Тема 9. Азотная кислота и её свойства

Цель занятия. На этом занятии вы познакомитесь с особенностями азотной кислоты, связанными с её сильными окислительными свойствами, узнаете, как азотная кислота разных концентраций взаимодействует с активными металлами и как концентрированная азотная кислота окисляет малоактивные металлы и неметаллы.

 

В реакциях с солями, основаниями, амфотерными гидроксидами, основными и амфотерными оксидами азотная кислота ведёт себя так же, как и другие сильные кислоты.

С металлами, однако, азотная кислота реагирует совсем не так, как другие кислоты, практически никогда не выделяя водород. Азотная кислота содержит азот в высшей степени окисления, и за счёт него она является очень сильным окислителем. Поэтому в реакциях с металлами происходит окисление металла не за счёт водорода +1, а за счёт азота +5. При этом продукты восстановления азотной кислоты зависят от концентрации кислоты и активности металла.

Активные металлы могут взаимодействовать с азотной кислотой с выделением оксида азота(IV), оксида азота(II), оксида азота(I), свободного азота или нитрата аммония в зависимости от концентрации кислоты:

 ;

 ;

 ;

 ;

 .

Следует отметить, что представленные уравнения соответствуют только основным протекающим процессам. В реальном эксперименте в реакциях азотной кислоты с металлами происходит выделение сразу нескольких продуктов восстановления азота.

 

Выполнение лабораторной работы «Особые свойства азотной кислоты» ориентировано на проведение пяти реакций металлического магния с азотной кислотой разных концентраций с образованием различных продуктов.

При выполнении лабораторной работы обратите внимание на различное поведение магния в растворах азотной кислоты разных концентраций. При выделении газов в ходе реакций обращайте внимание на окраску выделяющегося газа. Подумайте, как можно было бы различить те из выделяющихся газов, которые не имеют окраски и не приобретают её при взаимодействии с кислородом воздуха.

Выполните задания электронного образовательного ресурса Лабораторная работа «Особые свойства азотной кислоты».

 

За счёт сильных окислительных свойств азотная кислота может окислять металлы, располагающиеся после водорода в ряду напряжений металлов. Концентрированная кислота реагирует с малоактивными металлами с выделением бурого газа оксида азота(IV):

 ,

разбавленная – с выделением оксида азота(II), который быстро реагирует с кислородом воздуха с образованием бурого газа:

 ;

 .

С очень концентрированной (более 90%) азотной кислотой без нагревания не взаимодействуют многие металлы, такие как алюминий, бериллий, хром, железо, никель, марганец и кобальт по причине пассивации. Азотная кислота любой концентрации не взаимодействует с родием, рутением, иридием, золотом и платиной.

Концентрированная азотная кислота окисляет многие неметаллы, как правило, при нагревании:

  (возможно также окисление серы до серной кислоты);

 ;

 ;

 .

С азотной кислотой при нагревании взаимодействуют даже такие неактивные в обычных условиях неметаллы как углерод:

 .

Азотная кислота не реагирует с кислородом, азотом, хлором и бромом, а также благородными газами.

Горячая концентрированная азотная кислота окисляет большинство органических соединений до углекислого газа и воды, например, этиловый спирт:

 .

Сильные окислительные свойства азотной кислоты приводят к тому, что её пары поддерживают горение, и тлеющая лучина, внесённая в стакан с нагретой азотной кислотой, загорается.

 

Выполнение лабораторной работы «Окислительные свойства азотной кислоты» ориентировано на проведение реакций, окислительные свойства концентрированной азотной кислоты в реакциях с малоактивными металлами и неметаллами.

При выполнении лабораторной работы обратите внимание на то, что пары азотной кислоты поддерживают горение подобно кислороду и оксиду азота(I). Отметьте, что диоксид азота – единственный продукт восстановления концентрированной азотной кислоты.

Выполните задания электронного образовательного ресурса Лабораторная работа «Окислительные свойства азотной кислоты».

Последнее изменение: Friday, 16 December 2016, 05:05