Азотная кислота HNO3 – это сильная одноосновная кислота-гидроксид. При обычных условиях бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, температура плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C ( при нормальном атмосферном давлении). Азотная кислота смешивается с водой во всех соотношениях. На свету частично разлагается.
Валентность азота в азотной кислоте равна IV, так как валентность V у азота отсутствует. При этом степень окисления атома азота равна +5. Так происходит потому, что атом азота образует 3 обменные связи и одну донорно-акцепторную, является донором электронной пары.
Поэтому строение молекулы азотной кислоты можно описать резонансными структурами:
Обозначим дополнительные связи между азотом и кислородом пунктиром. Этот пунктир по сути обозначает делокализованные электроны. Получается формула:
5 экспериментов с АЗОТНОЙ КИСЛОТОЙ.
Способы получения
В лаборатории азотную кислоту можно получить разными способами:
1. Азотная кислота образуется при действии концентрированной серной кислоты на твердые нитраты металлов. При этом менее летучая серная кислота вытесняет более летучую азотную.
Например , концентрированная серная кислота вытесняет азотную из кристаллического нитрата калия:
2. В промышленности азотную кислоту получают из аммиака . Процесс осуществляется постадийно.
1 стадия. Каталитическое окисление аммиака.
2 стадия. Окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV) кислородом воздуха.
3 стадия. Поглощение оксида азота (IV) водой в присутствии избытка кислорода.
Химические свойства
Азотная кислота – это сильная кислота . За счет азота со степенью окисления +5 азотная кислота проявляет сильные окислительные свойства .
1. Азотная кислота практически полностью диссоциирует в водном растворе.
2. Азотная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.
Например , азотная кислота взаимодействует с оксидом меди (II):
Еще пример : азотная кислота реагирует с гидроксидом натрия:
3. Азотная кислота вытесняет более слабые кислоты из их солей (карбонатов, сульфидов, сульфитов).
Например , азотная кислота взаимодействует с карбонатом натрия:
4. Азотная кислота частично разлагается при кипении или под действием света:
5. Азотная кислота активно взаимодействует с металлами. При этом никогда не выделяется водород! При взаимодействии азотной кислоты с металлами окислителем всегда выступает азот +5. Азот в степени окисления +5 может восстанавливаться до степеней окисления -3, 0, +1, +2 или +4 в зависимости от концентрации кислоты и активности металла.
металл + HNO3 → нитрат металла + вода + газ (или соль аммония)
С алюминием, хромом и железом на холоду концентрированная HNO3 не реагирует – кислота «пассивирует» металлы, т.к. на их поверхности образуется пленка оксидов, непроницаемая для концентрированной азотной кислоты. При нагревании реакция идет. При этом азот восстанавливается до степени окисления +4:
Золото и платина не реагируют с азотной кислотой, но растворяются в «царской водке» – смеси концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1 : 3 (по объему):
HNO3 + 3HCl + Au → AuCl3 + NO + 2H2O
Концентрированная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (IV), азот восстанавливается минимально:
С активными металлами (щелочными и щелочноземельными) концентрированная азотная кислота реагирует с образованием оксида азота (I):
Разбавленная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (II).
С активными металлами (щелочными и щелочноземельными), а также оловом и железом разбавленная азотная кислота реагирует с образованием молекулярного азота:
При взаимодействии кальция и магния с азотной кислотой любой концентрации (кроме очень разбавленной) образуется оксид азота (I):
Очень разбавленная азотная кислота реагирует с металлами с образованием нитрата аммония:
Таблица . Взаимодействие азотной кислоты с металлами.
| Азотная кислота | ||||
| Концентрированная | Разбавленная | |||
| с Fe, Al, Cr | с неактивными металлами и металлами средней активности (после Al) | с щелочными и щелочноземельными металлами | с неактивными металлами и металлами средней активности (после Al) | с металлами до Al в ряду активности, Sn, Fe |
| пассивация при низкой Т | образуется NO2 | образуется N2O | образуется NO | образуется N2 |
6. Азотная кислота окисляет и неметаллы (кроме кислорода, водорода, хлора, фтора и некоторых других). При взаимодействии с неметаллами HNO3 обычно восстанавливается до NO или NO2, неметаллы окисляются до соответствующих кислот, либо оксидов (если кислота неустойчива).
