Урок №31. Азотная кислота. Строение молекулы. Получение

HNO3  - Азотная кислота

химические формулы

Опытным путём доказано, что в молекуле азотной кислоты между двумя атомами кислорода и атомом азота две химические связи абсолютно одинаковые – полуторные связи. Степень окисления азота +5, а валентность равна IV.

Физические свойства

Азотная кислота HNO3 в чистом виде - бесцветная жид­кость с резким удушливым запахом, неограниченно растворимая в воде; t°пл.= -41°C; t°кип.= 82,6°С, r = 1,52 г/см3. В небольших количествах она образуется при грозовых разрядах и присутствует в дождевой воде.

Под действием света азотная кислота частично разлагается с выделением NО2 и за cчет этого приобретает светло-бурый цвет:

N2 + O2 грозовые эл.разряды→ 2NO

2NO + O2 → 2NO2

NО3 свет→ 4NО2(бурый газ) + 2Н2О + О2

Азотная кислота высокой концентрации выделяет на воздухе газы, которые в закрытой бутылке обнаруживаются в виде коричневых паров (оксиды азота). Эти газы очень ядовиты, так что нужно остерегаться их вдыхания. Азотная кислота окисляет многие органические вещества. Бумага и ткани разрушаются вследствие окисления образующих эти материалы веществ. Концентрированная азотная кислота вызывает сильные ожоги при длительном контакте и пожелтение кожи на несколько  дней  при  кратком  контакте.  Пожелтение кожи свидетельствует о разрушении белка и выделении серы (качественная реакция на концентрированную азотную кислоту – жёлтое окрашивание из-за выделения элементной серы при действии кислоты на белок – ксантопротеиновая реакция). То есть – это ожог кожи. Чтобы предотвратить ожог, следует работать с концентрированной азотной кислотой в резиновых перчатках.

 Получение

1.      Лабораторный способ 

KNO3 + H2SO4(конц) KHSO4 + HNO3­ (при нагревании) 

2.      Промышленный способ

Осуществляется в три этапа

a)           Окисление аммиака на платиновом катализаторе до NO 

4NH3 + 5O2  → 4NO + 6H2O (Условия: катализатор – Pt, t = 500˚С) 

б)     Окисление кислородом воздуха NO до NO2 

2NO + O2 → 2NO2 

в)      Поглощение NO2 водой в присутствии избытка кислорода 

4NO2 + О2 + 2H2O ↔ 4HNO3

или  3NO2 + H2O ↔ 2HNO3+NO (без избытка кислорода)

Тренажёр "Получение азотной кислоты"

Применение

  • в производстве минеральных удобрений;
  • в военной промышленности;
  • в фотографии — подкисление некоторых тонирующих растворов;
  • в станковой графике — для травления печатных форм (офортных досок, цинкографических типографских форм и магниевых клише).
  • в производстве взрывчатых и отравляющих веществ

Вопросы для контроля:

№1. Степень окисления атома азота в молекуле азотной кислоты

a. +4   

            b. +3   

            c. +5   

            d. +2

№2. Атом азота в молекуле азотной кислоты имеет валентность равную -

            a. II    

            b. V    

            c. IV   

            d. III

№3. Какими физическими свойствами характеризуют чистую азотную кислоту?

a. без цвета   

            b. не имеет запаха   

            c. имеет резкий раздражающий запах      

            d. дымящая жидкость         

            e. окрашена в жёлтый цвет

№4. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции:

a) NH3 + O2

1)  NO2 

b) KNO3 + H2SO4

2)  NO2 + О2 + H2O

c) HNO3

3)  NO + H2O

d) NO + O2

4)  KHSO4 + HNO3­

№5. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, покажите переход электронов, укажите процессы окисления (восстановления; окислитель (восстановитель):

NO2 + О2 + H2O ↔ HNO3

Comments