HNO 2 има слаб карактер. Многу нестабилен, може да се најде само во разредени раствори:

2 HNO 2 БР + БР 2 + Х 2 О.

Соли азотна киселинасе нарекуваат нитритиили азотна киселина. Нитритите се многу постабилни од HNO2, сите тие се токсични.

2HNO 2 + 2HI = I 2 + 2NO + 2H 2 O,

HNO 2 + H 2 O 2 = HNO 3 + H 2 O,

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

Структура на азотна киселина.

Во гасната фаза, рамната молекула на азотна киселина постои во форма на две конфигурации: цис- и транс-:

На собна температурапреовладува транс изомерот: оваа структура е постабилна. Значи, за cis - HNO2(Г) DG° f= -42,59 kJ/mol, а за транс- HNO2(Г) ДГ= −44,65 kJ/mol.

Хемиски својства на азотна киселина.

Во водени раствори постои рамнотежа:

Кога се загрева, растворот на азотна киселина се распаѓа, ослободувајќи БРи формирање на азотна киселина:

HNO2В водени растворидисоцира ( К Д=4,6 10 −4), малку посилно оцетна киселина. Лесно се поместува со повеќе силни киселиниод соли:

Азотната киселина покажува оксидирачки и редуцирачки својства. Под дејство на посилни оксидирачки агенси (водород пероксид, хлор, калиум перманганат), се јавува оксидација во азотна киселина:

Покрај тоа, може да оксидира супстанции кои имаат редуцирачки својства:

Подготовка на азотна киселина.

Азотна киселина се добива со растворање на азотен оксид (III) N2O3во вода:

Покрај тоа, тој се формира кога азотен оксид (IV) се раствора во вода. НЕ 2:

.

Примена на азотна киселина.

Азотна киселина се користи за дијазотизирање на примарните ароматични амини и формирање на соли на дијазониум. Нитритите се користат во органската синтеза во производството на органски бои.

Физиолошки ефект на азотна киселина.

Азотна киселина е токсична и има изразен мутаген ефект, бидејќи е деаминирачки агенс.

Азотна киселина постои или во раствор или во гасна фаза. Тој е нестабилен и, кога се загрева, се распаѓа во пареа:

2HNO 2 “NO+NO 2 +H 2 O

Водните раствори на оваа киселина се распаѓаат кога се загреваат:

3HNO 2 “HNO 3 +H 2 O+2NO

Оваа реакција е реверзибилна, затоа, иако растворањето на NO 2 е придружено со формирање на две киселини: 2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3

Практично, со реакција на NO 2 со вода, се добива HNO 3:

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

Од страна на кисели својстваАзотната киселина е само малку посилна од оцетната киселина. Нејзините соли се нарекуваат нитрити и, за разлика од самата киселина, се стабилни. Од растворите на неговите соли, раствор на HNO 2 може да се добие со додавање на сулфурна киселина:

Ba(NO 2) 2 +H 2 SO 4 = 2HNO 2 +BaSO 4 ¯

Врз основа на податоците за неговите соединенија, се предлагаат два вида структура на азотна киселина:

кои одговараат на нитрити и нитро соединенија. Нитрити активни металиимаат структура од тип I, а ниско-активни метали имаат структура од тип II. Речиси сите соли на оваа киселина се многу растворливи, но сребрениот нитрит е најтежок. Сите соли на азотна киселина се отровни. За хемиска технологијаВажни се KNO 2 и NaNO 2, кои се неопходни за производство на органски бои. Двете соли се добиваат од азотни оксиди:

NO+NO 2 +NaOH=2NaNO 2 +H 2 O или кога се загреваат нивните нитрати:

KNO 3 +Pb=KNO 2 +PbO

Pb е неопходен за врзување на ослободениот кислород.

Од хемиските својства на HNO 2, оксидативните својства се поизразени, додека самиот тој е намален на NO:

Сепак, може да се дадат многу примери на такви реакции каде азотна киселина покажува редуцирачки својства:

Присуството на азотна киселина и нејзините соли во растворот може да се утврди со додавање на раствор од калиум јодид и скроб. Нитритниот јон го оксидира јодниот анјон. Оваа реакција бара присуство на H +, т.е. се јавува во кисела средина.

Азотна киселина

Во лабораториски услови, азотна киселина може да се добие со дејство на концентрирана сулфурна киселина на нитрати:

NaNO 3 +H 2 SO 4(k) =NaHSO 4 +HNO 3 Реакцијата се јавува при слабо загревање.

Производството на азотна киселина на индустриско ниво се врши со каталитичка оксидација на амонијак со атмосферски кислород:

1. Прво, мешавина од амонијак и воздух се пренесува преку платина катализатор на 800°C. Амонијакот се оксидира до азотен оксид (II):

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

2. По ладењето, дополнително се оксидира NO до NO 2: 2NO+O 2 =2NO 2

3. Добиениот азотен оксид (IV) се раствора во вода во присуство на вишок O 2 и формира HNO 3: 4NO 2 +2H 2 O+O 2 =4HNO 3

Почетните производи - амонијак и воздух - се темелно прочистени од штетни нечистотии, труење на катализаторот (водород сулфид, прашина, масла, итн.).

Добиената киселина е разредена (40-60% киселина). Концентрирана азотна киселина (јачина 96-98%) се добива со дестилирање на разредена киселина во мешавина со концентрирана сулфурна киселина. Во овој случај, само азотна киселина испарува.

Физички својства

Азотна киселина е безбојна течност со лут мирис. Многу хигроскопски, „чад“ во воздухот, затоа што неговите пареи со влажноста на воздухот формираат капки магла. Се меша со вода во кој било сооднос. На -41,6°C преминува во кристална состојба. Врие на 82,6°C.

