Ácido nítrico- un ácido fuerte. Es un líquido incoloro con un olor acre. En no grandes cantidades Se forma durante las descargas de rayos y está presente en el agua de lluvia.
Bajo la acción de la luz, se descompone parcialmente:
4 HNO 3 \u003d 4 NO 2 + 2 H 2 O + O 2
El ácido nítrico se produce industrialmente en tres etapas. En la primera etapa, se produce la oxidación por contacto del amoníaco a óxido nítrico (N):
4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O
En la segunda etapa, el oxígeno atmosférico oxida el óxido nítrico (P) a óxido nítrico (IV):
2NO + O 2 \u003d 2NO 2
En la tercera etapa, el óxido nítrico (IV) es absorbido por el agua en presencia de O 2:
4NO 2 + 2H 2 O + O 2 \u003d 4HNO 3
El resultado es 60-62% de ácido nítrico. En laboratorio, se obtiene por la acción del ácido nítrico concentrado sobre nitratos con bajo calentamiento:
NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3
La molécula de ácido nítrico tiene una estructura plana. Tiene cuatro enlaces con el átomo de nitrógeno:
Sin embargo, dos átomos de oxígeno son equivalentes, ya que entre ellos el cuarto enlace del átomo de nitrógeno se divide por igual, y el electrón transferido desde él les pertenece en Igualmente. Así, la fórmula del ácido nítrico se puede representar como:
El ácido nítrico es un ácido monobásico, forma solo sales medianas: nitratos. El ácido nítrico exhibe todas las propiedades de los ácidos: reacciona con óxidos metálicos, hidróxidos, sales:
2HNO 3 + CuO \u003d Cu (NO 3) 2 + H 2 O
2HNO3 + Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + 2H2O
2HNO 3 + CaCO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
El ácido nítrico concentrado reacciona con todos los metales (excepto oro, platino, paladio) para formar nitratos, óxido nítrico (+4). agua:
Zn + 4HNO 3 \u003d Zn (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Formalmente, el ácido nítrico concentrado no reacciona con el hierro, el aluminio, el plomo, el estaño, pero en su superficie forma una película de óxido que impide la disolución de la masa total del metal:
2Al + 6HNO 3 \u003d Al 2 O 3 + 6NO 2 + 3H 2 O
Según el grado de dilución, el ácido nítrico forma los siguientes productos de reacción:
3Mg + 8HNO3 (30%) = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
4Mg + 10HNO3 (20%) = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
El ácido nítrico muy diluido con metales activos forma compuestos nitrogenados (-3), de hecho: amoniaco, pero por exceso de ácido nítrico forma nitrato de amonio:
4Ca + 10HNO3 = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Metales activos con fuerte 
El ácido diluido en frío puede formar nitrógeno:
5Zn + 12HNO3 = 5Zn(NO3)2 + N2 + 6H2O
Metales: oro, platino, paladio reaccionan con ácido nítrico concentrado en presencia de concentrado de ácido clorhídrico:
Au + 3HCl + HNO 3 \u003d AuCl3 + NO + 2H 2 O
El ácido nítrico, como agente oxidante fuerte, oxida sustancias simples- no metales:
6HNO 3 + S \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
2HNO3 + S = H2SO4 + 2NO
5HNO3 + P = H3PO4 + 5NO2 + H2O
El silicio se oxida con ácido nítrico a un óxido:
4HNO3 + 3Si = 3SiO2 + 4NO + 2H2O
En presencia de ácido fluorhídrico, el ácido nítrico disuelve el silicio:
4HNO3 + 12HF + 3Si = 3SiF4 + 4NO + 8H2O
El ácido nítrico es capaz de oxidar ácidos fuertes:
HNO 3 + 3HCl \u003d Cl 2 + NOCl + 2H 2 O
El ácido nítrico es capaz de oxidar tanto ácidos débiles como sustancias complejas:
6HNO3 + HJ = HJO3 + NO2 + 3H2O
FeS + 10HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 2 + SO 2 + 7NO 2 + 5H 2 O
Sales de ácido nítrico: los nitratos son altamente solubles en agua. Las sales de metales alcalinos y de amonio se denominan salitre. Los nitratos tienen una actividad oxidante menos fuerte, sin embargo, en presencia de ácidos, incluso los metales inactivos pueden disolverse:
3Cu + 2KNO3 + 4H2SO4 = 3CuSO4 + K2SO4 + 2NO + 4H2O
Los nitratos en un ambiente ácido oxidan las sales metálicas con una valencia más baja a sus sales con una valencia más alta:
3FeCl2 + KNO3 + 4HCl = 3FeCl3 + KCl + NO + 2H2O
Un rasgo característico de los nitratos es la formación de oxígeno durante su descomposición. En este caso, los productos de reacción pueden ser diferentes y dependen de la posición del metal en la serie de actividad. Los nitratos del primer grupo (del litio al aluminio) se descomponen formando nitritos y oxígeno:
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2
Los nitratos del segundo grupo (del aluminio al cobre) se descomponen con la formación de óxido metálico, oxígeno y óxido de nitrógeno (IV):
2Zn(NO3)2 = 2ZnO + 4NO2 + O2
Los nitratos del tercer grupo (después del cobre) se descomponen en metal, oxígeno y óxido nítrico (IV):
Hg (NO 3) 2 \u003d Hg + 2NO 2 + O 2
El nitrato de amonio no forma oxígeno cuando se descompone:
NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2H 2 O
El propio ácido nítrico se descompone según el mecanismo de los nitratos del segundo grupo:
4HNO 3 \u003d 4NO 2 + 2H 2 O + O 2
Si tienes alguna duda, te invito a mis lecciones de química. Regístrese para el horario en el sitio web.
sitio, con copia total o parcial del material, se requiere un enlace a la fuente.
Propiedades oxidantes del ácido nítrico.
Los GLB del artículo están especialmente destacadoscolor . Págales Atención especial. Estas ecuaciones pueden quedar atrapadas en el examen.
- en cualquier forma (tanto diluida como concentrada) es un fuerte agente oxidante.
Además, diluido se restaura más profundo que concentrado.
Las propiedades oxidantes son proporcionadas por el nitrógeno en el grado más alto oxidación +5
¿Cuál es la valencia del nitrógeno en este compuesto? La pregunta es muy engañosa, muchas personas la responden correctamente. El nitrógeno en el ácido nítrico tiene una valencia IV.
El átomo de nitrógeno no puede formar más enlaces covalentes, mira el diagrama de electrones:
Tres enlaces con cada átomo de oxígeno, y el cuarto parece estar distribuido, se forma un enlace y medio. Por lo tanto, la valencia del nitrógeno es IV y el estado de oxidación es +5
Lo primero propiedad interesante: interacción con los metales.
El hidrógeno nunca se libera cuando interactúa con los metales.
Esquema de la reacción del ácido nítrico (tanto diluido como concentrado) con metales:
HNO 3 + Me → nitrato + H 2 O + producto de nitrógeno reducido
Dos matices:
1. , y con ácido nítrico concentrado en condiciones normales no reacciona, debido a la pasivación. Necesito calentar.
2. C platino Y oro El ácido nítrico concentrado no reacciona en absoluto.
Para entender hasta qué punto se puede reducir el nitrógeno en general, veamos el diagrama de sus estados de oxidación:
Nitrógeno +5: un agente oxidante, se restaurará, es decir, disminuirá el grado de oxidación.
Todos los posibles productos de reducción nítrica están encerrados en un círculo rojo en el diagrama.
(No todas, por supuesto, tales reacciones pueden dar cualquier cosa, pero solo estas se forman en el examen).
Es posible determinar qué producto se formará de forma puramente lógica:
- a estados de oxidación tan bajos como -3 o +1, con la formación de productos NH 4 NO 3 o N 2 O, respectivamente, el nitrógeno se reduce solo por metales activos suficientemente fuertes: alcalino: el primer grupo del subgrupo principal, alcalino tierra, así como Al y Zn. Como se mencionó anteriormente, un ácido diluido se reduce más profundamente, por lo tanto, cuando los metales activos interactúan con el conc. el ácido nítrico forma N 2 O, y cuando interactúa con dil. ácido nítrico NH 4 NO 3.
