Белорусский огород
Назад

Где применяется азотная кислота

Опубликовано: 15.03.2020
Время на чтение: 16 мин
0
3

Получение и применение азотной кислоты

HNO3 является одной из самых сильных кислот - в водных растворах полностью диссоциирует на катионы водорода и нитрат-ионы:HNO3 ↔ H NO3-

Азотная кислота вступает в реакции:

  • с оксидами металлов:
    MgO 2H NO3 = Mg2 (NO3)2 H2O
  • с основаниями:
    Mg(OH)2 2H NO3 = Mg2 (NO3)2 2H2O
  • с солями более слабых кислот:
    Na2CO32- 2H NO3 = 2NaNO3 CO2H2O

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseen-GB

Следует обратить внимание, что азотная кислота в обменных реакциях может взаимодействовать далеко не со всеми солями, а лишь только с теми, при реагировании с которыми образуются нерастворимые, слабодиссоциирующие и газообразные вещества, которые, по мере их образования, более не участвуют в реакции обмена. В обменных реакциях солями, при взаимодействии с которыми образуются растворимые в воде соли азотной кислоты, азотная кислота не участвует.

В окислительно-восстановительных реакциях азотная кислота выступает в роли сильного окислителя. Высокие окислительные свойства HNO3 объясняются тем, что в молекуле азотной кислоты атом азота в составе кислотного остатка NO3- имеет максимально возможную степень окисления 5. По этой причине окислительные свойства NO3- значительно превосходят "возможности" катионов водорода H , из-за чего азотная кислота реагирует практически со всеми металлами за исключением золота,платины, родия, рутения, иридия и тантала, стоящими в конце ряда напряжений.

Характерной особенностью взаимодействия азотной кислоты с металлами является отсутствие выделения водорода, поскольку окислителями являются не катионы водорода, а нитрат-ионы NO3-, которые, при взаимодействии азотной кислоты с металлами восстанавливается тем полнее, чем более активным является металл и чем более разбавленной является HNO3.

По этой причине образование тех или иных продуктов реакции азотной кислоты и металла зависит от концентрации кислоты и активности металла.

HN 5O3 1e- → N 4O2
HN 5O3 2e- → HN 3O2
HN 5O3 3e- → N 2O
HN 5O3 4e- → N2 1O
HN 5O3 5e- → N2
HN 5O3 8e- → N-3H3
HN 5O3 8e- → N-3H4NO3

Чем более концентрированной является азотная кислота, тем меньшей окислительной способностью по отношению к металлам она обладает.

С другой стороны, чем более активным является металл, тем в большей степени он восстанавливает азотную кислоту.

Примеры реакций азотной кислоты:

  • концентрированная HN 5O3 с активными металлами (до алюминия в ряду напряжений) восстанавливается до N2O
    10HN 5O3 4Ca = 4Ca 2(NO3)2 N2 1O↑ 5H2O
  • концентрированная HN 5O3 с неактивными металлами (Ni, Cu, Ag, Hg) восстанавливается до NO2
    4HN 5O3 Ni = Ni 2(NO3)2 2N 4O2↑ 2H2O
  • концентрированная HN 5O3 с неметаллами (Ni, Cu, Ag, Hg) восстанавливается до NO2
    4HN 5O3 P = HP 5O3 5N 4O2↑ 2H2O
  • разбавленная HN 5O3 с активными металлами (до алюминия в ряду напряжений) образует аммиак или нитрат аммония
    10HN 5O3 4Mg = 4Mg 2(NO3)2 N-3H4N 5O3 3H2O
  • разбавленная HN 5O3 с неактивными металлами образует оксид азота (II)
    8HN 5O3 3Cu = 3Cu 2(NO3)2 2N 2O↑ 4H2O
  • разбавленная HN 5O3 с неметаллами образует оксид азота (II)
    2HN 5O3 S = H2S 6O4 2N 2O↑
Предлагаем ознакомиться  Как вывести муравьев из дома борной кислотой

Окислительно-восстановительные реакции

Уравнения окислительно-восстановительных реакций азотной кислоты...

