتوکروم ها و سایر آنزیم های حاوی آهن در بافت های مختلف سنتز می شوند. آهن از بدن عمدتاً از طریق دیواره روده بزرگ (در انسان حدود 6-10 میلی گرم در روز) و به میزان کمی توسط کلیه ها آزاد می شود.

اسید نیتروژن یک اسید ضعیف مونوبازیک است که فقط در محلول های آبی رقیق وجود دارد رنگ آبیو به صورت گاز نمک های این اسید را اسید نیتروژن یا نیتریت می نامند. آنها سمی و پایدارتر از خود اسید هستند. فرمول شیمیایی این ماده به این صورت است: HNO2.

مشخصات فیزیکی:
1. جرم مولی 47 گرم بر مول است.
2. برابر با 27 صبح.
3. چگالی 1.6 است.
4. نقطه ذوب 42 درجه است.
5. نقطه جوش 158 درجه است.

خواص شیمیایی اسید نیتروژن

1. اگر محلول با اسید نیتروژن گرم شود، واکنش شیمیایی زیر رخ می دهد:
3HNO2 (اسید نیتروژن) = HNO3 (اسید نیتریک) + 2NO آزاد شده به صورت گاز) + H2O (آب)

2. در محلول های آبی تجزیه می شود و به راحتی توسط اسیدهای قوی تر از نمک ها جابجا می شود:
H2SO4 (سولفوریک اسید) + 2NaNO2 (نیتریت سدیم) = Na2SO4 (سولفات سدیم) + 2HNO2 (نیتریت اسید)

3. ماده مورد نظر ما می تواند هم خاصیت اکسید کننده و هم خاصیت کاهنده را از خود نشان دهد. هنگامی که در معرض عوامل اکسید کننده قوی تری قرار می گیرد (به عنوان مثال: کلر، پراکسید هیدروژن H2O2، به اسید نیتریک اکسید می شود (در برخی موارد نمک اسید نیتریک تشکیل می شود):

خواص ترمیمی:

HNO2 (اسید نیتروژن) + H2O2 (پراکسید هیدروژن) = HNO3 (اسید نیتریک) + H2O (آب)
HNO2 + Cl2 (کلر) + H2O (آب) = HNO3 (اسید نیتریک) + 2HCl (اسید کلریدریک)
5HNO2 (اسید نیتروژن) + 2HMnO4 = 2Mn(NO3)2 (نیترات منگنز، نمک اسید نیتریک) + HNO3 (اسید نیتریک) + 3H2O (آب)

خواص اکسید کننده:

2HNO2 (اسید نیتروژن) + 2HI = 2NO (اکسید اکسیژن، به شکل گاز) + I2 (ید) + 2H2O (آب)

تهیه اسید نیتروژن

این ماده را می توان از چند طریق بدست آورد:

1. هنگامی که اکسید نیتروژن (III) در آب حل می شود:

N2O3 (نیتریک اکسید) + H2O (آب) = 2HNO3 (اسید نیتروژن)

2. هنگامی که اکسید نیتروژن (IV) در آب حل می شود:
2NO3 (نیتریک اکسید) + H2O (آب) = HNO3 (اسید نیتریک) + HNO2 (اسید نیتروژن)

کاربرد اسید نیتروژن:
- دیازوتیزاسیون آمین های اولیه معطر؛
- تولید نمک های دیازونیوم؛
- در سنتز مواد آلی(مثلاً برای تولید رنگهای آلی).

اثرات اسید نیتروژن بر بدن

این ماده سمی است و دارای اثر جهش زایی قوی است، زیرا در اصل یک عامل دآمینه کننده است.

نیتریت ها چیست؟

نیتریت ها نمک های مختلف اسید نیتروژن هستند. نسبت به نیترات ها در برابر دما مقاومت کمتری دارند. در تولید برخی رنگها ضروری است. در پزشکی استفاده می شود.

نیتریت سدیم برای انسان اهمیت خاصی پیدا کرده است. این ماده دارای فرمول NaNO2 است. به عنوان نگهدارنده در صنایع غذاییدر تولید ماهی و فرآورده های گوشتی. این یک پودر سفید خالص یا کمی مایل به زرد است. نیتریت سدیم رطوبت سنجی است (به استثنای نیتریت سدیم خالص) و در H2O (آب) بسیار محلول است. در هوا می تواند به تدریج اکسید شود تا زمانی که خاصیت کاهنده قوی داشته باشد.