Например , азотная кислота окисляет серу, фосфор, углерод, йод:
Безводная азотная кислота – сильный окислитель. Поэтому она легко взаимодействует с красным и белым фосфором . Реакция с белым фосфором протекает очень бурно. Иногда она сопровождается взрывом.
Видеоопыт взаимодействия фосфора с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.
Видеоопыт взаимодействия угля с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.
7. Концентрированная а зотная кислота окисляет сложные вещества (в которых есть элементы в отрицательной, либо промежуточной степени окисления): сульфиды металлов, сероводород, фосфиды, йодиды, соединения железа (II) и др. При этом азот восстанавливается до NO2, неметаллы окисляются до соответствующих кислот (или оксидов), а металлы окисляются до устойчивых степеней окисления.
Например , азотная кислота окисляет оксид серы (IV):
Еще пример : азотная кислота окисляет иодоводород:
Сера в степени окисления -2 окисляется без нагревания до простого вещества, при нагревании до серной кислоты.
Например , сероводород окисляется азотной кислотой без нагревания до молекулярной серы:
При нагревании до серной кислоты:
Соединения железа (II) азотная кислота окисляет до соединений железа (III):
8. Азотная кислота окрашивает белки в оранжево-желтый цвет («ксантопротеиновая реакция«).
Ксантопротеиновую реакцию проводят для обнаружения белков, содержащих в своем составе ароматические аминокислоты. К раствору белка прибавляем концентрированную азотную кислоту. Белок свертывается. При нагревании белок желтеет. При добавлении избытка аммиака окраска переходит в оранжевую.
Видеоопыт обнаружения белков с помощью азотной кислоты можно посмотреть здесь.
Источник: chemege.ru
Дурная голова рукам покоя не ДАЁТ…часть 3 Азотная кислота в действии…
Привет Други и Подруги))) www.drive2.ru/l/458026583513385547/ www.drive2.ru/l/458028782536644469/ кому интересно первые две части…Получил сегодня Азотную кислоту, провёл опыт с кислотой и начал травить обломыш экстрактора и болта форсунки, не мог удержаться не показать вам как происходит реакция…ПРОСТО ФАНТАСТИКА! Итак ПОЕХАЛИ…
Полный размер
Азотная кислота 57% мешается с дистиллированной водой 50 на 50 чтобы произошла реакция, чистая кислота не работает …
Полный размер
Внутри обломок воротка прошёло 40 минут бурлит и идёт чёрной едкий дым
Полный размер
Спустя 1.30 чёрная субстанция внутри баночки кипение продолжается
Полный размер
На всякий случай обезжирил отверстие
Полный размер
Аккуратно заливаю АЗОТКУ шприцом во внутрь отверстия, выше на 1мм ГБЦ
Полный размер
Уже темно прошло 4 часа кислоту меняю каждые полтора часа…БУРЛИТ…
Полный размер
Кинули кусок алюминия и латуни в кислоту посмотреть реакцию, алюминий не разедает, латунь ест
P.S после третьей заливки реакции не было т.е бурления…задумался… Потом просто перемешал и залил и все заработало вновь… кислота тяжелее чем вода и оседает а чистая кислота не вступает в реакцию с металлом только на основе воды, короче перемешал залил и процесс пошёл…
Полный размер
Прошло 8 часов видно появились края обломыша экстрактора
Источник: www.drive2.ru
Что будет если смешать азотную и соляную кислоту
Что же такое царская водка? Нет, это не элитный напиток, как можно было бы подумать. Царская водка — это смесь определённых концентрированных кислот в определённой пропорции. Классический рецепт царской водки таков: одна четвёртая соляной кислоты (формула HCl) и три четверти азотной кислоты (формула HNO3). Такой напиток вряд ли принесёт пользу человеческому организму.
Зато он способен растворять золото и платину. И не только их.
Что собой представляет кислота «царская водка»?
Большинство металлов полностью растворяются в царской водке. Но ни одна кислота, входящая в состав, по отдельности на это неспособна. Благодаря сложной реакции между азотной и соляной кислотой, рождается сила растворять металлы. Ей неподвластны тантал, иридий и родий. На вид царская водка просто жёлтая жидкость с резким неприятным запахом.