Во HNO 3, валентноста на азот е 4, состојбата на оксидација е +5. Структурната формула на азотна киселина е прикажана на следниов начин:

И двата атоми на кислород, поврзани само со азот, се еквивалентни: тие се на исто растојание од атомот на азот и секој носи половина од полнежот на електрон, т.е. четвртиот дел од азот е поделен подеднакво помеѓу два атоми на кислород.

Електронска структураазотна киселина може да се добие на следниов начин:

1. Водороден атом се поврзува со атом на кислород преку ковалентна врска:

2. Поради неспарениот електрон, атомот на кислород формира ковалентна врска со атомот на азот:

3. Се формираат два неспарени електрони од атомот на азот ковалентна врскасо вториот атом на кислород:

4. Третиот атом на кислород, кога е возбуден, формира слободен 2p-орбитална со спарување на електрони. Интеракцијата на осамен пар на азот со празна орбитала на третиот атом на кислород доведува до формирање на молекула на азотна киселина:

Хемиски својства

1. Разредената азотна киселина ги покажува сите својства на киселините. Припаѓа на силни киселини. Се дисоцира во водени раствори:

HNO 3 “Н + +NO - 3 Делумно се распаѓа под влијание на топлина и светлина:

4HNO 3 =4NO 2 +2H 2 O+O 2 Затоа, чувајте го на ладно и темно место.

2. Азотната киселина се карактеризира исклучиво со оксидирачки својства. Најважниот хемиско својствое интеракција со речиси сите метали. Водородот никогаш не се ослободува. Намалувањето на азотна киселина зависи од нејзината концентрација и природата на редукционото средство. Степенот на оксидација на азот во производите за редукција е во опсег од +4 до -3:

HN +5 O 3 ®N +4 O 2 ®HN +3 O 2 ®N +2 O®N +1 2 O®N 0 2 ®N -3 H 4 NO 3

Производите за редукција од интеракцијата на азотна киселина со различни концентрации со метали со различна активност се прикажани на дијаграмот подолу.

Концентрирана азотна киселина на обични температури не комуницира со алуминиум, хром и железо. Тоа ги става во пасивна состојба. На површината се формира филм од оксиди, кој е непропустлив за концентрирана киселина.

3. Азотната киселина не реагира со Pt, Rh, Ir, Ta, Au. Платина и злато се раствораат во „кралска вотка“ - мешавина од 3 тома концентриран на хлороводородна киселинаи 1 волумен на концентрирана азотна киселина:

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

3Pt+4HNO 3 +12HCl=3PtCl 4 +4NO+8H 2 O 2HCl+PtCl 4 =H 2

Ефектот на „региа вотка“ е дека азотна киселина оксидира хлороводородна киселина до слободен хлор:

HNO 3 +HCl=Cl 2 +2H 2 O+NOCl 2NOCl=2NO+Cl 2 Ослободениот хлор се комбинира со метали.

4. Неметалите се оксидираат со азотна киселина до соодветните киселини, а во зависност од концентрацијата се намалува на NO или NO 2:

S+bHNO 3(conc) =H 2 SO 4 +6NO 2 +2H 2 OP+5HNO 3(conc) =H 3 PO 4 +5NO 2 +H 2 O I 2 +10HNO 3 (конц) =2HIO 3 +10NO 2 +4H 2 O 3P+5HNO 3(p asb) +2H 2 O= 3H 3 PO 4 +5NO

5. Исто така, има интеракција со органски соединенија.

Солите на азотна киселина се нарекуваат нитрати и се кристални материи, високо растворлив во вода. Тие се добиваат со дејство на HNO 3 на металите, нивните оксиди и хидроксиди. Калиум, натриум, амониум и калциум нитрати се нарекуваат нитрати. Нитратот се користи главно како минерални азотни ѓубрива. Покрај тоа, KNO 3 се користи за подготовка на црн прав (мешавина од 75% KNO 3, 15% C и 10% S). Експлозивниот амонал е направен од NH 4 NO 3, алуминиумски прав и тринитротолуен.

Солите на азотна киселина се распаѓаат кога се загреваат, а производите на распаѓање зависат од положбата на металот што формира сол во серијата стандардни електродни потенцијали:

Распаѓањето при загревање (термолиза) е важно својство на солите на азотна киселина.

2KNO 3 =2KNO 2 +O 2

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

Солите на металите лоцирани во низата лево од Mg формираат нитрити и кислород, од Mg до Cu - метален оксид, NO 2 и кислород, по Cu - слободен метал, NO 2 и кислород.

Апликација

Азотната киселина е најважниот производ на хемиската индустрија. Се трошат големи количини за подготовка на азотни ѓубрива, експлозиви, бои, пластика, вештачки влакна и други материјали. Пушењето

Азотна киселина се користи во ракетната технологија како оксидатор за ракетно гориво.

Амониумовите соли се многу чудни. Сите тие лесно се распаѓаат, некои спонтано, на пример амониум карбонат:
(NH4)2CO3 = 2NH3 + H2O + CO2 (реакцијата се забрзува кога се загрева).
Другите соли, на пример, амониум хлорид (амонијак), се сублимираат кога се загреваат, т.е., тие прво се распаѓаат на амонијак и хлорид под влијание на загревањето, а кога температурата се намалува, повторно се формира амониум хлорид на студените делови од садот:
греење
NH4Cl ⇄ NH3 + HCl
ладење
Кога се загрева, амониум нитратот се распаѓа на азотен оксид и вода. Оваа реакција може да се случи експлозивно:
NH4NO3 = N2O + H2O
Амониум нитрит NH4NO2 се распаѓа кога се загрева за да формира азот и вода, па затоа се користи во лабораторија за добивање на азот.
Кога амониумовите соли се изложени на алкалии, се ослободува амонијак:
NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O
Ослободување на амонијак - карактеристична особиназа препознавање на соли на амониум. Сите соли на амониум се сложени соединенија.