نیتریت سدیم در موارد زیر استفاده می شود:
- سنتز شیمیایی: برای به دست آوردن ترکیبات دیازو آمین، غیرفعال کردن آزید سدیم اضافی، تولید اکسیژن، اکسید سدیم و نیتروژن سدیم، برای جذب دی اکسید کربن.
- در تولید مواد غذایی (افزودنی غذا E250): به عنوان یک عامل آنتی اکسیدان و ضد باکتری.
- در ساخت و ساز: به عنوان یک افزودنی ضد یخ به بتن در ساخت سازه ها و محصولات ساختمانی، در سنتز مواد آلی، به عنوان بازدارنده خوردگی اتمسفر، در تولید لاستیک، پوپر، محلول های افزودنی برای مواد منفجره. هنگام پردازش فلز برای حذف لایه قلع و در حین فسفاته کردن.
- در عکاسی: به عنوان یک آنتی اکسیدان و معرف.
- در زیست شناسی و پزشکی: گشادکننده عروق، ضد اسپاسم، ملین، گشادکننده برونش. به عنوان پادزهر برای مسمومیت حیوان یا شخص با سیانید.

در حال حاضر از سایر نمک های اسید نیتروژن (به عنوان مثال نیتریت پتاسیم) نیز استفاده می شود.

اسید نیتریک - مهم اما خطرناک است معرف شیمیایی

معرف های شیمیایی, تجهیزات و ابزار آزمایشگاهی، و ظروف شیشه ای آزمایشگاهییا از مواد دیگر اجزای هر آزمایشگاه صنعتی یا تحقیقات علمی مدرن هستند. در این فهرست، مانند بسیاری از قرن‌ها پیش، مواد و ترکیبات جایگاه ویژه‌ای را به خود اختصاص می‌دهند، زیرا آنها پایه شیمیایی اصلی را نشان می‌دهند، که بدون آن انجام هیچ، حتی بیشتر، غیرممکن است. آزمایش سادهیا تحلیل

شیمی مدرن شامل تعداد زیادی از معرف های شیمیایی است: قلیایی ها، اسیدها، معرف ها، نمک ها و غیره. در میان آنها اسیدها رایج ترین گروه هستند. اسیدها ترکیبات پیچیده حاوی هیدروژن هستند که اتم های آنها را می توان با اتم های فلزی جایگزین کرد. دامنه کاربرد آنها گسترده است. بسیاری از صنایع را پوشش می دهد: شیمیایی، مهندسی، پالایش نفت، مواد غذایی، و همچنین پزشکی، فارماکولوژی، آرایشی و بهداشتی. به طور گسترده در زندگی روزمره استفاده می شود.

اسید نیتریک و تعریف آن

به اسیدهای مونوبازیک تعلق دارد و یک معرف قوی است. این یک مایع شفاف است که اگر برای مدت طولانی در یک اتاق گرم نگهداری شود ممکن است رنگ زردی داشته باشد، زیرا در دمای مثبت (اتاق) اکسیدهای نیتروژن در آن تجمع می یابد. هنگامی که گرم می شود یا در معرض نور مستقیم خورشید قرار می گیرد، به دلیل آزاد شدن دی اکسید نیتروژن قهوه ای می شود. در تماس با هوا دود می کند. این اسید یک عامل اکسید کننده قوی با بوی تند و نامطبوع است که با اکثر فلزات (به استثنای پلاتین، رودیوم، طلا، تانتالیوم، ایریدیوم و برخی دیگر) واکنش داده و آنها را به اکسید یا نیترات تبدیل می کند. این اسید به خوبی در آب به هر نسبت و به میزان محدودی در اتر حل می شود.

شکل آزاد شدن اسید نیتریک به غلظت آن بستگی دارد:

- منظم - 65٪، 68٪؛
- دودی - 86٪ یا بیشتر. رنگ "دود" می تواند سفید باشد اگر غلظت آن از 86٪ تا 95٪ باشد یا قرمز اگر غلظت بالاتر از 95٪ باشد.

اعلام وصول

در حال حاضر، تولید اسید نیتریک با غلظت زیاد یا ضعیف مراحل زیر را طی می کند:
1. فرآیند اکسیداسیون کاتالیزوری آمونیاک مصنوعی.
2. در نتیجه، به دست آوردن مخلوطی از گازهای نیتروژن.
3. جذب آب;
4. فرآیند تغلیظ اسید نیتریک.

ذخیره سازی و حمل و نقل

این معرف تهاجمی ترین اسید است، بنابراین، الزامات زیر برای حمل و نقل و ذخیره سازی آن مطرح می شود:
- نگهداری و حمل و نقل در ظروف مخصوص بسته بندی شده از فولاد کروم یا آلومینیوم و همچنین در بطری های ساخته شده از شیشه آزمایشگاهی.

