A salétromsav reakciója során nitrát keletkezik. Salétromsav: kémiai képlet, tulajdonságai, előállítása és felhasználása

· Ipari gyártás, alkalmazás és hatás a testre · Kapcsolódó cikkek · Megjegyzések · Irodalom · Hivatalos webhely ·

Az erősen koncentrált HNO 3 általában barna színű a fényben fellépő bomlási folyamat miatt:

Hevítéskor a salétromsav ugyanazon reakció szerint bomlik. A salétromsav csak csökkentett nyomáson desztillálható (bomlás nélkül) (jelzett forráspont: légköri nyomás extrapolációval találtuk meg).

Az arany, egyes platinacsoportos fémek és a tantál a teljes koncentrációtartományban közömbös a salétromsavval szemben, más fémek reagálnak vele, a reakció lefolyását szintén a koncentrációja határozza meg.

A HNO 3 mint erős egybázisú sav kölcsönhatásba lép:

a) a fő és amfoter oxidok:

c) kiszorítja a gyenge savakat sóikból:

Forraláskor vagy fény hatására a salétromsav részben lebomlik:

Salétromsav bármilyen koncentrációban az oxidáló sav tulajdonságait mutatja, emellett a nitrogén oxidációs állapota +4-ről 3-ra redukálódik. A redukció mélysége elsősorban a redukálószer jellegétől és a salétromsav koncentrációjától függ. Oxidáló savként a HNO 3 kölcsönhatásba lép:

a) a hidrogéntől jobbra lévő feszültségsorban álló fémekkel:

Tömény HNO3

HNO 3 hígítás

b) a hidrogéntől balra lévő feszültségsorban álló fémekkel:

Az összes fenti egyenlet csak a reakció domináns lefolyását tükrözi. Ez azt jelenti, hogy adott körülmények között ennek a reakciónak több terméke van, mint más reakcióknak, például amikor a cink salétromsavval reagál ( tömeghányad salétromsavat 0,3-as oldatban), a termékek tartalmazzák majd a legtöbb NO-t, de tartalmaznak (csak kisebb mennyiségben) NO 2-t, N 2 O-t, N 2-t és NH 4 NO 3-at is.

Az egyetlen általános minta amikor a salétromsav kölcsönhatásba lép fémekkel: minél hígabb a sav és minél aktívabb a fém, annál mélyebbre csökken a nitrogén:

A savkoncentráció növelése növeli a fémaktivitást

A salétromsav, még koncentrált is, nem lép kölcsönhatásba arannyal és platinával. A vasat, alumíniumot, krómot hideg tömény salétromsavval passziválják. A vas reakcióba lép a híg salétromsavval, és a sav koncentrációja alapján nemcsak különféle nitrogénredukciós termékek képződnek, hanem különféle vasoxidációs termékek is:

A salétromsav oxidálja a nemfémeket, és a nitrogén általában NO-ra vagy NO 2 -re redukálódik:

És összetett anyagok, például:

Néhány szerves vegyületek(például aminok, terpentin) tömény salétromsavval érintkezve spontán meggyullad.

Egyes fémek (vas, króm, alumínium, kobalt, nikkel, mangán, berillium), amelyek reakcióba lépnek a híg salétromsavval, a tömény salétromsav passziválódik, és ellenáll a hatásainak.

A salétromsav és a kénsav keverékét „melange”-nak nevezik.

A salétromsavat széles körben használják nitrovegyületek előállítására.

Három térfogatrész sósav és egy térfogatrész salétromsav keverékét „aqua regiának” nevezik. Az Aqua regia feloldja a legtöbb fémet, beleértve az aranyat és a platinát is. Erős oxidáló képessége a keletkező atomos klórnak és nitrozil-kloridnak köszönhető:

Nitrátok

A salétromsav erős sav. Sóit - nitrátokat - HNO 3 fémekre, oxidokra, hidroxidok vagy karbonátokra gyakorolt ​​hatására nyerik. Minden nitrát jól oldódik vízben. A nitrát ion nem hidrolizál vízben.

A salétromsav sói hevítés hatására visszafordíthatatlanul lebomlanak, és a bomlástermékek összetételét a kation határozza meg:

a) a magnéziumtól balra lévő feszültségsorokban található fémek nitrátjai:

b) a magnézium és a réz közötti feszültségtartományban lévő fémek nitrátjai:

c) a higanytól jobbra eső feszültségsorokban található fémek nitrátjai:

d) ammónium-nitrát:

A vizes oldatokban lévő nitrátok gyakorlatilag nem jelennek meg oxidatív tulajdonságai, de at magas hőmérséklet szilárd állapotban erős oxidálószerek, például a fúzió során szilárd anyagok:

A cink és az alumínium lúgos oldatban a nitrátokat NH 3 -dá redukálja:

A salétromsav sóit - nitrátokat - széles körben használják műtrágyaként. Ráadásul szinte minden nitrát jól oldódik vízben, ezért ásványi anyag formájában rendkívül kevés van belőlük a természetben; a kivétel a chilei (nátrium) nitrát és az indiai nitrát (kálium-nitrát). Legtöbb a nitrátokat mesterségesen állítják elő.

Az üveg és a fluoroplastic-4 nem lép reakcióba salétromsavval.

Salétromsav(HNO 3) egy erős egybázisú sav. A szilárd salétromsav két kristálymódosulatot képez monoklin és ortorombikus rácsokkal. A salétromsav bármilyen arányban keveredik vízzel. Vizes oldatokban szinte teljesen ionokká disszociál. Azeotróp elegyet képez vízzel, amelynek koncentrációja 68,4%, forráspontja 120 °C légköri nyomáson. Két szilárd hidrát ismert: a monohidrát (HNO 3 ·H 2 O) és a trihidrát (HNO 3 ·3H 2 O).

A salétromsavban lévő nitrogén négy vegyértékű, oxidációs foka +5. salétromsav -- színtelen gáz, szagtalan, füstölgő folyadék a levegőben, olvadáspont? 41,59 °C, forráspont + 82,6 °C, részleges bomlás közben. A salétromsav vízben való oldhatósága nem korlátozott. A 0,95-0,98 tömeghányadú HNO 3 vizes oldatait „füstölgő salétromsavnak” nevezik, amelynek tömeghányada 0,6-0,7 - tömény salétromsav. Vízzel azeotróp elegyet képez (tömeghányad 68,4%, d 20 = 1,41 g/cm, T forráspont = 120,7 °C). Kikristályosodáskor -tól vizes oldatok A salétromsav kristályos hidrátokat képez:

• monohidrát HNO 3 H 2 O, T pl = -37,62 °C
• trihidrát HNO 3 3H 2 O, T pl = -18,47 °C

A szilárd salétromsav két kristálymódosulatot képez:

• · monoklinika, tércsoport P 2 1/a, a= 1,623 nm, b= 0,857 nm, c= 0,631, b = 90°, Z = 16;
• · rombusz alakú

A monohidrát az ortorombikus rendszer, tércsoport kristályait képezi P na2, a= 0,631 nm, b= 0,869 nm, c= 0,544, Z = 4;

A salétromsav vizes oldatainak sűrűségét a koncentráció függvényében az egyenlet írja le

ahol d a sűrűség g/cm3-ben, c a sav tömeghányada. Ez a képlet rosszul írja le a sűrűség viselkedését 97%-nál nagyobb koncentrációknál.

Fény hatására a salétromsav részben lebomlik NO 2 felszabadulásával, és ennek következtében világosbarna színt kap:

N 2 + O 2 villám elektromos kisülések > 2NO

• 2NO + O 2 > 2NO 2
• 4HNO 3 fény > 4NO 2 ^ (barna gáz)+ 2H 2 O + O 2

Salétromsav magas koncentráció gázokat bocsát ki a levegőben, amelyek egy zárt palackban barna gőzök (nitrogén-oxidok) formájában jelennek meg. Ezek a gázok nagyon mérgezőek, ezért vigyázni kell, nehogy belélegezze őket. A salétromsav sokakat oxidál szerves anyag. A papír és a szövetek megsemmisülnek az anyagokat alkotó anyagok oxidációja miatt. A tömény salétromsav hosszan tartó érintkezés esetén súlyos égési sérüléseket és a bőr több napig tartó sárgulását okozza. rövid kapcsolatfelvétel. A bőr besárgulása a fehérje pusztulását és a kén felszabadulását jelzi ( kvalitatív reakció koncentrált salétromsavhoz - sárga szín az elemi kén felszabadulása miatt, amikor a sav a fehérjére hat - xantoprotein reakció). Vagyis bőrégésről van szó. Az égési sérülések elkerülése érdekében tömény salétromsavval dolgozzon gumikesztyűben.

salétromsav – erős sav. Színtelen, szúrós szagú folyadék. IN kis mennyiségben villámkisülések során keletkezik, és az esővízben is jelen van.