Широко се користат амонијак и амониумови соли. Амонијакот се користи како суровина за производство на азотна киселина и нејзините соли, како и соли на амониум, кои служат како добри азотни ѓубрива. Такви ѓубрива се амониум сулфат (NH4)2SO4 и особено амониум нитрат NH4NO3 или амониум нитрат, чија молекула содржи два атоми на азот: едниот амониум, другиот нитрат. Растенијата прво апсорбираат амонијак, а потоа нитрат. Овој заклучок му припаѓа на основачот на руската агрохемија, акад. Д.Н.Пријаников, кој ги посвети своите дела на физиологијата на растенијата и ја потврди важноста на минералните ѓубрива во земјоделството.
Амонијак во форма на амонијак се користи во медицината. Течниот амонијак се користи во единиците за ладење. Амониум хлорид се користи за да се направи сува галванска ќелија Leclanché. Мешавина од амониум нитрат со алуминиум и јаглен, наречена амонал, е моќен експлозив.
Амониум карбонат се користи во кондиторската индустрија како квасец.

■ 25. На кое својство на амониум карбонат се заснова неговата употреба за олабавување тесто?
26. Како да се открие амониум јон во сол?
27. Како да се изврши серија трансформации:
N2 ⇄ NH3 → НЕ
↓
NH4N03

Кислородни соединенија на азот

Со кислородот формира неколку соединенија, во кои покажува различни состојби на оксидација.
Постои азотен оксид N2O, или, како што се нарекува, „гас за смеење“. Покажува состојба на оксидација од + 1. Во азотен оксид NO, азотот покажува состојба на оксидација од + 2, во азотен анхидрид N2O3 - + 3, во азот диоксид NO2 - +4, во азот пентооксид или азотен
анхидрид, N2O5 - +5.
Азотен оксид N2O е оксид што не создава сол. Ова е гас кој е доста растворлив во вода, но не реагира со вода. Азотниот оксид измешан со кислород (80% N2O и 20% O2) произведува наркотичен ефект и се користи за таканаречена гасна анестезија, чија предност е што нема долг последователен ефект.
Остатокот од азот е многу отровен. Нивниот токсичен ефект обично се јавува во рок од неколку часа по вдишувањето. Првата помош се состои од внесување на голема количина млеко, вдишување чист кислород и одмор на жртвата.

■ 28. Наведете ги можните оксидациони состојби на азот и соодветните на овие состојби на оксидација.
29. Какви мерки за прва помош треба да се преземат при труење со азотни оксиди?

Најинтересните и најважните азотни оксиди се азотен оксид и азот диоксид, кои ќе ги проучуваме.
Азотниот оксид NO се формира од азот и кислород при силни електрични празнења. Формирањето на азотен оксид понекогаш се забележува во воздухот за време на грмотевици, но во многу мали количини. Азотниот оксид е безбоен гас без мирис. Азотниот оксид е нерастворлив во вода, па може да се собере над вода во случаи кога препаратот се изведува во лабораторија. Во лабораторија, азотен оксид се добива од умерено концентрирана азотна киселина со неговото дејство на:
HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO + H2O
Сами подредете ги коефициентите во оваа равенка.
Азотниот оксид може да се произведе на други начини, на пример во пламен со електричен лак:
N2 + O2 ⇄ 2NO.
Во производството на азотна киселина, азотен оксид се добива со каталитичка оксидација на амонијак, што беше дискутирано во § 68, страница 235.
Азотниот оксид е оксид што не формира сол. Лесно се оксидира од атмосферскиот кислород и се претвора во азот диоксид NO2. Ако оксидацијата се изведува во стаклен сад, безбоен азотен оксид се претвора во кафеав гас - азот диоксид.

■ 30. При интеракција на бакар со азотна киселина, се ослободуваат 5,6 литри азотен оксид. Пресметајте колку бакар реагирал и колку сол се создала.

Азот диоксид NO2 е кафеав гас со карактеристичен мирис. Тој е многу растворлив во вода, бидејќи реагира со вода според равенката:
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
Во присуство на кислород, може да се добие само азотна киселина:
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
Молекулите на азот диоксид NO2 лесно се комбинираат во парови и формираат азот тетрооксид N2O4 - безбојна течност, структурна формулакои

Овој процес се јавува на студ. Кога се загрева, азот тетрооксид повторно се претвора во азот диоксид.
Азотниот диоксид е кисел оксид бидејќи може да реагира со алкали и да формира сол и вода. Сепак, поради фактот што атомите на азот во модификацијата N2O4 имаат различен број на валентни врски, кога азот диоксид реагира со алкали, се формираат две соли - нитрат и нитрит:
2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
Азот диоксид се добива, како што е споменато погоре, со оксидација на оксидот:
2NO + O2 = 2NO2
Покрај тоа, азот диоксид се произведува со дејство на концентрирана азотна киселина на:
Сu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
(кон.)
или подобро со калцинирање на оловниот нитрат:
2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2

■ 31. Наведете ги методите за производство на азот диоксид, давајќи равенки за соодветните реакции.