هر ظرف دارای علامت "خطرناک" است.

مواد شیمیایی در کجا استفاده می شود؟

دامنه کاربرد اسید نیتریک در حال حاضر بسیار زیاد است. این صنعت بسیاری از صنایع مانند:
- شیمیایی (تولید مواد منفجره، رنگهای آلی، پلاستیک، سدیم، پتاسیم، پلاستیک، برخی از انواع اسیدها، الیاف مصنوعی).
- کشاورزی (تولید کودهای معدنی نیتروژن یا نیترات)؛
- متالورژی (انحلال و حکاکی فلزات)؛
- دارویی (بخشی از آماده سازی برای از بین بردن ضایعات پوستی)؛
- تولید جواهرات (تعیین خلوص فلزات و آلیاژهای گرانبها)؛
- نظامی (شامل مواد منفجره به عنوان یک معرف نیترات).
- موشک و فضا (یکی از اجزای سوخت موشک)؛
- دارو (برای سوزاندن زگیل و سایر تشکیلات پوستی).

اقدامات پیشگیرانه

هنگام کار با اسید نیتریک، باید در نظر داشته باشید که این معرف شیمیایی یک اسید قوی است که متعلق به مواد کلاس خطر 3 است. قوانین خاصی برای کارکنان آزمایشگاه و همچنین افرادی که مجاز به کار با چنین موادی هستند وجود دارد. برای جلوگیری از تماس مستقیم با معرف، تمام کارها را به شدت با لباس های مخصوص انجام دهید که شامل: دستکش و کفش ضد اسید، روپوش، دستکش نیتریلو همچنین عینک و ماسک به عنوان محافظ تنفسی و بینایی. عدم رعایت این الزامات می تواند منجر به جدی ترین عواقب شود: در صورت تماس با پوست - سوختگی، زخم، و اگر وارد مجرای استنشاقی شود - مسمومیت، حتی ادم ریوی.

تعریف

تمیز اسید نیتریک- مایع بی رنگ، در دمای 42- درجه سانتیگراد به یک جرم بلوری شفاف تبدیل می شود (ساختار مولکول در شکل 1 نشان داده شده است).

در هوا، مانند اسید هیدروکلریک غلیظ، "دود" می کند، زیرا بخارات آن قطرات کوچکی از مه را با رطوبت موجود در هوا تشکیل می دهند.

اسید نیتریک قوی نیست. قبلاً تحت تأثیر نور به تدریج تجزیه می شود:

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.

هر چه درجه حرارت بالاتر و اسید غلیظ تر باشد، تجزیه سریعتر اتفاق می افتد. دی اکسید نیتروژن آزاد شده در اسید حل می شود و رنگ قهوه ای به آن می دهد.

برنج. 1. ساختار مولکول اسید نیتریک.

جدول 1. خواص فیزیکی اسید نیتریک.

تهیه اسید نیتریک

اسید نیتریک در نتیجه اثر عوامل اکسید کننده بر روی اسید نیتروژن تشکیل می شود:

5HNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5HNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O.

اسید نیتریک بی آب را می توان با تقطیر تحت فشار کاهش یافته محلول غلیظ اسید نیتریک در حضور P 4 O 10 یا H 2 SO 4 در یک دستگاه تمام شیشه ای بدون روغن کاری در تاریکی تهیه کرد.

فرآیند صنعتی برای تولید اسید نیتریک بر اساس اکسیداسیون کاتالیزوری آمونیاک بر روی پلاتین گرم شده است:

NH 3 + 2O 2 = HNO 3 + H 2 O.

خواص شیمیایی اسید نیتریک

اسید نیتریک یکی از قوی ترین اسیدها است. در محلول های رقیق کاملاً به یون تجزیه می شود. نمک های آن نیترات نامیده می شود.

HNO 3 ↔H + + NO 3 - .

خاصیت مشخصهاسید نیتریک توانایی بارز اکسید کننده آن است. اسید نیتریک یکی از پرانرژی ترین عوامل اکسید کننده است. بسیاری از غیر فلزات به راحتی توسط آن اکسید می شوند و به اسیدهای مربوطه تبدیل می شوند. بنابراین، هنگامی که با اسید نیتریک جوشانده می شود، گوگرد به تدریج به اسید سولفوریک، فسفر به اسید فسفریک اکسید می شود. ذغال سنگ در حال سوختن غوطه ور در HNO 3 غلیظ به شدت شعله ور می شود.

اسید نیتریک تقریباً بر روی تمام فلزات (به استثنای طلا، پلاتین، تانتالیوم، رودیوم، ایریدیم) عمل می کند و آنها را به نیترات و برخی فلزات را به اکسید تبدیل می کند.

اسید نیتریک غلیظ برخی از فلزات را غیرفعال می کند.

هنگامی که اسید نیتریک رقیق با فلزات کم فعال مانند مس واکنش می دهد، دی اکسید نیتروژن آزاد می شود. در مورد فلزات فعال تر - آهن، روی - اکسید دی نیتروژن تشکیل می شود. اسید نیتریک بسیار رقیق شده با فلزات فعال - روی، منیزیم، آلومینیوم - واکنش داده و یون آمونیوم را تشکیل می دهد که نیترات آمونیوم را با اسید می دهد. معمولاً چندین محصول به طور همزمان تشکیل می شوند.

Cu + HNO 3 (conc) = Cu (NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O;

Cu + HNO 3 (رقیق) = Cu (NO 3) 2 + NO + H 2 O;

Mg + HNO 3 (رقیق) = Mg (NO 3) 2 + N 2 O + H 2 O;

روی + HNO 3 (بسیار رقیق) = روی (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + H 2 O.

هنگامی که اسید نیتریک روی فلزات اثر می کند، هیدروژن، به عنوان یک قاعده، آزاد نمی شود.

S + 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O;

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.

مخلوطی متشکل از 1 حجم اسید نیتریک و 3-4 حجم اسید کلریدریک غلیظ را آکوا رژیا می نامند. Aqua regia برخی از فلزات را که با اسید نیتریک واکنش نمی دهند، حل می کند، از جمله "پادشاه فلزات" - طلا. عمل آن با این واقعیت توضیح داده می شود که اسید نیتریک اسید هیدروکلریک را با آزاد شدن کلر آزاد و تشکیل کلرید نیتروژن (III) یا کلرید نیتروسیل، NOCl اکسید می کند:

HNO 3 + 3HCl = Cl 2 + 2H 2 O + NOCl.

کاربرد اسید نیتریک

اسید نیتریک یکی از مهمترین ترکیبات نیتروژن است: در تولید کودهای نیتروژنی، مواد منفجره و رنگهای آلی به مقدار زیاد استفاده می شود، به عنوان یک عامل اکسید کننده در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی عمل می کند، در تولید اسید سولفوریک با استفاده از نیتروژن استفاده می شود. روش، و برای ساخت لاک سلولزی و فیلم استفاده می شود.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

اسید نیتریک یک اسید قوی است. این مایع بی رنگ با بوی تند است. در هنگام تخلیه رعد و برق به مقدار کم تشکیل می شود و در آب باران وجود دارد.

تحت تأثیر نور تا حدی تجزیه می شود:

4 HNO 3 = 4 NO 2 + 2 H 2 O + O 2

اسید نیتریک به صورت صنعتی در سه مرحله تولید می شود. در مرحله اول، اکسیداسیون تماس آمونیاک به اکسید نیتروژن (N) رخ می دهد:

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

در مرحله دوم، اکسیداسیون نیتریک اکسید (N) به اکسید نیتروژن (IV) با اکسیژن اتمسفر رخ می دهد:

2NO + O 2 = 2NO 2

در مرحله سوم، اکسید نیتریک (IV) توسط آب در حضور O 2 جذب می شود:

4NO 2 + 2H 2 O + O 2 = 4HNO 3

نتیجه 60-62٪ اسید نیتریک است. در آزمایشگاه از اثر اسید نیتریک غلیظ روی نیترات ها با حرارت کم بدست می آید:

NaNO 3 + H2SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3

مولکول اسید نیتریک ساختاری صاف دارد. با اتم نیتروژن چهار پیوند دارد:

با این حال، دو اتم اکسیژن معادل هستند، زیرا بین آنها چهارمین پیوند اتم نیتروژن به طور مساوی تقسیم می شود و الکترون منتقل شده از آن به طور مساوی به آنها تعلق دارد. بنابراین، فرمول اسید نیتریک را می توان به صورت زیر نشان داد:

اسید نیتریک یک اسید مونوبازیک است و فقط نمک های میانی - نیترات ها را تشکیل می دهد. اسید نیتریک تمام خواص اسیدها را نشان می دهد: با اکسیدهای فلزی، هیدروکسیدها، نمک ها واکنش می دهد:

2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O

2HNO 3 + Ba(OH) 2 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O

2HNO 3 + CaCO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O

اسید نیتریک غلیظ با تمام فلزات (به جز طلا، پلاتین، پالادیوم) واکنش داده و نیترات، اکسید نیتروژن (4+) را تشکیل می دهد. اب:

Zn + 4HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

به طور رسمی، اسید نیتریک غلیظ با آهن، آلومینیوم، سرب، قلع واکنش نمی دهد، اما در سطح آنها یک فیلم اکسید تشکیل می دهد که از انحلال کل جرم فلز جلوگیری می کند.