Концентрированная азотная кислота пассивирует алюминий, железо и хром, образуя на их поверхности очень прочную нерастворимую оксидную пленку:2Al 6HNO3 = Al2O3 6NO2 3H2O

"Царская водка" (смесь концентрированной азотной кислоты с соляной в соотношении 1:3) окисляет золото и платину:Au 3HNO3 3HCl = AuCl3 3NO2 3H2O

Промышленный способ получения азотной кислоты:

  • окислением аммиака на платиновом катализаторе до оксида азота (II):
    4N-3H3 5O2 = 4N 2O-2 6H2O
  • окислением оксида азота (II) до оксида азота (IV):
    2N 2O-2 O2 = 2N 4O2-2
  • растворением оксида азота (IV) в воде в присутствии кислорода (автор способа И.И.Андреев, 1916 г.):
    4N 4O2 2H2O O2 = 4HN 5O3-2

Лабораторный способ получения азотной кислоты:

  • взаимодействием безводных нитратов с концентрированной серной кислотой:
    NaNO3 H2SO4 = NaHSO4 HNO3

Применение азотной кислоты:

  • производство азотных удобрений;
  • в фармакологии для производства лекарственных препаратов;
  • в производстве взрывчатых веществ.

Нитраты получают реакцией азотной кислоты:

  • на металлы:
    10HNO3(разб) 4Zn = 4Zn(NO3)2 NH4NO3 3H2O
  • на оксиды металлов:
    2HNO3 CuO = Cu(NO3)2 H2O
  • на основания:
    3HNO3 Al(OH)3 = Al(NO3)3 3H2O

Где применяется азотная кислота

Применение нитратов:

  • Селитры используются в качестве минеральных удобрений:
    • KNO3 - калийная или индийская селитра;
    • NaNO3 - натриевая или чилийская селитра;
    • NH4NO3 - аммонийная селитра;
    • Ca(NO3)2 - известковая или норвежская селитра.
  • Калийная селитра используется для изготовления "черного пороха".
  • Аммонийная селитра используют для изготовления взрывчатого вещества - аммонала.

В естественных условиях, будучи помещённой в любой открытый
сосуд, азотная кислота создаёт ощущение постоянно дымящей жидкости в силу
изобилия исходящих от неё испарений. Вещество превосходно смешивается с водой,
по этой причине в технических целях редко используется в чистом виде, чаще
применяются водные растворы кислоты. Не растворяет и не взаимодействует со
стеклом и фторопластом-4.

Предлагаем ознакомиться  Как правильно крепить пластиковые панели к стене

Температура плавления - 41°С, температура кипения в
стандартных условиях 82,6°С, кипение сопровождается некоторым распадом
вещества. В результате кристаллизации водных растворов данный химикат способен
образовывать кристаллогидраты.

Азотная кислота – это тяжёлая жидкость. Обусловлено
это повышенной плотностью вещества. Удельный вес кислоты в полтора раза выше
аналогичного показателя у воды.

Смешивается с другими неорганическими кислотами. Смесь
азотной кислоты и серной называется «меланж». Смесь азотной и соляной кислоты в
пропорции 1:3 называется «царской водкой», эта смесь обладает уникальными
свойствами, в числе которых способность растворять некоторые инертные металлы и
прочее.

Вещество обладает набором свойств, характерным для
своего класса, то есть, азотная кислота
взаимодействует с широчайшей номенклатурой соединений и химических
элементов. Способна взаимодействовать с основаниями, с солями других кислот,
вытесняя при этом более слабые кислоты из образованных ими солей.

Где применяется азотная кислота

Обладая
свойствами сильного окислителя, реагирует с неметаллами, образовывая кислоты:
при реакции с серой образовывает серную кислоту, с фосфором – фосфорную и так
далее.

Вступает во взаимодействие с
органическими веществами, при этом, некоторые из них при такой реакции
воспламеняются. Примеры: скипидар, амины и прочие химикаты.