32. Нацртајте дијаграм на структурата на азотниот атом во состојба на оксидација +4 и објаснете какво треба да биде неговото однесување при редокс реакции.
33. 32 g мешавина од бакар и бакар оксид се ставени во концентрирана азотна киселина. Содржината на бакар во смесата е 20%. Колкав волумен од кој гас ќе се ослободи? Колку грама молекули сол произведува ова?

Азотна киселина и нитрити

Азотна киселина HNO2 е многу слаба нестабилна киселина. Постои само во разредени раствори (a = 6,3% во раствор од 0,1 N). Азотната киселина лесно се распаѓа и формира азотен оксид и азот диоксид
2HNO2 = NO + NO2 + H2O.
Оксидационата состојба на азот во азотна киселина е +3. Со овој степен на оксидација, конвенционално можеме да претпоставиме дека 3 електрони се отфрлени од надворешниот слој на азотниот атом и остануваат 2 валентни електрони. Во овој поглед, постојат две можности за N+3 во редокс реакциите: може да покаже и оксидирачки и редукциони својства, во зависност од тоа во која средина - оксидативна или редукциска - влегува.
Солите на азотна киселина се нарекуваат нитрити. Со третирање на нитрити со сулфурна киселина, можете да добиете азотна киселина:
2NaNO2 + H2SO4 = Na2SO4 + 2HNO2.
Нитритите се соли кои се прилично растворливи во вода. Како и самата азотна киселина, нитритите можат да покажат оксидирачки својства кога реагираат со редуцирачки агенси, на пример:
NaNO2 + KI + H2SO4 → I2 + НЕ…

Обидете се сами да ги пронајдете финалните производи и да ги распоредите коефициентите врз основа на електронскиот биланс.

Бидејќи ослободувањето е лесно да се открие со помош на скроб, оваа реакција може да послужи како начин за откривање дури и мали количини нитрити во пиење вода, чие присуство е непожелно поради токсичност. Од друга страна, нитритниот азот може да се оксидира до N +5 под влијание на силно оксидирачко средство.
NaNO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → NaNO3 + Cr2(SO4)3 + …

Остатокот од реакционите производи пронајдете ги сами, составете електронски биланси поставете ги коефициентите.

■ 34. Пополнете ја равенката.
HNO2 + KMnO4 + H2SO4 → … (N +5, Mn +2).
35. Наброј ги својствата на азотна киселина и нитрити.

Азотна киселина

HNO3 е силен електролит. Ова е испарлива течност. Чисто врие на температура од 86°, нема боја; неговата густина е 1,53. Лабораториите обично добиваат 65% HNO3 со густина од 1,40.
чади во воздухот, бидејќи неговите пареи, кои се издигнуваат во воздухот и се комбинираат со водена пареа, формираат капки магла. Азотна киселина се меша со вода во кој било сооднос. Има лут мирис и лесно испарува, така што концентрираната азотна киселина треба да се истура само под притисок. Ако дојде во контакт со кожата, азотна киселина може да предизвика сериозни изгореници. Мала изгореница се прави позната како карактеристична жолта дамка на кожата. Тешките изгореници може да предизвикаат чир. Ако азотна киселина дојде во контакт со кожата, таа треба брзо да се измие со многу вода, а потоа да се неутрализира со слаб раствор на сода.

Концентрирана 96-98% азотна киселина ретко влегува во лабораторија и при складирање прилично лесно, особено на светлина, се распаѓа според равенката:
4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2
Трајно е обоен со азот диоксид жолта. Вишокот на азот диоксид постепено испарува од растворот, се акумулира во растворот, а киселината продолжува да се распаѓа. Во овој поглед, концентрацијата на азотна киселина постепено се намалува. Во концентрација од 65%, азотна киселина може да се чува долго време.
Азотната киселина е едно од најсилните оксидирачки агенси. Тој реагира со речиси сите метали, но без ослободување на водород. Изразените оксидирачки својства на азотна киселина имаат таканаречен пасивирачки ефект врз некои (,) соединенија. Ова е особено точно за концентрирани киселини. Кога е изложен на него, на металната површина се формира многу густ оксид нерастворлив во киселина, кој го штити металот од понатамошно изложување на киселина. Металот станува „пасивен“. .
Сепак, азотна киселина реагира со повеќето метали. Во сите реакции со метали, азотот се намалува во азотна киселина, и колку поцелосно, толку повеќе се разредува киселината и толку е поактивен металот.

Концентрираната киселина се сведува на азот диоксид. Пример за ова е реакцијата со бакар дадена погоре (види § 70). Разредената азотна киселина со бакар се редуцира до азотен оксид (види § 70). Поактивните, на пример, ја намалуваат разредената азотна киселина до азотен оксид.
Sn + HNO3 → Sn(NO3)2 + N2O
Со многу силно разредување со активен метал, на пример цинк, реакцијата достигнува формирање на амониумова сол:
Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NH4NO3

Во сите дадени шеми на реакција, подредете ги коефициентите така што сами ќе креирате електронска рамнотежа.

■ 36. Зошто се намалува концентрацијата на азотна киселина кога се складира во лабораторија, дури и во добро затворени садови?
37. Зошто концентрираната азотна киселина има жолтеникаво-кафеава боја?
38. Напиши ја равенката за реакција на разредена азотна киселина со железо. Производите на реакцијата се железо(III) нитрат и се ослободува кафеав гас.
39. Запишете ги во вашата тетратка сите равенки за реакција кои го карактеризираат заемното дејство на азотна киселина со метали. Наведете кои метали, покрај металните нитрати, се формираат во овие реакции.

Многумина можат да изгорат во азотна киселина, како што се јаглен и:
C + HNO3 → NO + CO2
P + HNO3 → NO + H3PO4

Слободниот се оксидира до фосфорна киселина. кога ќе се вари во азотна киселина се претвора во S+6 и од слободниот сулфур се формира:
HNO3 + S → NO + H2SO4

Сами пополнете ги равенките на реакцијата.