4Ba+10HNO 3( concentrado .) → 4Ba(NO 3 ) 2 + 5H 2 O+N 2 O
4Ba+10HNO 3( razb .) → 4Ba(NO 3 ) 2 + 3H 2 O+NH 4 NO 3
8Li + 10HNO 3( concentrado .) → 8LiNO 3 + 5H 2 O+N 2 O
8Li + 10HNO 3( razb .) → 8LiNO 3 + 3H 2 O+NH 4 NO 3
8Al + 30HNO 3( concentrado .) (t) → 8Al(NO 3 ) 3 + 15H 2 O+3N 2 O
8Al + 30HNO 3( razb .) → 8Al(NO 3 ) 3 + 9H 2 O+3NH 4 NO 3
Los metales restantes reducen el ácido nítrico a +2 o +4, con la formación de productos, respectivamente: NO u O 2.
El ácido diluido se recupera más profundamente
- cuando los metales que no difieren en actividad particular interactúan con él, se formará NO. Bueno, de conc. nitrógeno NO2:
Cu+4HNO 3( concentrado .) → Cu(NO 3 ) 2 + 2H 2 O+2NO 2
3Cu + 8HNO 3( razb .) → 3Cu(NO 3 ) 2 + 4H 2 O+2NO
Fe + 6HNO 3( concentrado .) (t) → Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O+3NO 2
Fe+4HNO 3( razb .) → Fe(NO 3 ) 3 + 2H 2 O + NO
(tenga en cuenta que el hierro se oxida al estado de oxidación más alto)
Ag + 2HNO 3( concentrado .) → AgNO 3 + H 2 O + NO 2
3Ag + 4HNO 3( razb .) → 3AgNO 3 + 2H 2 O + NO
Si es difícil entender de inmediato toda la lógica de la elección, aquí está la tabla:
Y el ácido nítrico se oxida no metales a óxidos superiores.
Dado que los no metales no son agentes reductores tan fuertes como los metales activos, el nitrógeno solo se puede reducir hasta +4, formando NO 2 o NO, respectivamente.
Cuando los no metales se oxidan con ácido nítrico concentrado, se forma gas marrón (NO 2), y si el ácido se diluye, se forma NO. Los esquemas de reacción son los siguientes:
no metal+ HNO 3 (dec.) → + NO
no metal+ HNO 3 (conc.) → compuesto de un no metal en el estado de oxidación más alto+NO2
4 HNO 3 (conc.) → CO 2 + 2 H 2 O + 4 NO 2
3C+4HNO 3( razb .) → 3CO 2 + 2H 2 O+4NO
(no se forma ácido carbónico ya que no es estable)
5HNO 3( concentrado .) → H 3 correos 4 + H 2 O+5 NO 2
3P+5HNO 3( razb .) + 2H 2 O → 3H 3 correos 4 + 5NO
+ 3 HNO 3( concentrado .) → H 3 BO 3 + 3NO 2
B + HNO 3( razb .) + H 2 O→H 3 BO 3 + NO
6HNO 3( concentrado .) → H 2 ENTONCES 4 + 2H 2 O+6NO 2
S+2HNO 3( razb .) → H 2 ENTONCES 4 + 2 NO
- concentrado El ácido nítrico oxida el sulfuro de hidrógeno. La oxidación es más profunda cuando se calienta:
2HNO 3( concentrado .) + H 2 S → S↓ + 2NO 2 + 2H 2 O
H 2 S+8HNO 3 (conc.) → H 2 ENTONCES 4 + 8 NO 2 + 4 H 2 O
- concentrado El ácido nítrico oxida los sulfuros a sulfatos:
CuS + 8HNO 3 (conc.) → Cu SO 4 + 4 H 2 O + 8 NO 2
- El ácido nítrico es tan duro que incluso puede oxidarse. Solo uno es yodo. Diluido restaura más profundamente: hasta +2, concentrado hasta +4. Pero el yodo no se oxida al estado de oxidación más alto de +7 (demasiado frío), sino a +5, formando ácido yódico HIO 3:
10 HNO 3 (conc.) + yo 2 (t) → 2HIO 3 +10NO 2 + 4H 2 O
10 HNO 3 (dif.) + 3 I 2 (t)→ 6HIO 3 + 10NO + 2H 2 O
- concentrado El ácido nítrico reacciona con cloruros y fluoruros. Solo debe entenderse que con fluoruros y cloruros fluye reacción común intercambio iónico con el desplazamiento del haluro de hidrógeno y la formación de nitrato:
NaCl (sólido) + HNO 3 (conc.) → HCl + NaNO 3
NaF (sólido) + HNO 3 (conc.) → HF + NaNO 3
- Pero con bromuros y yoduros (tanto con bromuros de hidrógeno como con yoduros de hidrógeno), se produce OVR. En ambos casos, se forma halógeno libre y el nitrógeno se reduce a NO 2:
8HNO 3( concentrado .) + 6KBr ( televisor .) → 3Hab 2 + 4H 2 O+6KNO 3 + 2NO 2
4HNO 3( concentrado .) + 2NaI ( televisor .) → 2NaNO 3 + 2NO 2 + 2H 2 O+I 2 ↓
7HNO 3( concentrado .) + NaI → NaNO 3 + 6NO 2 + 3H 2 O + HIO 3
Lo mismo sucede cuando interactúa con yodo y bromuro de hidrógeno:
2HNO 3( concentrado .) + 2HBr → Br 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
6HNO 3( concentrado .) + HOLA → HIO 3 + 6NO 2 + 3H 2 O
Reacciones con oro, magnesio, cobre y plata.
El ámbito de aplicación del ácido nítrico es muy amplio. Tal sustancia se fabrica en plantas químicas especializadas.
La producción es muy extensa y hoy en día puede comprar una solución de este tipo en cantidades muy grandes. El ácido nítrico se vende a granel solo por fabricantes certificados.
características físicas
El ácido nítrico es un líquido que tiene un olor acre específico. Su densidad es de 1,52 g/cm3, y el punto de ebullición es de 84 grados. El proceso de cristalización de la sustancia ocurre a -41 grados centígrados, que luego se convierte en una sustancia blanca.
El ácido nítrico es perfectamente soluble en agua y en la práctica se puede obtener una solución de cualquier concentración. El más común es la proporción del 70% de la sustancia. Esta concentración es la más común y se usa en todas partes.
Un ácido altamente saturado es capaz de liberar compuestos tóxicos (óxidos de nitrógeno) en el aire. Son muy nocivos y se deben observar todas las precauciones al manipularlo.
Una solución concentrada de esta sustancia es un agente oxidante fuerte y puede reaccionar con muchos compuestos orgánicos. Entonces, con la exposición prolongada a la piel, causa quemaduras, que se forman durante la destrucción de los tejidos proteicos.
El ácido nítrico se descompone fácilmente cuando se expone al calor y la luz en óxido nítrico, agua y oxígeno. Como ya se mencionó, los productos de tal descomposición son muy tóxicos.
Es muy corrosivo y reacciona químicamente con la mayoría de los metales excepto con el oro, el platino y otras sustancias similares. Esta característica utilizado para separar el oro de otros materiales como la plata.
Cuando se expone a los metales, forma:
- nitratos;
- óxidos hidratados (la formación de uno de los dos tipos de sustancias depende del metal específico).
El ácido nítrico es un agente oxidante muy fuerte y por lo tanto esta propiedad se utiliza en procesos industriales. En la mayoría de los casos, se usa como una solución acuosa de varias concentraciones.
El ácido nítrico juega un papel importante en la producción de fertilizantes nitrogenados y también se usa para disolver varios minerales y concentrados. También se incluye en el proceso de obtención de ácido sulfúrico.