Fény hatására részben lebomlik:

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

A salétromsavat iparilag három szakaszban állítják elő. Az első szakaszban az ammónia kontaktoxidációja nitrogén-oxiddá (N) megy végbe:

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

A második szakaszban a nitrogén-oxid (N) nitrogén-oxiddá (IV) oxidálódik légköri oxigénnel:

2NO + O 2 = 2NO 2

A harmadik szakaszban a nitrogén-oxidot (IV) a víz O 2 jelenlétében abszorbeálja:

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

Az eredmény 60-62% salétromsav. Laboratóriumban tömény salétromsav nitrátok hatására alacsony melegítéssel nyerik:

NaNO 3 + H2SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3

A salétromsav molekula rendelkezik lapos szerkezet. Négy kötése van a nitrogénatomhoz:

Két oxigénatom azonban ekvivalens, mivel közöttük a nitrogénatom negyedik kötése egyenlően oszlik el, és az abból átvitt elektron hozzájuk tartozik. egyaránt. Így a salétromsav képlete a következőképpen ábrázolható:

A salétromsav egybázisú sav, és csak közbenső sókat - nitrátokat - képez. A salétromsav a savak összes tulajdonságával rendelkezik: reagál fém-oxidokkal, -hidroxidokkal, -sókkal:

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

A tömény salétromsav minden fémmel (az arany, platina, palládium kivételével) reakcióba lép, és nitrátokat, nitrogén-oxidot (+4) képez. víz:

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

A tömény salétromsav formailag nem lép reakcióba vassal, alumíniummal, ólommal, ónnal, de felületükön oxidfilmet képez, amely megakadályozza az oldódást össztömeg fém:

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

A hígítás mértékétől függően a salétromsav a következő reakciótermékeket képezi:

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

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

Az aktív fémekkel erősen hígított salétromsav nitrogénvegyületeket (-3) képez, lényegében: ammóniát, de a salétromsav felesleg miatt ammónium-nitrátot képez:

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

Aktív fémek erős a híg sav hidegben nitrogént képezhet:

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

Fémek: arany, platina, palládium tömény salétromsavval reagál tömény jelenlétében sósav:

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

Salétromsav, pl erős oxidálószer, oxidálódik egyszerű anyagok– nem fémek:

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

2HNO3 + S = H2SO4 + 2NO

5HNO3 + P = H3PO4 + 5NO2 + H2O

A szilíciumot salétromsav oxidálja:

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

Jelenlétében hidrogén-fluorsav a salétromsav oldja a szilíciumot:

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

A salétromsav képes erős savakat oxidálni:

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

A salétromsav képes gyenge savakat és összetett anyagokat egyaránt oxidálni:

6HNO3 + HJ = HJO3 + NO2 + 3H2O

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

Salétromsav sói – a nitrátok vízben jól oldódnak. Sók alkálifémekés az ammóniumot hívják salétrom. A nitrátok kevésbé erős oxidáló hatásúak, de savak jelenlétében még feloldódnak aktív fémek:

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

Nitrátok benne savas környezet az alacsonyabb vegyértékű fémsókat nagyobb vegyértékű sóikká oxidálják:

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

A nitrátok jellemző tulajdonsága, hogy bomlásuk során oxigén képződik. Ebben az esetben a reakciótermékek különbözőek lehetnek, és a fém pozíciójától függenek az aktivitási sorozatban. Az első csoport nitrátjai (lítiumtól alumíniumig) nitritekké és oxigénné bomlanak:

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

A második csoport nitrátjai (alumíniumtól rézig) lebomlanak, és fém-oxidot, oxigént és nitrogén-oxidot képeznek (IV):

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

A harmadik csoport nitrátjai (a réz után) fémre, oxigénre és nitrogén-oxidra (IV) bomlanak:

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

Az ammónium-nitrát lebomlása során nem termel oxigént:

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

Maga a salétromsav a második csoport nitrátjainak mechanizmusa szerint bomlik le:

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

Ha kérdésed van, hívlak kémiaóráimra. Iratkozzon fel a menetrendre a weboldalon.

weboldalon, az anyag teljes vagy részleges másolásakor a forrásra mutató hivatkozás szükséges.

Kísérletileg bebizonyosodott, hogy egy salétromsav molekulában két oxigénatom és egy nitrogénatom között két kémiai kötés teljesen azonos – másfél kötés. A nitrogén oxidációs állapota +5, vegyértéke pedig IV.

Fizikai tulajdonságok

Salétromsav HNO 3 tiszta formában - színtelen folyadék, éles fullasztó szaggal, vízben végtelenül oldódik; t°pl = -41°C; t° forráspont = 82,6°C, r = 1,52 g/cm3. Kis mennyiségben villámkisülések során keletkezik, és az esővízben is jelen van.

Fény hatására a salétromsav részben lebomlik, felszabadul N O 2 és azért cEzt követően is világosbarna színt kap:

N 2 + O 2 villám el.

számjegyek → 2NO

2NO + O 2 → 2NO 2 4H N O 3 fény → 4 N O 2(barna gáz)

+ 2H 2 O + O 2

A nagy koncentrációjú salétromsav gázokat szabadít fel a levegőben, amelyek egy zárt palackban barna gőzökként (nitrogén-oxidokként) jelennek meg. Ezek a gázok nagyon mérgezőek, ezért vigyázni kell, nehogy belélegezze őket. A salétromsav számos szerves anyagot oxidál. A papír és a szövetek megsemmisülnek az anyagokat alkotó anyagok oxidációja miatt. A tömény salétromsav hosszan tartó érintkezés esetén súlyos égési sérüléseket, rövid érintkezés esetén pedig több napig tartó bőr sárgulást okoz. A bőr sárgulása a fehérje pusztulását és a kén felszabadulását jelzi (minőségi reakció koncentrált salétromsavra - sárga elszíneződés az elemi kén felszabadulása miatt, amikor a sav a fehérjére hat - xantoprotein reakció). Vagyis bőrégésről van szó. Az égési sérülések elkerülése érdekében tömény salétromsavval dolgozzon gumikesztyűben.

Nyugta

1. Laboratóriumi módszer KNO 3 + H 2 SO 4 (konc) → KHSO 4 + HNO 3

(fűtött állapotban)

2. Ipari módszer

Három szakaszban hajtják végre:

a) Ammónia oxidációja platina katalizátoron NO-vá 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (Körülmények: katalizátor –

Pt, t = 500˚С)

b) NO oxidációja NO 2 -dá légköri oxigénnel

2NO + O 2 → 2NO 2

c) NO 2 víz általi abszorpciója oxigénfelesleg jelenlétében

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O ↔ 4HNO 3 vagy 3 NO 2 + H 2 O ↔ 2 HNO 3 + NO

(többlet oxigén nélkül)

Szimulátor "Salétromsav előállítása"

• Alkalmazás
• ásványi műtrágyák gyártásában;
• a hadiiparban;
• fényképezésben - egyes színező oldatok savanyítása;
• robbanóanyagok és mérgező anyagok előállítása során

Kérdések az ellenőrzéshez:

1. sz. A nitrogénatom oxidációs állapota salétromsavmolekulában

a. +4

b. +3

c. +5

d. +2

2. sz. A salétromsav molekulában a nitrogénatom vegyértéke egyenlő:

a. II

b. V

c. IV

d. III

3. sz. Milyen fizikai tulajdonságok jellemzik a tiszta salétromsavat?

a. nincs szín

b. nincs szaga

c. erős irritáló szaga van

d. füstölgő folyadék

e. sárgára festve

4. sz. Párosítsa a kiindulási anyagokat és a reakciótermékeket:

5. sz. Rendezd az együtthatókat az elektronegyensúly módszerével, mutasd be az elektronok átmenetét, jelezd az oxidációs folyamatokat (redukció; oxidálószer (redukálószer):

NO 2 + O 2 + H 2 O ↔ HNO 3

Salétromsav– színtelen, szúrós szagú „füstölhető” folyadék a levegőben. Kémiai képlet HNO3.

Fizikai tulajdonságok. 42 °C-on fehér kristályokká megkeményedik. A vízmentes salétromsav atmoszférikus nyomáson és 86 °C-on forr. Vízzel tetszőleges arányban keveredik.

Fény hatására a koncentrált HNO3 nitrogén-oxidokra bomlik:

A HNO3-t hűvös és sötét helyen tárolják. A benne lévő nitrogén vegyértéke 4, az oxidációs állapota +5, koordinációs szám – 3.

A HNO3 erős sav. Oldatokban teljesen ionokra bomlik. kölcsönhatásba lép bázikus oxidokés bázisok, sók több gyenge savak. A HNO3 erős oxidáló képességgel rendelkezik. Képes redukálni egyidejű nitrát vegyületekké történő képződésével, a koncentrációtól, a kölcsönhatásba lépő fém aktivitásától és a körülményektől függően:

1) koncentrált HN03 alacsony aktivitású fémekkel kölcsönhatásba lépve nitrogén-oxiddá (IV) NO2 redukálódik:

2) ha a sav híg, akkor nitrogén-monoxiddá redukálják (II) NO:

3) az aktívabb fémek a híg savat nitrogén-oxiddá (I) N2O redukálják:

Egy nagyon híg sav ammóniumsókká redukálódik:

Az Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti nem reagál a koncentrált HNO3-mal, az Al, Fe, Co és a Cr „passzivált”.

