Химические свойства

Типичный кислотный оксид. N2O5 легко летуч и крайне неустойчив. Разложение происходит со взрывом, чаще всего — без видимых причин:

Растворяется в воде с образованием азотной кислоты (обратимая реакция):

Растворяется в щелочах с образованием нитратов:

Азотистая к-та и нитриты

Физические св-ва:

Азо́тистая кислота HNO2 — слабая одноосновная кислота, существует только в разбавленных водных растворах, окрашенных в слабый голубой цвет, и в газовой фазе. Соли азотистой кислоты называются нитритами или азотистокислыми. Нитриты гораздо более устойчивы, чем HNO2, хорошо р-римы в воде, все они токсичны.

Азотистая к-та в свободном виде не существует

Химические св-ва HNO2:

Получение

Азотистую кислоту можно получить при растворении оксида азота (III) N2O3 в воде:

Также она получается при растворении в воде оксида азота (IV) NO2:

Восстановительные:

При действии более сильных окислителей (пероксид водорода, хлор) окисляется в азотную кислоту:

HNO₂+2KMnO₄+2H₂SO₄=5HNO₃+2MnSO₄+3H2O

Окислительные:

В то же время она способна окислять вещества, обладающие восстановительными свойствами:

2HNO₂+2KI+H₂SO4=2NO+I₂+K₂SO₄+2H₂O

Хмические св-ва нитритов:

Получение:

NO + NO₂ + 2NaOH = 2NaNO₂ + Н₂О

Окислительные

2KNO₂ + 2H₂SO₄ (разб.) + 2KI = 2NO↑ + I₂↓ + 2H₂O + 2K₂SO₄

Восстановительные:

5KNO₂ + 3H₂SO₄ (разб.) + 2KMnO₄ = 5KNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

Азотная к-та

Азо́тная кислота́ (HNO3), — сильная одноосновная кислота. Твёрдая азотная кислота образует две кристаллические модификации: моноклинной и ромбической решётками.

-моноклинная -ромбическая

Азот в азотной кислоте четырёхвалентен, степень окисления +5. Азотная кислота — бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, температура плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C с частичным разложением. Растворимость азотной кислоты в воде не ограничена. Водные растворы HNO3 с массовой долей 0,95-0,98 называют «дымящей азотной кислотой», с массовой долей 0,6-0,7 — концентрированной азотной кислотой. С водой образует азеотропную смесь (массовая доля 68,4 %, d20 = 1,41 г/см, Tкип = 120,7 °C)

При кристаллизации из водных растворов азотная кислота образует кристаллогидраты:

моногидрат HNO3·H2O, Tпл = −37,62 °C

тригидрат HNO3·3H2O, Tпл = −18,47 °C

Твёрдая азотная кислота образует две кристаллические модификации:

моноклинная, пространственная группа P 21/a, a = 1,623 нм, b = 0,857 нм, c = 0,631, β = 90°, Z = 16;

ромбическая

Строение молекулы:

Получение:

Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платино-родиевых катализаторах (процесс Оствальда) до смеси оксидов азота (нитрозных газов), с дальнейшим поглощением их водой:

Химические св-ва:

ВОДОРОД НЕ ВЫДЕЛЯЕТСЯ!!!!!!

Сильный окислитель.

	концентрированная	NO2
HNO3	разбавленная	NO
	сильно разбавленная	NH4^+

Примеры:

Zn+4HNO_3(конц)=Zn(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O

3Cu+8HNO_3(разб.)=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O _{(Zn-получится N2O, т.к. он более активный металл)}

4Zn+10HNO_{3(оч. разб.)}=4Zn(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂

Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до −3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. Как кислота-окислитель, HNO3 взаимодействует:

а) с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода:

Концентрированная HNO3

Разбавленная HNO₃

б) с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода:

Железо, алюминий, хром холодной концентрированной азотной кислотой пассивируются. С разбавленной азотной кислотой железо взаимодействует, причем в зависимости от концентрации кислоты образуются не только различные продукты восстановления азота, но и различные продукты окисления железа:

Реакции с различными классами

HNO3 как сильная одноосновная кислота взаимодействует:

а) с основными и амфотерными оксидами:

б) с основаниями:

в) вытесняет слабые кислоты из их солей:

При кипении или под действием света азотная кислота частично разлагается:

Азотная кислота окисляет неметаллы до высших оксидов и кислот, при этом азот обычно восстанавливается до NO или NO₂:

C + 4HNO_{3 (конц., гор.)} = CO₂↑ + 4NO₂↑ + 2H₂O

As + 5HNO_3(конц.) = H₃AsO₄ + 5NO₂ + H₂O

йод не до высшей ст.о.:

I₂ + 10HNO_{3 (конц., гор.)} = 2HIO₃ + 10NO₂↑ + 4H₂O

и сложные вещества, например:

Оксид азота (+5) при взаимодействии со 100%-ным пероксидом водорода образует пероксоазотную (надазотную) кислоту:

N2О5 + 2Н2О2 = 2НNО4 + Н2О

Пероксоазотная кислота нестойка, легко взрывается, водой полностью гидролизуется:

HNO4+ Н2О = Н2О2 + НNО3

Нитраты

Азотная кислота является сильной кислотой. Её соли — нитраты — получают действием HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде. Нитрат-ион в воде не гидролизуется.

Химические св-ва:

Разложение

Соли азотной кислоты при нагревании необратимо разлагаются, причём состав продуктов разложения определяется катионом:

а) нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений левее магния:

б) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений между магнием и медью:

в) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений правее ртути:

г) нитрат аммония:

Окислительные св-ва:

Нитраты в водных растворах практически не проявляют окислительных свойств. Восстановить трудно. Единственная реакция-металл в кислоте или в щёлочи:

Zn+KNO3+HCl=ZnCl2+NH4Cl+KCl+H2O

Zn+KNO3+KOH+H2O=NH3+K[Zn(OH)4-качественная реакция. Выделяется аммиак

Гидратированные нитраты отличаются от безводных тем, что в их кристаллич. структурах ион металла в большинстве случаев связан с молекулами воды, а не с ионом NO-3. Поэтому они лучше, чем безводные нитраты, раств. в воде, но хуже-в орг. р-рителях, более слабые окислители, инконгруэнтно плавятся в кристаллизац. воде в интервале 25-100°С. При нагр. гидратированных нитратов безводные нитраты, как правило, не образуются, а происходит термолиз с образованием гидроксонитратов и затем оксонитратов и оксидов металлов.

В твердом состоянии при высокой температуре являются сильными окислителями, например, при сплавлении твердых веществ:

KNO₃+C=KNO₂+CO₂

KNO₃+S=KNO₂+SO₂

KNO₃+Pb=KNO₂+PbO

KNO₃+Cr2O3+KOH=KNO₂+K₂CrO₄

Нитрозил- и Нитроний- катионы.

Нитрозил: NO⁺

Нитроний: NO₂⁺

Дата добавления: 2015-10-31