☰ Содержание · Химия

Оксиды азота. Азотная кислота

Уроки 40–41 · 2 урока · И. Р. Аскаров, К. Гопиров, Н. Х. Тухтабоев. Химия, 8 класс, переработанное 4-е издание. «Янгиюль Полиграф Сервис», Ташкент, 2019
41

Азотная кислота

Учебник: с. 165–169
ЦельЗнай строение, получение и свойства азотной кислоты (в том числе её действие на металлы), а также нитраты и их значение.
Новые слова
азотная кислота · nitrat kislotaнитрат · nitratцарская водка · zar suviпассивация · passivlanish
Объяснение

В азотной кислоте HNO₃ азот четырёхвалентен, степень окисления +5. Чистая кислота — бесцветная жидкость с резким запахом, дымящая на воздухе (плотность 1,5 г/см³). Она неустойчива: на свету и при нагревании 4HNO₃ → 4NO₂ + O₂ + 2H₂O, поэтому она буреет и её хранят в тёмных бутылках. В промышленности её получают в три стадии: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (на катализаторе), 2NO + O₂ → 2NO₂, 4NO₂ + 2H₂O + O₂ → 4HNO₃. Как сильная одноосновная кислота она реагирует с оксидами, основаниями и карбонатами (CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O). С металлами водород обычно не выделяется, потому что окисляющий азот иона NO₃⁻ восстанавливается: с концентрированной HNO₃ медь даёт NO₂, с разбавленной кислотой — NO, а с очень разбавленной активные металлы дают NH₄NO₃. На холоде концентрированная кислота пассивирует Fe, Al и Cr. Смесь 1 объёма HNO₃ и 3 объёмов HCl, царская водка, растворяет золото и платину. Нитраты хорошо растворяются в воде и разлагаются при нагревании: 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂; 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂; 2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂ + O₂. Нитраты используют в основном как удобрения, а также для взрывчатых веществ, красителей и лекарств. Концентрированная HNO₃ окрашивает кожу в жёлтый цвет и обжигает её: с ней работает только учитель, в очках, перчатках и в вытяжном шкафу.

Примеры
4NH₃ → 4HNO₃ (азот сохраняется): 17 г NH₃ дают 63 г HNO₃; 170 г NH₃ дают 630 г. Масса 2 моль HNO₃ равна 2·63 = 126 г.
Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O: Cu⁰ – 2e⁻ → Cu²⁺ (1), N⁺⁵ + 1e⁻ → N⁺⁴ (2). Из 4 HNO₃ восстанавливаются только 2; остальные 2 остаются в виде нитрат-ионов в Cu(NO₃)₂. 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂: 404 г KNO₃ дают 64 г O₂.
Работа в классе

«Путь нитрата»: нарисуй цепочку от аммиака до нитрата: NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃ → Ca(NO₃)₂ → удобрение. Над каждой стрелкой запиши уравнение и покажи степени окисления. Ни кислота, ни металл не используются; реакции только на бумаге.

Упражнения
1
Валентность и степень окисления азота в HNO₃?
2
Почему азотную кислоту хранят в тёмных бутылках?
3
Сколько граммов HNO₃ можно теоретически получить из 170 г NH₃ (M(NH₃) = 17, M(HNO₃) = 63)?
4
Почему при реакции металла с HNO₃ водород обычно не выделяется?