Сложените можат да изгорат и во азотна киселина. На пример, терпентинот и загреаната струготини согоруваат во азотна киселина.
Азотната киселина исто така може да оксидира хлороводородна киселина. Мешавината од три дела хлороводородна киселина и еден дел азотна киселина се нарекува аква регија. Ова име е дадено затоа што оваа смеса оксидира и платина, која не е засегната од никакви киселини. Реакцијата се одвива во следните фази: во самата смеса, хлорниот јон се оксидира во слободен и азотот се редуцира за да се формира нитросил хлорид:
HNO3 + 3HCl ⇄ Cl2 + 2H2O + NOCl
аква регија нитросил хлорид
Вториот лесно се распаѓа во азотен оксид и е слободен според равенката:
2NOCl = 2NO + Cl2
Металот сместен во аква регија лесно се оксидира со нитросил хлорид:
Au + 3NOCl = AuCl3 + 3NO
Азотна киселина може да реагира со нитрација со органски материи. Во овој случај, мора да биде присутен концентриран. Мешавината од концентрирана азотна и сулфурна киселина се нарекува мешавина за нитрација. Со користење на таква мешавина, нитроглицерин може да се добие од глицерин, нитробензен од бензен, нитроцелулоза од влакна, итн. Во високо разредена состојба, азотна киселина ги покажува карактеристичните својства на киселините.

■ 40. Наведете сопствени примери за типични својства на киселините во однос на азотна киселина. Напиши ги равенките во молекуларна и. јонски форми.
41. Зошто шишињата со концентрирана азотна киселина се забранети да се транспортираат спакувани во струготини од дрво?
42. Кога концентрирана азотна киселина се тестира со фенолфталеин, фенолфталеинот добива портокалова боја наместо да остане безбоен. Што го објаснува ова?

Многу е лесно да се добие азотна киселина во лабораторија. Обично се добива со поместување на неговите соли со сулфурна киселина, на пример:
2KNO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2HNO3
На сл. 61 е прикажана лабораториска инсталација за производство на азотна киселина.
Во индустријата, амонијакот се користи како суровина за производство на азотна киселина. Како резултат на оксидација на амонијак во присуство на платина катализатор, се формира азотен оксид:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
Како што е наведено погоре, азотен оксид лесно се оксидира со атмосферски кислород во азот диоксид:
2NO + O2 = 2NO2
а азот диоксид, комбинирајќи се со вода, формира азотна киселина и повторно азотен оксид според равенката:

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO.
Потоа, азотен оксид повторно се снабдува за оксидација:
Првата фаза од процесот - оксидација на амонијак во азотен оксид - се изведува во контактен апарат на температура од 820 °. Катализаторот е решетка од платина со мешавина од родиум, која се загрева пред да се вклучи апаратот. Бидејќи реакцијата е егзотермна, решетките последователно се загреваат поради топлината на самата реакција. Азотниот оксид ослободен од контактниот апарат се лади на температура од околу 40°, бидејќи процесот на оксидација на азотен оксид се одвива побрзо на пониска температура. На температура од 140°, добиениот азот диоксид повторно се распаѓа на оксиди на азот и кислород.

Оксидацијата на азотен оксид во диоксид се врши во кули наречени апсорбери, обично под притисок од 8-10 атм. Тие истовремено го апсорбираат (апсорбираат) добиениот азот диоксид со вода. За подобро апсорпција на азот диоксид, растворот се лади. Резултатот е 50-60% азотна киселина.
Концентрацијата на азотна киселина се врши во присуство на концентрирана сулфурна киселина во колони за дестилација. формира хидрати со достапната вода со точка на вриење повисока од онаа на азотна киселина, па пареите на азотна киселина прилично лесно се ослободуваат од смесата. Со кондензирање на овие пареи може да се добие 98-99% азотна киселина. Типично, поконцентрирана киселина ретко се користи.

■ 43. Запишете ги во вашата тетратка сите равенки на реакциите што се случуваат при производство на азотна киселина со лабораториски и индустриски методи.
44. Како да се изврши серија трансформации:

45. Колку од 10% раствор може да се подготви од азотна киселина добиена со реакција на 2,02 kg калиум нитрат со вишок на сулфурна киселина?
46. ​​Определете го моларитетот на 63% азотна киселина.
47. Колку азотна киселина може да се добие од 1 тон амонијак при 70% принос?
48. Цилиндерот се наполнил со азотен оксид со поместување на водата. Потоа, без да се вади од водата, под него е ставена цевка од гасометар.
(види Сл. 34) и почна да прескокнува. Опишете што треба да се набљудува во цилиндерот ако не е дозволен вишок кислород. Оправдајте го вашиот одговор со равенки за реакција.

Ориз. 62. Согорување на јаглен во стопена шалитра. 1 - стопена шалитра; 2 - горење јаглен; 3 - песок.

Соли на азотна киселина

Солите на азотна киселина се нарекуваат нитрати. Нитрати алкални метали, како и калциумот и амониумот се нарекуваат нитрат. На пример, KNO3 е калиум нитрат, NH4NO3 е амониум нитрат. Природните наслаги на натриум нитрат се наоѓаат во огромни количини во Чиле, поради што оваа сол се нарекува чилеански нитрат.

Ориз. 62.Согорување на јаглен во стопена шалитра. 1 - стопена шалитра; 2 - горење јаглен; 3 - песок.

