Азотная кислота (HNO3) взаимодействие с металлами

 

Азотная кислота    (HNO₃)

взаимодействие с металлами

Сильный окислитель 

1.      Разлагается на свету и при нагревании  4HNO₃    2H₂O + 4NO₂ + O₂ 

2.      Окрашивает белки в оранжево-желтый цвет (при попадании на кожу рук - "ксантопротеиновая реакция") 

3.      При взаимодействии с металлами никогда не выделяется водород 

металл + HNO₃ → соль азотной кислоты + вода + газ (азот, оксиды азота, аммиак, который в избытке кислоты образует нитрат аммония).

в) HNO₃ – окислитель.

Продукты восстановления HNO₃ зависят от 2-х факторов: силы восстановителя и концентрации кислоты. Чем сильнее восстановитель и чем более разбавлена кислота, тем более низкую степень окисления имеет азот (N) в продуктах восстановления HNO₃:

восстановитель концентрация       HNO3	щелочные и щелочноземельные металлы, магний, цинк	тяжелые металлы
концентрированная      кислота (более 67%)	N2+1O	N+4O2
разбавленная      кислота (менее 67, более 10%)	N2	N+2O
Очень разбавленная      кислота (менее 10%); реагирует только с металлами, стоящими до водорода в ряду активности.	N–3H4NO3	N–3H4NO3

HNO₃ не взаимодействует с Au, Pt, Ir, Os.

HNO₃(конц.) взаимодействует с Al, Cr, Fe ТОЛЬКО при t°

NO₃^- + 2H⁺ + 1e → NO₂ + H₂O, (1)

NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO + 2H₂O, (2)

2NO₃^- + 10H⁺ + 8e → N₂O + 5H₂O, (3)

2NO₃^- + 12H⁺ + 10e → N₂ + 6H₂O, (4)

NO₃^- + 10H⁺ + 8e → NH₄⁺ + 3H₂O. (5)

***С одним и тем  же восстановителем, например цинком, кислота, если она концентрированная, будет обязательно реагировать по схеме (1) с выделением NО₂; если НNО₃ разбавленная, то она может взаимодействовать с Zn по любой схеме (2)-(5), в зависимости от степени разбавления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 вариант лекции

 

 

Химические  свойства азотной кислоты (взаимодействие с металлами)

HNO₃ (конц)

Li    K    Ca    Na    Mg   (Al)    Mn    Zn    (Cr)    (Fe)   Ni   Sn    Pb    H    Cu    Hg    Ag   (Аu   Pt)

соль + N₂O + H₂O         Соль + NO₂ + H₂O             не реагируют

 

 

1). При взаимодействии с металлами никогда не выделяется водород

2). Al, Cr, Fe пассивируются (покрываются защитной пленкой) концентрированной холодной азотной кислотой, поэтому реагируют только при нагревании:

Fe + 6HNO_3(конц) Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

 

HNO₃ (разбавленная)

 

Li    K    Ca    Na    Mg    Al    Mn    Zn    Cr    Fe   Ni   Sn    Pb    H    Cu    Hg    Ag   (Аu   Pt)

соль + N₂ + H₂O         Соль + NO + H₂O              не реагируют

 

 

 

 

HNO₃ (очень разбавленная)

 

Li    K    Ca    Na    Mg    Al    Mn    Zn    Cr    Fe   Ni   Sn    Pb    H    Cu    Hg    Ag   (Аu   Pt)

соль + NH₄NO₃ + H₂O                       не реагируют

 

 

 

Химические  свойства азотной кислоты (взаимодействие с неметаллами)

 

Азотная кислота восстанавливается  до  NO₂; неметаллы окисляются до соответствующих кислот:

S⁰ + 6HNO₃(конц) → H₂S⁺⁶O₄ + 6NO₂ + 2H₂O (нагревание)

B⁰ + 3HNO₃ →H₃B⁺³O₃ + 3NO₂   

P⁰ + 5HNO₃  →5NO₂ + H₃P⁺⁵O₄ + H₂O

I₂+10HNO_3(к) ®2HIO₃+10NO₂ ↑+4H₂O  

C + 4HNO₃ 4NO₂  + CO₂ + 2H₂O

Разбавленная кислота окисляет только фосфор и йод:

3P⁰ + 5HNO₃ + 2H₂O(разб) →5NO + 3H₃P⁺⁵O₄ 

3I₂+10HNO_3(разб) ®6HIO₃+10NO↑+2H₂O

 

Азотная кислота окисляет сложные вещества; при  этом может  происходить окисление одного из элементов: FeO + 4HNO_3(конц) ®Fe(NO₃)₃ + NO₂­ + 2H₂О

или двух атомов одновременно: Cu⁺¹₂S^-2 + 14HNO₃(конц) → 2Cu⁺¹(NO₃)₂ + H₂S⁺⁶O₄ + 10NO₂↑+ 6H₂O  

В реакциях между сложными веществами и азотной кислотой, как  правило, выделяется NO₂, а с разбавленной – NO.