Как появилась на свет царская водка и почему её так назвали?
Царская водка появилась благодаря неустанным попыткам алхимиков создать некий философский камень, который бы превращал все в золото. Золото для людей того времени было королевским, царским металлом. Соответственно, жидкость, которая смогла растворить этот драгоценный металл, назвали царём воды. Но на русский язык название этой кислоты было интерпретировано по-другому, как царская водка.
Впервые рецепт водки был найден в трактате алхимика Псевдо-Гебера. Правда, рецепт несколько отличается от современного. В то время алхимики получали царскую водку за счёт смеси медного купороса, нашатыря, квасцов и селитры. Смешивали ингредиенты в сосуде со стеклянной крышкой.
В более поздних годах, в тринадцатом веке, был найден ещё один рецепт получения королевской водки. Этот рецепт приписывают Бонавентуру, который смешивал нашатырь с азотной кислотой. Этот же алхимик установил, что серебро растворяется в азотной кислоте – это хороший способ отделить серебро от золота. Бонавентура первый начал использовать название царской водки.
Рецепт водки, в которую входят концентрированные соляная и азотная кислоты, появился в конце шестнадцатого века. Описал его Андреаса Либавия в своей «Алхимии». Либавия придал царской водке большое значение, увидев в ней универсальный растворитель (одна из сложнейших задач алхимии). С шестнадцатого века царская водка активно помогала человечеству в увеличении знаний про различные вещества и химические реакции между ними. Королевская вода также сделала свой вклад в развитие пробирного анализа.
Интересный случай случился во времена Второй мировой войны. В нацистской Германии было запрещено получение Нобелевской премии. Поэтому два немецких физика (Макс фон Лауэ и Джеймс Франк) решили оставить на хранение свои золотые медали в Институте Нильса Бора (Дания). Когда Дания была оккупирована, один из химиков института растворил золотые медали в водке.
Банка с раствором простояла всю войну среди сотен других различных растворов. После окончания войны, этот же химик выделил золото обратно из раствора и отдал его Шведской академии наук и Нобелевскому фонду. Из полученного золота изготовили новые медали и отдали их Джеймсу Франку и Максу фон Лауэ.
Свойства царской водки
Смесь соляной и азотной кислоты образует высокоактивные продукты (диоксида хлора, азота и нитрозилхлорида). Царская водка является одним из сильнейших окислителей. Надо заметить, что готовят эту водку непосредственно перед применением. Ведь со временем она распадается на газообразные продукты. Золото растворяется в водке приблизительно со скоростью 10 мкм/мин.
Применение царской воды
Основным и профессиональным применением царской воды является использование её, как реактива, за счёт которого получают хлорид металлов. Некоторые используют этот реактив, чтобы добыть золото из старых радиодеталей. А также, с помощью царской воды можно легко взламывать навесные замки.
Главное не забывать, что царской воды можно пользоваться только первое время после его изготовления.
Стоит также подробно разобрать те кислоты, которые входят в состав царской водки.
Азотная кислота
Кислота, чувствительная к свету. При освещении, она распадётся на оксид и воду. Поэтому азотную кислоту содержат в тёмном шкафу или в непрозрачной ёмкости. И также HNO3 сама по себе не растворяет железо, поэтому её смело можно хранить в железной ёмкости. Азотная кислота один из сильнейших электролитов и окислителей.
Известны случая, образования HNO3 в атмосфере. При ударе молнии азот, входящий в состав атмосферы, начинает реагировать с кислородом, вследствие чего образовывается оксид азота. Впоследствии этот оксид азота реагирует с влагой в воздухе, образовывая азотную кислоту в небольших концентрациях.
Соляная кислота
Бесцветная кислота, с резким запахом очень едкая, выделяет лёгкий пар на открытом воздухе. HCl растворяет многие металлы. С использованием этого реактива нужно быть очень аккуратным. Работать с ней можно только в помещении, которое активно проветривается. Ведь пар, выделяемой этой кислотой, может раздражать слизистые оболочки дыхательных путей.
Способ приготовления царской воды
Чтобы приготовить самостоятельно царскую водку вам понадобится:
На всех этапах не забывайте соблюдать осторожность!
Видео
Из видео вы узнаете, что такое царская водка.
Источник: region03.ru