Солите на азотна киселина, како и самата, се силни оксидирачки агенси. На пример, солите на алкалните метали се одвојуваат за време на топењето според равенката:

2KNO3 = 2KNO2+ O2

Благодарение на ова, јагленот и другите запаливи материи согоруваат во стопена шалитра (сл. 62).
Соли тешки металиисто така се распаѓаат со ослободување на кислород, но според друга шема.
2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2

Ориз. 63. Циклус на азот во природата

Калиум нитрат се користи за правење црн барут. За да го направите ова, се меша со јаглен и сулфур. Не се користи за оваа намена, бидејќи е хигроскопски. Кога ќе се запали, црниот прав интензивно гори според равенката:
2KNO3 + 3С + S = N2 + 3CO2 + K2S
Калциум и амониум нитрати се многу добри азотни ѓубрива. Неодамна, калиум нитратот исто така стана широко распространет како ѓубриво.
Азотната киселина е широко користена во производството на хемиски фармацевтски производи (стрептоцид), органски бои, целулоидни, филмски и фотографски филмови. Соли на азотна киселина се широко користени во пиротехниката.
Во природата, постои циклус на азот во кој растенијата, кога ќе умрат, го враќаат азот што го добиваат назад во почвата. Животните, хранејќи се со растенија, го враќаат азот во почвата во форма на измет, а по смртта, нивните трупови гнијат и со тоа, исто така, го враќаат азот добиен од него во почвата (сл. 63). Со бербата на културата, човекот го попречува овој циклус, го нарушува и со тоа ја осиромашува почвата од азот, па затоа е неопходно да се нанесува азот на полињата во форма на минерални ѓубрива.

■ 49. Како да се изведат низа трансформации

Азотна киселина

Ако загреете калиум или натриум нитрат, тие губат дел од кислородот и се претвораат во соли на азотна киселина HNO2. Распаѓањето е полесно во присуство на олово, кое го врзува ослободениот кислород:

Соли на азотни киселини - нитрити -формираат кристали кои се многу растворливи во вода (со исклучок на сребрениот нитрит). Натриум нитрит NaNO 2 се користи во производството на различни бои.

Кога растворот на некои нитрити е изложен на разредена сулфурна киселина, се добива слободна азотна киселина:

Таа е една од слабите киселини (К=А- 10~ 4) и е познат само во високо разредени водени раствори. Кога растворот се концентрира или загрева, азотна киселина се распаѓа:

Степенот на оксидација на азот во азотна киселина е +3, т.е. е средно помеѓу најниските и највисоките можни вредности на степенот на оксидација на азот. Затоа, HNO 2 покажува редокс двојност. Под влијание на редукционите средства се редуцира (обично на NO), а при реакции со оксидирачки агенси се оксидира до HNO 3. Примерите ги вклучуваат следните реакции:

Азотна киселина

Чистата азотна киселина HNO3 е безбојна течност со густина од 1,51 g/cm3, која се зацврстува во проѕирна кристална маса на -42 0C. Во воздухот „чади“, како концентрирана хлороводородна киселина, бидејќи нејзините пареи формираат мали капки магла со влагата во воздухот.

Азотна киселина не е силна. Веќе под влијание на светлината постепено се распаѓа:

Колку е повисока температурата и колку е поконцентрирана киселината, толку побрзо се случува распаѓањето. Ослободениот азот диоксид се раствора во киселината и и дава кафена боја.

Азотна киселина е една од најмоќните киселини; во разредени раствори целосно се разградува на јони H + и NO 3.

Карактеристично својствоазотна киселина е нејзината изразена оксидирачка способност. Азотната киселина е едно од најенергичните оксидирачки агенси. Многу неметали лесно се оксидираат со него, претворајќи се во соодветните киселини. Така, сулфурот, кога се вари со азотна киселина, постепено оксидира во сулфурна киселина, фосфор - во фосфор. Јагленот што тлее потопен во концентриран HNO 3 се разгорува силно.

Азотната киселина делува на скоро сите метали (со исклучок на златото, платината, танталот, родиумот, иридиумот), претворајќи ги во нитрати, а некои метали во оксиди.

Концентрираниот HNO 3 пасивизира некои метали. Ломоносов, исто така, откри дека железото, кое лесно се раствора во разредена азотна киселина, не се раствора во ладно концентриран HNO 3. Подоцна беше откриено дека азотна киселина има сличен ефект врз хромот и алуминиумот. Овие метали поминуваат под влијание на концентрирана азотна киселина во пасивна состојба (види § 100).

Степенот на оксидација на азот во азотна киселина е +5. Дејствувајќи како оксидирачки агенс, HNO 3 може да се редуцира на различни производи:

Која од овие супстанции се формира, т.е. колку длабоко се намалува азотна киселина во секој даден случај зависи од природата на редукционото средство и од условите на реакцијата, пред се од концентрацијата на киселината. Колку е поголема концентрацијата на HNO 3, толку помалку длабоко се намалува. Во реакциите со концентрирана киселина NO 2 најчесто се ослободува. Кога разредената азотна киселина реагира со ниско-активни метали, како што е бакарот, се ослободува NO. Во случај на поактивни метали - железо, се формира цинк - N 2 O. Високо разредена азотна киселина реагира со активни метали - цинк, магнезиум, алуминиум - за да формира амониум јон, кој со киселината дава амониум нитрат. Обично неколку производи се формираат истовремено.

За илустрација, еве ги шемите на реакција за оксидација на некои метали со азотна киселина:

Кога азотна киселина делува на метали, водородот, по правило, не се ослободува.

Кога неметалите се оксидираат, концентрираната азотна киселина, како во случајот со металите, се намалува на NO 2, на пример:

Поразредена киселина обично се намалува на NO, на пример:

Наведените дијаграми ги илустрираат најтипичните случаи на интеракција на азотна киселина со метали и неметали. Генерално, редокс реакциите кои вклучуваат HNO 3 се сложени.

Мешавината која се состои од 1 волумен азотна и 3-4 волумени концентрирана хлороводородна киселина се нарекува кралска вотка. Aqua regia раствора некои метали кои не реагираат со азотна киселина, вклучувајќи го и „кралот на металите“ - златото. Нејзиното дејство се објаснува со фактот дека азотна киселина оксидира хлороводородна киселина, ослободувајќи слободен хлор и формирајќи азот хлороксид(III), или нитрозил хлорид, NOCl:

Нитросил хлоридот е реакционен посредник и се разградува:

Хлорот во моментот на ослободување се состои од атоми, што ја одредува високата оксидирачка способност на аква регија. Реакциите на оксидација на златото и платината се одвиваат главно според следните равенки:

Со вишок на хлороводородна киселина, се формираат злато (III) хлорид и платина (IV) хлорид комплексни соединенија H[AuC14] и H2.

За многумина органска материјаазотна киселина делува така што еден или повеќе атоми на водород во молекулата органско соединениесе заменуваат со нитро групи - NO 2. Овој процес се нарекува нитрацијаи има големо значењево органската хемија.

Електронската структура на молекулата HNO 3 е дискутирана во § 44.

Азотната киселина е една од најважните врскиазот: се користи во големи количини во производството на азотни ѓубрива, експлозиви и органски бои, служи како оксидирачки агенс во многу хемиски процеси, се користи во производството на сулфурна киселина со помош на азотна метода и се користи за производство на целулозни лакови и филм.

Соли на азотна киселина се нарекуваат нитрати.Сите тие добро се раствораат во вода, а кога се загреваат се распаѓаат, ослободувајќи кислород. Во овој случај, нитратите од најактивните метали се претвораат во нитрити:

Нитратите на повеќето други метали се распаѓаат кога се загреваат во метален оксид, кислород и азот диоксид. На пример:

Конечно, нитратите од најмалку активните метали (на пример, сребро, злато) се распаѓаат кога се загреваат до слободниот метал:

Нитратите се енергични оксидирачки агенси кои лесно го одвојуваат кислородот на високи температури. Нивните водени раствори, напротив, не покажуваат речиси никакви оксидирачки својства.

Најважни се натриум, калиум, амониум и калциум нитрати, кои во пракса се т.н. шалитра.

Натриум нитрат NaNO3, или натриум нитрат, понекогаш наречена и чилеанска шалитра, се наоѓа во големи количинисе наоѓа во природата само во Чиле.

Калиум нитрат KNO3, или калиум нитрат, се наоѓа и во природата во мали количини, но главно се добива вештачки со реакција на натриум нитрат со калиум хлорид.

И двете од овие соли се користат како ѓубрива, а калиум нитратот содржи два елементи неопходни за растенијата: азот и калиум. Натриум и калиум нитрати се користат и при топење на стакло и Прехранбена индустријаза конзервирање храна.

Калциум нитрат Ca(NO 3) 2, или калциум нитрат, добиени во големи количини со неутрализирање на азотна киселина со вар; се користи како ѓубриво.

Амониум нитрат NH4NO3.

• Ученикот се охрабрува самиот да создаде целосни равенки за овие реакции.

HNO2 Физички својства држава тешко Моларна маса 47,0134 g/mol Густина 1.685 (течност) Термички својства T. плови. 42,35 °C Т. кип. 158 °C Хемиски својства pK a 3.4 Растворливост во вода 548 g/100 ml Класификација Рег. CAS број Податоците се засноваат на стандардни услови (25 °C, 100 kPa), освен ако не е поинаку наведено.

Азотна киселина HNO 2 е слаба монобазна киселина која постои само во разредени водени раствори, обоени во слабо сина боја и во гасна фаза. Солите на азотна киселина се нарекуваат нитрити или азотни киселини. Нитритите се многу постабилни од HNO 2, од кои сите се токсични.

Структура

Во гасната фаза, рамната молекула на азотна киселина постои во две конфигурации cis-И транс-.

cis изомер	транс изомер

На собна температура преовладува транс изомерот: оваа структура е постабилна. Така, за cis-HNO 2 (g) DG° f = -42,59 kJ/mol, и за транс-HNO 2 (g) DG = -44,65 kJ/mol.

Хемиски својства

Во водени раствори постои рамнотежа:

$\backslash mathsf(2HNO\_2\; \backslash деснолеви\; стрели\; N\_2O\_3\; +\; H\_2O\; \backslash деснолеви\; стрелки\; НЕ\; \backslash горе\; +\; NO\_2\; \backslash горе\; +\; H\_2O)$

Кога растворот се загрева, азотна киселина се распаѓа за да се ослободи и да формира азотна киселина:

$\backslash mathsf(3HNO\_2\; \backslash десни\; леви\; стрелки\; HNO\_3\; +\; 2NO\; \backslash горе\; +\; H\_2O)$

HNO 2 е слаба киселина. Се дисоцира во водени раствори (K D =4,6·10−4), малку посилен од оцетната киселина. Лесно се заменуваат со посилни киселини од соли:

$\backslash mathsf(H\_2SO\_4\; +\; 2NaNO\_2\; \backslash десно\; стрелка\; Na\_2SO\_4\; +\; 2HNO\_2)$

Азотната киселина покажува и оксидирачки и редуцирачки својства. Под дејство на посилни оксидирачки агенси (водород пероксид, хлор, калиум перманганат) се оксидира во азотна киселина:

$\backslash mathsf(HNO\_2\; +\; H\_2O\_2\; \backslash десно\; стрелка\; HNO\_3\; +\; H\_2O)$ $\backslash mathsf(HNO\_2\; +\; Cl\_2\; +\; H\_2O\backslash десно\; стрелка\; HNO\_3\; +\; 2HCl)$ $\backslash mathsf(5HNO\_2\; +\; 2KMnO\_4\; +\; HNO\_3\; \backslash десно\; стрелка\; 2Mn(NO\_3)\_2\; +\; 2KNO\_3\; +\; 3H\_2O)$

Во исто време, тој е способен да оксидира супстанции со редуцирачки својства:

\mathsf(2HNO_2 + 2HI \десно стрелка 2НЕ\горе горе + I_2 +2H_2O)

Потврда

Азотна киселина може да се добие со растворање на азотен оксид (III) N 2 O 3 во вода:

$\backslash mathsf(N\_2O\_3\; +\; H\_2O\; \backslash десно\; стрелка\; 2HNO\_2)$ $\backslash mathsf(2NO\_2\; +\; H\_2O\; \backslash десно\; стрелка\; HNO\_3\; +\; HNO\_2)$

Апликација

Азотна киселина се користи за дијазотизирање на примарните ароматични амини и формирање на соли на дијазониум. Нитритите се користат во органската синтеза во производството на органски бои.

Физиолошко дејство

Азотна киселина е токсична и има изразен мутаген ефект, бидејќи е деаминирачки агенс.

Извори

• Karapetyants M. Kh., Drakin S. I. Генерал и неорганска хемија. М.: Химија1994 година

Напишете преглед за написот „Азотна киселина“

Врски

• // Енциклопедиски речник на Брокхаус и Ефрон: во 86 тома (82 тома и 4 дополнителни). - Санкт Петербург. , 1890-1907 година.

Ова е нацрт-напис за неоргански материи. Можете да му помогнете на проектот со додавање на него.

Извадок што ја карактеризира азотна киселина

Соња, како да не им верува на ушите, ја погледна Наташа со сите очи.
- А Болконски? - таа рече.
- О, Соња, ох, само да знаеш колку сум среќна! - рече Наташа. -Не знаеш што е љубов...
– Но, Наташа, дали навистина се е готово?
Наташа ја погледна Соња со големи, отворени очи, како да не го разбира нејзиното прашање.
- Па, дали го одбиваш принцот Андреј? - рече Соња.
„Ох, ти ништо не разбираш, не зборувај глупости, само слушај“, рече Наташа со инстантна нервоза.
„Не, не можам да верувам“, повтори Соња. - Не разбирам. Како сакавте една личност цела година и наеднаш... На крајот на краиштата, сте го виделе само три пати. Наташа, не ти верувам, се правиш непослушен. За три дена заборави се и така...
„Три дена“, рече Наташа. „Ми се чини дека го сакам сто години“. Ми се чини дека никогаш не сум сакал никого пред него. Не можете да го разберете ова. Соња, чекај, седни овде. – Наташа ја прегрна и бакна.
„Ми рекоа дека тоа се случува и добро слушнавте, но сега ја доживеав само оваа љубов“. Не е тоа што беше. Штом го видов, почувствував дека тој е мојот господар, а јас сум негов роб и дека не можам а да не го сакам. Да, роб! Што и да ми каже, ќе направам. Не го разбираш ова. Што да правам? Што да правам, Соња? – рече Наташа со весело и исплашено лице.
„Но, размисли што правиш“, рече Соња, „не можам да го оставам така“. Овие тајни писма... Како можеше да му дозволиш да го направи ова? - рече таа со ужас и гадење, што едвај можеше да го сокрие.
„Ти реков“, одговори Наташа, „дека немам волја, како не можеш да го разбереш ова: го сакам!“
„Тогаш нема да дозволам ова да се случи, ќе ти кажам“, врескаше Соња со солзи кои се пробија.
„Што правиш, за волја на Бога... Ако ми кажеш, ти си мој непријател“, проговори Наташа. - Ја сакаш мојата несреќа, сакаш да се разделиме...
Гледајќи го овој страв од Наташа, Соња плачеше солзи од срам и сожалување за својата пријателка.
- Но, што се случи меѓу вас? – праша таа. -Што ти кажа? Зошто не оди дома?
Наташа не одговори на нејзиното прашање.
„За волја на Бога, Соња, не кажувај никому, не ме мачи“, молеше Наташа. – Се сеќавате дека не можете да се мешате во такви работи. ти го отворив...
– Но зошто овие тајни! Зошто не оди дома? – праша Соња. - Зошто директно не ја бара вашата рака? На крајот на краиштата, принцот Андреј ви даде целосна слобода, ако е така; ама не верувам. Наташа, размисли ли за тоа кои тајни причини може да има?
Наташа ја погледна Соња со изненадени очи. Очигледно, ова беше прв пат да го постави ова прашање и не знаеше како да одговори.
– Не знам кои се причините. Но, постојат причини!
Соња воздивна и одмавна со главата со неверување.
„Ако имало причини...“ започна таа. Но, Наташа, погодувајќи го нејзиниот сомнеж, ја прекина во страв.
- Соња, не можеш да се сомневаш во него, не можеш, не можеш, разбираш? – извика таа.
– Дали те сака?
- Дали те сака? – повтори Наташа со насмевка на жалење за недоволното разбирање на нејзината пријателка. – Го прочитавте писмото, дали го видовте?
- Но, што ако тој е безобразна личност?
– Дали е тој!... неблаг човек? Само кога би знаел! - рече Наташа.