Основным индустриальным направлением, в котором может
использоваться данный химикат, является получение его нитратов. И азотная
кислота, как производная для их синтеза, востребована в производстве
минеральных удобрений, взрывчатых веществ, пиротехники и так далее.

Кроме этого, данный реактив
может эксплуатироваться в некоторых прикладных отраслях химического
производства. В частности, в изготовлении широкой номенклатуры лакокрасочных
материалов, лекарственных средств. 

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Востребована, как присадка к реактивному топливу.
А также может использоваться, как сырьё для получения широчайшего спектра
азотосодержащих химических веществ: анилин, нитроцеллюлоза, алканы и прочие.

Взаимодействие азотной кислоты с металлами

Азотная
кислота не реагируетс инертными (благородными – золото,
платина, тантал и другие) металлами ни будучи в концентрированном виде, ни в
водном растворе любой пропорции. С остальными же металлами (их оксидами) данный
химикат вступает в классическую реакцию замещения, образовывая соли азотной
кислоты – нитраты.

Нитраты по-другому называются селитрами и являются одной из
наиболее распространённых разновидностей удобрений. Известен также нитрат,
образованный при взаимодействии с неметаллом – аммониевая селитра с формулой NH4NO3.

Сильные окислительные свойства, присущие азотной
кислоте, присущи также и её солям. Селитры, как правило, являются
взрывоопасными и горючими веществами, что существенно повлияло на область их
применения в производственно-хозяйственных целях.

Предлагаем ознакомиться  Дорожки из цемента – этапы возведения

Получение
азотной кислоты

Современный промышленный способ синтеза этого химиката
основан на, так называемом, методе Оствальда. Данный метод состоит в окислении
синтетического аммиака с применением платино-родиевых катализаторов. 

На первом
этапе образуется окись азота, которая при последующей переработке преобразуется
в диоксид азота, трансформирующийся в результате окислительной реакции и насыщении
водой в водный раствор азотной кислоты с концентрацией вещества 45-58%.

Азотная
кислота. Класс опасности

Так как азотная кислота относится к веществам 3 класса опасности, это надо учитывать, используя ее как химический реактив. Лицам, получившим допуск к работе с ней, а также сотрудникам лабораторий, необходимо учитывать специфические правила использования азотной кислоты. Все работы с данным реактивом следует осуществлять в специальной одежде, которая включает:

  • средства защиты органов зрения и дыхания;
  • кислотозащитные рукавицы и обувь;
  • прорезиненный комбинезон;
  • нитриловые перчатки.

Во избежание негативных последствий следует строго соблюдать данные меры безопасности. Нужно помнить, что их нарушение может привести к ожогам и язвам - при попадании на кожу, отравлениям и отеку легких - при попадании в дыхательные пути.

Данный реактив принадлежит к числу опасных химических
веществ. Его непосредственное соприкосновение с кожными покровами человеческого
тела оставляет на коже сильный химический ожог, незаживающий на протяжении
длительного времени.

Опасны также и испарения азотной кислоты. При вдыхании
они поражают слизистые оболочки органов дыхательной системы. Концентрированная
кислота крайне нестабильна по причине повышенной химической активности и в
результате распада образовывает отравляющее вещество – диоксид азота, газ
бурого цвета, крайне опасный для здоровья человека.

Поэтому азотная кислота
должна храниться в плотно закупоренных сосудах, при работе с ней необходимо
использовать индивидуальные средства защиты. 

Обязательным является наличие в
рабочих помещениях эффективной вентиляционной системы, и соблюдение правил
техники безопасности при работе с химикатом.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Интернет-магазин ХимЭлемент реализует широчайший ассортимент
химической продукции, в том числе и кислоты.
Наша компания предлагаеткупить азотную кислоту в Украине со
скидкой и доставкой во все регионы и населённые пункты страны.

Соляная кислота. Формула, характеристики и применение

Плавиковая кислота. Применение и свойства

строение молекулы азотной кислоты

Серная кислота. Формула, характеристики и применение

Ортофосфорная кислота. Применение, свойства и характеристики

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyen-GB

Олеиновая кислота. Применение, свойства и характеристики

, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector