Главная страница
Навигация по странице:

  • Первое самое интересное свойство: взаимодействие с металлами.

    		•

    Окислительные свойства азотной кислоты. Окислительные свойства азотной кислоты Азотная кислота


    Скачать 76.46 Kb.
    НазваниеОкислительные свойства азотной кислоты Азотная кислота
    АнкорОкислительные свойства азотной кислоты
    Дата16.01.2023
    Размер76.46 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаОкислительные свойства азотной кислоты.docx
    ТипДокументы
    #889767

    Окислительные свойства азотной кислоты

    Азотная кислота –  в любом виде  (и разбавленная, и концентрированная) является сильным окислителем.

      Причем, разбавленная восстанавливается глубже, чем концентрированная.

    Окислительные свойства обеспечиваются азотом в высшей степени окисления +5

    Какая валентность у азота в этом соединении? Вопрос очень хитрый, многие отвечают на него корректно. У азота в азотной кислоте валентность IV.

     

    Три связи с каждым атомом кислорода, и четвертая как бы распределяется, образуется полуторная связь. Таким образом, валентность азота IV, а степень окисления +5

     



     

    Первое самое интересное свойство: взаимодействие с металлами.

    Водород при взаимодействии с металлами никогда не выделяется

      Схема реакции азотной кислоты (и разбавленной, и концентрированной) с металлами:

     

    HNO3 + Ме → нитрат + H2O + продукт восстановленного азота

     

    Два нюанса: 

    1. Алюминий, железо и хром с концентрированной азотной кислотой в нормальных условиях не реагируют, из-за пассивации. Нужно нагреть.

    2. С платиной и золотом концентрированная азотная кислота не реагирует вообще.

    Чтобы понять до чего вообще может восстанавливаться азот, посмотрим на диаграмму его степеней окисления:

     



     

    Азот +5 – окислитель, будет восстанавливаться, то есть понижать степень окисления.

     

    Все возможные продукты восстановления азотной на диаграмме обведены красным.

    Определить какой именно продукт будет образовываться можно чисто логически:

    • до таких низких степеней окисления как -3 или +1, с образованием продуктовNH4NO3 или N2O соответственно, азот восстанавливают только достаточно сильные, активные металлы: щелочные — 1-я группа главная подгруппа, щелочноземельные, а так же Al и Zn. Как ранее уже было сказано, разбавленная кислота восстанавливается глубже, поэтому при взаимодействии активных металлов с конц. азотной кислотой образуется N2O, а при взаимодействии с разб. азотной кислотой NH4NO3.

     

    4Ba + 10HNO3(конц.) → 4Ba(NO3)2 + 5H2O + N2O↑

    4Ba + 10HNO3(разб.) → 4Ba(NO3)2 + 3H2O + NH4NO3

      8Li + 10HNO3(конц.) → 8LiNO3 + 5H2O + N2O↑

    8Li + 10HNO3(разб.) → 8LiNO3 + 3H2O + NH4NO3

    8Al + 30HNO3(конц.) (t)→ 8Al(NO3)3 + 15H2O + 3N2O↑

      8Al + 30HNO3(разб.) → 8Al(NO3)3 + 9H2O + 3NH4NO3

     

    Остальные металлы восстанавливают азотную кислоту до +2 или +4, с образованием продуктов соответственно: NO или O2.

      Разбавленная кислота восстанавливается глубже

     

     

    Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑

    3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑

    Fe + 6HNO3(конц.) (t)→ Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2↑

    Fe + 4HNO3(разб.) → Fe(NO3)3 + 2H2O + NO↑
    (обратите внимание, что железо окисляется до высшей степени окисления)

    Ag + 2HNO3(конц.) → AgNO3 + H2O + NO2↑

    3Ag + 4HNO3(разб.) → 3AgNO3 + 2H2O + NO↑

    Если тяжело сразу понять всю логичность выбора, вот таблица:



     

    Азотная кислота окисляет неметаллы до высших оксидов.

     

    Так как неметаллы – не такие сильные восстановители, как активные металлы, азот может восстановиться только до +4, образовав NO2 или NO соответственно.

     

    При окислении неметаллов концентрированной азотной кислотой образуется бурый газ (NO2), а если кислота разбавленная, то образуется NO. Схемы реакций следующие:

     

    неметалл + HNO3(разб.) → соединение неметалла в высшей степени окисления +NO

     неметалл + HNO3(конц.) → соединение неметалла в высшей степени окисления +NO2

     

    C + 4HNO3(конц.) → CO2↑ + 2H2O + 4NO2↑

    3C + 4HNO3(разб.) → 3CO2↑ + 2H2O + 4NO↑

    (угольная кислота не образуется, так как она не стабильна)

    P + 5HNO3(конц.) → H3PO4 + H2O + 5NO2↑

    3P + 5HNO3(разб.) + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO↑

    B + 3HNO3(конц.) → H3BO3 + 3NO2↑

    B + HNO3(разб.) + H2O → H3BO3 + NO↑

    S + 6HNO3(конц.) → H2SO4 + 2H2O + 6NO2↑

    S + 2HNO3(разб.)→ H2SO4 + 2NO↑

     

    • концентрированная азотная кислота окисляет сероводород. Окисление идет глубже при нагревании:

     

    2HNO3(конц.) + H2S → S↓ + 2NO2 + 2H2O

    H2S + 8HNO3(конц.) → H2SO4 + 8NO2↑ + 4H2O

     

    • концентрированная азотная кислота окисляет сульфиды до сульфатов:

    CuS + 8HNO3(конц.) → CuSO4 + 4H2O + 8NO2↑

     

    • азотная кислота настолько сурова, что может окислить даже ГАЛОГЕН. Только один – иод. Разбавленная восстанавливается глубже: до +2, концентрированная до +4. А вот иод окисляется не до высшей степени окисления +7 (слишком круто), а до +6, образуя иодноватую кислоту HIO3:

     10HNO3(конц.) + I2 (t)→ 2HIO3 + 10NO2↑ + 4H2O

     10HNO3(разб.) + 3I2 (t)→ 6HIO3 + 10NO↑ + 2H2O

     

    • концентрированная азотная кислота реагирует с хлоридами и фторидами. Только следует понимать, что с фторидами и хлоридами протекает обычная реакция ионного обмена с вытеснением галогеноводорода и образованием нитрата:

     

    NaCl(тв.) + HNO3(конц.) → HCl↑ + NaNO3

    NaF(тв.) + HNO3(конц.) → HF↑ + NaNO3

     

     

    8HNO3(конц.) + 6KBr(тв.) → 3Br2 + 4H2O + 6KNO3 + 2NO2↑

    4HNO3(конц.) + 2NaI(тв.) → 2NaNO3 + 2NO2↑ + 2H2O + I2↓

      Образовавшийся иод окисляется дальше до иодноватой кислоты, поэтому реакцию можно записать сразу:

    7HNO3(конц.) + NaI → NaNO3 + 6NO2↑ + 3H2O + HIO3

      То же самое происходит при взаимодействии с иодо- и бромоводородами:

      2HNO3(конц.) + 2HBr → Br2 + 2NO2↑ + 2H2O

    6HNO3(конц.) + HI → HIO3 + 6NO2↑ + 3H2O

     

    написать администратору сайта