Es un componente importante del "aqua regia", una sustancia que puede disolver el oro.
Síntesis de ácido nítrico, ver el video:
Ácido nítrico: propiedades y reacciones.
producción subyacente
Grado 9
Al llegar a una lección de química, los muchachos quieren aprender cosas nuevas y aplicar sus conocimientos, especialmente les gusta obtener información y experimentar por su cuenta. Esta lección está diseñada para que, al estudiar nuevo material, los estudiantes podrían recurrir a conocimientos adquiridos previamente: la estructura del átomo de nitrógeno, tipos enlace químico, disociación electrolítica, reacciones redox, precauciones de seguridad durante el experimento.
Objetivos. Repetir la clasificación y propiedades de los óxidos de nitrógeno, así como propiedades generalesácido nítrico a la luz de la teoría de la disociación electrolítica (TED). Familiarizar a los estudiantes con las propiedades oxidantes del ácido nítrico usando el ejemplo de la interacción de ácidos diluidos y concentrados con metales. Dar una idea sobre los métodos de obtención de ácido nítrico y las áreas de su aplicación.
Equipo. En cada mesa frente a los estudiantes hay un plan de lección, un diagrama de la interacción del ácido nítrico con los metales, un conjunto de reactivos, pruebas para consolidar el material estudiado.
P lan n u r o k a
oxido de nitrógeno.
La composición y estructura de la molécula de ácido nítrico.
Propiedades físicas del ácido nítrico.
Propiedades químicas del ácido nítrico.
Obtención de ácido nítrico.
Aplicación de ácido nítrico.
Consolidación del material (prueba por opciones).
DURANTE LAS CLASES
oxido de nitrógeno
Profesor.Recuerda y escribe las fórmulas de los óxidos de nitrógeno. ¿Qué óxidos se llaman formadores de sal, cuáles no son formadores de sal? ¿Por qué?
Los estudiantes escriben de forma independiente las fórmulas de cinco óxidos de nitrógeno, los nombran, recuerdan los ácidos de oxígeno que contienen nitrógeno y establecen una correspondencia entre óxidos y ácidos. Uno de los estudiantes escribe en la pizarra (mesa).
mesa
Comparación de óxidos de nitrógeno, ácidos y sales
Experiencia de demostración:
interacción del óxido nítrico (IV) con el agua
Profesor. en un recipiente con Nº 2 agregue un poco de agua y agite el contenido, luego pruebe la solución resultante con tornasol.
¿Qué estamos viendo? La solución se vuelve roja debido a la formación de dos ácidos.
2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 2 + HNO 3.
Estado de oxidación del nitrógeno en Nº 2 es igual a +4, es decir es intermedio entre +3 y +5, que son más estables en solución, por lo tanto, dos ácidos corresponden al óxido nítrico (IV) a la vez: nitroso y nítrico.
Composición y estructura de la molécula.
Profesor.Escriba la fórmula molecular del ácido nítrico en la pizarra y calcúlela. peso molecular y observe los estados de oxidación de los elementos. Elabora fórmulas estructurales y electrónicas.
Los estudiantes componen las siguientes fórmulas (Fig. 1).
Arroz. 1. Fórmulas estructurales y electrónicas incorrectas del ácido nítrico
Profesor.Según estas fórmulas, diez electrones giran alrededor del nitrógeno, pero esto no puede ser, porque. el nitrógeno está en el segundo período y, como máximo, puede tener solo ocho electrones en la capa externa. Esta contradicción se elimina si suponemos que entre el átomo de nitrógeno y uno de los átomos de oxígeno se forma enlace covalente según el mecanismo donante-aceptor(Figura 2).
Arroz. 2. Fórmula electrónica de ácido nítrico.
Los electrones del átomo de nitrógeno se indican mediante puntos negros.