2Al + 6HNO 3 = Al 2 O 3 + 6NO 2 + 3H 2 O

بسته به درجه رقت، اسید نیتریک محصولات واکنش زیر را تشکیل می دهد:

3Mg + 8HNO 3 (30%) = 3Zn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

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

اسید نیتریک بسیار رقیق شده با فلزات فعال، ترکیبات نیتروژنی (-3) را تشکیل می دهد، اساساً: آمونیاک، اما به دلیل اسید نیتریک اضافی، نیترات آمونیوم را تشکیل می دهد:

4Ca + 10HNO 3 = 4Ca(NO 3) 2 + NH4NO 3 + 3H 2 O

فلزات فعال با قوی اسید رقیق در سرما می تواند نیتروژن ایجاد کند:

5Zn + 12HNO 3 = 5Zn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O

فلزات: طلا، پلاتین، پالادیوم با اسید نیتریک غلیظ در حضور اسید هیدروکلریک غلیظ واکنش می دهند:

Au + 3HCl + HNO 3 = AuCl3 + NO + 2H 2 O

اسید نیتریک به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی، اکسید می شود مواد ساده- غیر فلزات:

6HNO3 + S = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

2HNO3 + S = H2SO4 + 2NO

5HNO3 + P = H3PO4 + 5NO2 + H2O

سیلیکون توسط اسید نیتریک به اکسید تبدیل می شود:

4HNO 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4NO + 2H 2 O

در حضور اسید هیدروفلوئوریک، اسید نیتریک سیلیکون را حل می کند:

4HNO 3 + 12HF + 3Si = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O

اسید نیتریک قادر است اسیدهای قوی را اکسید کند:

HNO 3 + 3HCl = Cl 2 + NOCl + 2H 2 O

اسید نیتریک قادر است هم اسیدهای ضعیف و هم مواد پیچیده را اکسید کند:

6HNO3 + HJ = HJO3 + NO2 + 3H2O

FeS + 10HNO 3 = Fe(NO 3) 2 + SO 2 + 7NO 2 + 5H 2 O

نمک های اسید نیتریک - نیترات ها در آب بسیار محلول هستند. نمک ها فلزات قلیاییو آمونیوم نامیده می شود نمکدان. نیترات ها فعالیت اکسید کننده قوی کمتری دارند، اما در حضور اسیدها می توانند حتی فلزات غیرفعال را نیز حل کنند:

3Cu + 2KNO3 + 4H2SO4 = 3CuSO4 + K2SO4 + 2NO + 4H2O

نیترات ها در یک محیط اسیدی نمک های فلزات را با ظرفیت کمتر به نمک های آنها با ظرفیت بالاتر اکسید می کنند:

3FeCl 2 + KNO 3 + 4HCl = 3FeCl 3 + KCl + NO + 2H 2 O

یکی از ویژگی های بارز نیترات ها تشکیل اکسیژن در هنگام تجزیه آنها است. در این مورد، محصولات واکنش می تواند متفاوت باشد و به موقعیت فلز در سری فعالیت بستگی دارد. نیترات های گروه اول (از لیتیوم تا آلومینیوم) تجزیه می شوند و نیتریت ها و اکسیژن را تشکیل می دهند:

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

نیترات های گروه دوم (از آلومینیوم تا مس) تجزیه می شوند و اکسید فلز، اکسیژن و اکسید نیتروژن (IV) را تشکیل می دهند:

2Zn(NO3)2 = 2ZnO + 4NO2 + O2

نیترات های گروه سوم (بعد از مس) به فلز، اکسیژن و اکسید نیتروژن (IV) تجزیه می شوند:

Hg(NO 3) 2 = Hg + 2NO 2 + O 2

نیترات آمونیوم در هنگام تجزیه اکسیژن تولید نمی کند:

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O

اسید نیتریک خود با توجه به مکانیسم نیترات های گروه دوم تجزیه می شود:

4HNO 3 = 4NO 2 + 2H 2 O + O 2

اگر سوالی دارید، شما را به درس شیمی دعوت می کنم. برای برنامه در وب سایت ثبت نام کنید.

وب سایت، هنگام کپی کردن مطالب به طور کامل یا جزئی، پیوند به منبع مورد نیاز است.