4) A HNO3 reakcióba lép nemfémekkel, redukálva azokat a megfelelő savakká, és önmaga oxidokká redukálódik:

5) A HNO3 oxidál néhány kationt és aniont, valamint szervetlen kovalens vegyületeket.

6) kölcsönhatásba lép sok szerves vegyülettel - nitrálási reakció.

Salétromsav ipari gyártása: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.

Ammónia– A NO NO2-vé alakul, amely vízzel, légköri oxigén jelenlétében salétromsavat termel.

Katalizátor – platinaötvözetek. A kapott HNO3 legfeljebb 60%. Ha szükséges, koncentráljuk. Az ipar hígított HNO3-at (47-45%) és tömény HNO3-at (98-97%) állít elő. Tömény sav alumínium tartályokban szállítva, hígítva - saválló acélból készült tartályokban.

34. Foszfor

Foszfor(P) a D.I. periodikus rendszerének fő alcsoportjának 3. periódusában, az V. csoportban található. Mengyelejev. Sorozatszám 15, nukleáris töltés +15, Ar = 30,9738 a.u. m... 3 energiaszinttel rendelkezik, az energiahéjon 15 elektron található, ebből 5 vegyérték. A foszfornak d-alszintje van. Elektronikus konfiguráció P: 1 s2 2s2 2p63 s2 3p33d0. Jellemző az sp3 hibridizáció, ritkábban az sp3d1. A foszfor vegyértéke III, V. A legjellemzőbb oxidációs állapot +5 és -3, kevésbé jellemző: +4, +1, -2, -3. A foszfor oxidáló és redukáló tulajdonságokat is mutathat: elektronokat fogad el és ad át.

Molekula szerkezete: a β-kötések kialakításának képessége kevésbé hangsúlyos, mint a nitrogéné - a gázfázisban szokásos hőmérsékleten a foszfor P4 molekulák formájában jelenik meg, amelyek egyenlő oldalú piramisok 60 ° -os szöggel. Az atomok közötti kötések kovalensek, nem polárisak. A molekulában minden egyes P atomot más atomok kapcsolnak össze p-kötésekkel.

Fizikai tulajdonságok: A foszfor három allotrópot alkot: fehér, vörös és fekete. Minden módosításnak megvan a maga olvadáspontja és fagyáspontja.

Kémiai tulajdonságok:

1) hevítéskor a P4 reverzibilisen disszociál:

2) 2000 °C felett a P2 atomokra bomlik:

3) a foszfor nemfémekkel vegyületeket képez:

Közvetlenül az összes halogénnel kombinálható: 2P + 5Cl2 = 2PCl5.

A fémekkel való kölcsönhatás során a foszfor foszfidokat képez:

Hidrogénnel kombinálva foszfingázt képez: Р4 + 6Н2 = 4РН3?.

Oxigénnel kölcsönhatásba lépve a P2O5 anhidridet képezi: P4 + 5O2 = 2P2O5.

Nyugta: a foszfort a keverék kalcinálásával nyerik Ca3(P O4 )2 homokkal és koksszal elektromos kemencében 1500 °C hőmérsékleten levegő bejutása nélkül: 2Ca3(PO4)2 + 1 °C + 6SiO2 = 6CaSiO3 + 1 °CO + P4?.

A természetben a foszfor igen tiszta forma nem fordul elő, hanem kémiai tevékenység eredményeként jön létre. A fő természetes foszforvegyületek a következő ásványok: Ca3(PO4)2 – foszforit; Ca3(PO4)2?CaF2 (vagy CaCl) vagy Ca3(PO4)2?Ca(OH)2 – apatit. Nagy biológiai jelentősége foszfor. A foszfor néhány növényi és állati fehérje része: a tejben, a vérben, az agyban és az idegszövetben lévő fehérjék. Nagy mennyiségben megtalálható a gerincesek csontjaiban a következő vegyületek formájában: 3Ca3(PO4)2?Ca(OH)2 és 3Ca3(PO4)2?CaCO3?H2O. A foszfor a nukleinsavak esszenciális összetevője, szerepet játszik az örökletes információ továbbításában. A foszfor a fogzománcban és a szövetekben lecitin formájában található, amely zsírok és foszfor-glicerin-észterek vegyülete.