Luego fórmula estructural El ácido nítrico se puede representar como(Fig. 3) :
Arroz. 3. Fórmula estructural del ácido nítrico
(vínculo donante-aceptor mostrado por la flecha)
Sin embargo, se ha demostrado experimentalmente que el doble enlace se distribuye uniformemente entre dos átomos de oxígeno. El estado de oxidación del nitrógeno en el ácido nítrico es +5 y la valencia (nota) es cuatro, porque solo hay cuatro pares de electrones comunes.
Propiedades físicas del ácido nítrico
Profesor.Ante usted son viales de ácido nítrico diluido y concentrado. Describir propiedades físicas que estas viendo.
Los estudiantes describen el ácido nítrico como un líquido más pesado que el agua, de color amarillento, con un olor acre. La solución de ácido nítrico es incolora e inodora.
Profesor. Agregaré que el punto de ebullición del ácido nítrico es de +83 °C, el punto de congelación es de -41 °C, es decir en condiciones normales es un líquido. El olor acre y el hecho de que se vuelve amarillo durante el almacenamiento se explica por el hecho de que el ácido concentrado es inestable y se descompone parcialmente bajo la influencia de la luz o el calor.
Propiedades químicas del ácido.
Profesor. ¿Con qué sustancias interactúan los ácidos?(El nombre del estudiante.)
Aquí están los reactivos, haz las reacciones enumeradas* y anota tus observaciones (las reacciones deben registrarse a la luz de TED).
Pasemos ahora a las propiedades específicas del ácido nítrico.
Notamos que el ácido se vuelve amarillo durante el almacenamiento, ahora lo probaremos. reacción química:
4HNO 3 \u003d 2H 2 O + 4NO 2 + O 2.
(Los estudiantes escriben de forma independiente el balance electrónico de la reacción).
Emitido "gas marrón"(NO2) tiñe de ácido.
Este ácido se comporta especialmente en relación con los metales. Sabes que los metales desplazan el hidrógeno de las soluciones ácidas, pero esto no sucede cuando interactúan con el ácido nítrico.
Mire el diagrama en su escritorio (Fig. 4), que muestra qué gases se liberan cuando los ácidos de varias concentraciones reaccionan con los metales. (Trabajando con el esquema.)
Arroz. 4. Esquema de la interacción del ácido nítrico con metales.
Experiencia de demostración:
reacción de ácido nítrico concentrado con cobre
Demostración muy eficaz de la reacción del ácido nítrico (conc.) con polvo de cobre o piezas finamente picadas alambre de cobre:
Los estudiantes escriben de forma independiente el balance electrónico de la reacción:
Producción de ácido
Profesor. La lección estará incompleta si no consideramos el tema de la obtención de ácido nítrico.
Forma de laboratorio: la acción del ácido sulfúrico concentrado sobre los nitratos (Fig. 5).
NaNO 3 + H 2 SO 4 \u003d NaHSO 4 + HNO 3.
En la industria El ácido se produce principalmente por el método del amoníaco.
Arroz. 5. Para obtener ácido nítrico en el laboratorio hasta el momento
es conveniente utilizar la cristalería química antigua - réplica
El método de obtención de ácido a partir de nitrógeno y oxígeno a temperaturas superiores a 2000 °C (arco eléctrico) no ha recibido mucha difusión.
En Rusia, la historia de la obtención de ácido nítrico está asociada con el nombre del ingeniero químico Ivan Ivanovich Andreev (1880-1919).
En 1915, creó la primera unidad para la producción de ácido a partir de amoníaco e implementó el método desarrollado a escala de fábrica en 1917. La primera planta se construyó en Donetsk.
Este método incluye varios pasos.
1) Preparación de la mezcla de aire y amoníaco.
2) Oxidación de amoníaco por oxígeno atmosférico en una rejilla de platino:
4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O.
3) Oxidación adicional de óxido nítrico (II) a óxido nítrico (IV):
2NO + O 2 \u003d 2NO 2.
4) Disolver óxido nítrico (IV) en agua y obtener ácido:
3NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + NO.
Si la disolución se lleva a cabo en presencia de oxígeno, todo el óxido nítrico (IV) pasa a ácido nítrico.
5) La etapa final en la producción de ácido nítrico es la depuración de los gases que se escapan a la atmósfera a partir de los óxidos de nitrógeno. La composición de estos gases: hasta un 98 % de nitrógeno, un 2–5 % de oxígeno y un 0,02–0,15 % de óxidos de nitrógeno. (Originalmente, el nitrógeno estaba en el aire para oxidar el amoníaco). Si los óxidos de nitrógeno en estos gases de escape son más del 0,02%, entonces se reducen catalíticamente a nitrógeno, porque incluso cantidades tan pequeñas de estos óxidos generan grandes problemas ambientales.
Después de todo lo dicho, surge la pregunta: ¿para qué necesitamos el ácido?
Aplicación de ácido
Profesor.El ácido nítrico se utiliza para producir: fertilizantes nitrogenados y principalmente nitrato de amonio (¿cómo se obtiene?); explosivos (¿por qué?); tintes; nitratos, que se discutirán en la siguiente lección.
Fijación del material
Encuesta de clase frontal
- ¿Por qué el estado de oxidación del nitrógeno en ácido nítrico es +5 y la valencia es cuatro?
¿Con qué metales no reacciona el ácido nítrico?
- Debe reconocer los ácidos clorhídrico y nítrico, hay tres metales sobre la mesa: cobre, aluminio y hierro. ¿Cómo lo harás y por qué?
Prueba
Opción 1
1. ¿Qué serie de números corresponde a la distribución de electrones sobre niveles de energía en el átomo de nitrógeno?
1) 2, 8, 1; 2) 2, 8, 2; 3) 2, 4; 4) 2, 5.
2. Completa las ecuaciones de reacciones prácticamente factibles:
1) HNO3 (dif.) + Cu... ;
2) Zn + HNO3 (conc.)...;
3) HNO3 + MgCO3...;
4) CuO + KNO 3 ... .
3. Indica qué ecuación ilustra una de las etapas de la producción industrial de ácido nítrico.
1) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O;
2) 5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO;
3) N 2 + O 2 \u003d 2NO.
4. El estado de oxidación negativo se manifiesta por nitrógeno en el compuesto:
1) N2O; 2) NO; 3) N° 2; 4) Na 3 N.
5. La interacción de las virutas de cobre con ácido nítrico concentrado conduce a la formación de:
1) N° 2; 2) NO; 3) N2; 4) NH3.
opcion 2
1. El valor de la valencia más alta de nitrógeno es:
1) 1; 2) 2; 3) 5; 4) 4.
2. Anote la posible interacción del ácido nítrico concentrado con los siguientes metales: sodio, aluminio, zinc, hierro, cromo.
3. Seleccionar sustancias que sean materias primas para la producción de ácido nítrico:
1) nitrógeno e hidrógeno;
2) amoníaco, aire y agua;
3) nitratos.
4. El ácido nítrico concentrado no reacciona con:
2) ácido clorhídrico;
3) carbono;
4) hidróxido de bario.
5. Cuando un ácido muy diluido reacciona con magnesio, forma:
1) N° 2; 2) NO; 3) N2O; 4) NH4NO3.
respuestas a las pruebas Opción 1. 1 – 4;
3 – 1; 4 – 4; 5 – 1. V a r i a n t 2. 1 – 4;
3 – 2; 4 – 1; 5 – 4. |
* Por ejemplo, puedes invitar a los chicos a hacer los siguientes experimentos de laboratorio.
1) En un tubo de ensayo con una solución de ácido nítrico, agregue tornasol y agregue gradualmente solución de hidróxido de sodio. Anota tus observaciones.
2) Ponga un poco de tiza en un tubo de ensayo, agregue ácido nítrico diluido.
3) Ponga un poco de óxido de cobre (II) en un tubo de ensayo, agregue ácido nítrico diluido. ¿De qué color es la solución? Sujete el tubo de ensayo en el soporte y caliéntelo. ¿Cómo cambia el color de la solución? ¿Qué significa el cambio de color? - Nota. educar.
El ácido nítrico es uno de los principales compuestos nitrogenados. Fórmula química- HNO 3 . Entonces, ¿cuáles son los físicos y propiedades químicas tiene esta sustancia?
Propiedades físicas
El ácido nítrico puro no tiene color, tiene un olor acre y en el aire tiene la peculiaridad de "fumar". Masa molar es 63 g/mol. A una temperatura de -42 grados se convierte en un sólido estado de agregación y se convierte en una masa blanca. El ácido nítrico anhidro hierve a 86 grados. En el proceso de mezclarse con agua, forma soluciones que difieren entre sí en concentración.
Esta sustancia es monobásica, es decir, siempre tiene un grupo carboxilo. Entre los ácidos que son poderosos agentes oxidantes, el ácido nítrico es uno de los más fuertes. Reacciona con muchos metales y no metales, compuestos orgánicos debido a la reducción de nitrógeno.
Los nitratos son sales de ácido nítrico. La mayoría de las veces se utilizan como fertilizantes en la agricultura.
Propiedades químicas
La fórmula electrónica y estructural del ácido nítrico se representa de la siguiente manera:
Arroz. 1. Fórmula electrónica de ácido nítrico.
El ácido nítrico concentrado se expone a la luz y bajo su acción puede descomponerse en óxidos de nitrógeno. Los óxidos, a su vez, al interactuar con el ácido, se disuelven en él y le dan al líquido un tinte amarillento:
4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O
La sustancia debe almacenarse en un lugar fresco y lugar oscuro. Con un aumento en su temperatura y concentración, el proceso de descomposición ocurre mucho más rápido. El nitrógeno en una molécula de ácido nítrico siempre tiene valencia IV, estado de oxidación +5, número de coordinación 3.
Dado que el ácido nítrico es un ácido muy fuerte, en soluciones se descompone completamente en iones. Reacciona con óxidos básicos, con bases, con sales de ácidos más débiles y volátiles.
Arroz. 2. Ácido nítrico.
Este ácido monobásico es el agente oxidante más fuerte. El ácido nítrico actúa sobre muchos metales. Dependiendo de la concentración, la actividad del metal y las condiciones de reacción, se puede reducir con la formación simultánea de una sal de ácido nítrico (nitrato) a compuestos.
Cuando el ácido nítrico interactúa con metales inactivos, se forma NO 2:
Cu + 4HNO 3 (conc.) \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
El ácido nítrico diluido en esta situación se reduce a NO:
3Cu + 8HNO 3 (razb.) \u003d 3Сu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Si los metales más activos reaccionan con ácido nítrico diluido, se libera NO 2:
4Mg + 10HNO 3 (razb.) \u003d 4Mg (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
El ácido nítrico muy diluido, al interactuar con metales activos, se reduce a sales de amonio:
4Zn + 10HNO 3 (muy diluido) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti son estables en ácido nítrico concentrado. "Pasiva" los metales Al, Fe, Cr como resultado de la formación de películas de óxido en la superficie de los metales.
Una mezcla formada por un volumen de ácido nítrico concentrado y tres volúmenes de ácido clorhídrico (clorhídrico) concentrado se denomina agua regia.
Arroz. 3. Vodka real.
Los no metales son oxidados por el ácido nítrico a los ácidos correspondientes, y el ácido nítrico, dependiendo de la concentración, se reduce a NO o NO 2:
C + 4HNO 3 (conc.) \u003d CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
S + 6HNO 3 (conc.) \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
El ácido nítrico es capaz de oxidar algunos cationes y aniones, así como compuestos covalentes inorgánicos, como el sulfuro de hidrógeno.
3H 2 S + 8HNO 3 (razb.) \u003d 3H 2 SO 4 + 8NO + 4H 2 O
El ácido nítrico interactúa con muchas sustancias orgánicas, mientras que uno o más átomos de hidrógeno en una molécula de materia orgánica se reemplazan por grupos nitro: NO 2. Este proceso se llama nitración.