Урок №33. Соли азотной кислоты

Нитраты (селитры)

Азотная кислота – одноосновная, образует один ряд солей – нитраты состава:

Me(NO3)
и
NH4NO3

Нитраты калия, натрия, кальция и аммония называют селитрами. Например, селитры: KNO3нитрат калия (индийская селитра), NаNО3нитрат натрия (чилийская селитра), Са(NО3)2нитрат кальция (норвежская селитра), NH4NO3нитрат аммония (аммиачная или аммонийная селитра, ее месторождений в природе нет). Германская промышленность считается первой в мире, получившей соль NH4NO3 из азота N2 воздуха и водорода воды, пригодную для питания растений.

Физические свойства

Нитраты – вещества с преимущественно ионным типом кристаллических решёток. При обычных условиях это твёрдые кристаллические вещества, все нитраты хорошо растворимы в воде, сильные электролиты.

Получение нитратов

Нитраты образуются при взаимодействии:

1) Металл + Азотная кислота

Cu + 4HNO3(k) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

2) Основный оксид + Азотная кислота

CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

3) Основание + Азотная кислота

HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O

4) Аммиак + Азотная кислота

NH3 + HNO3 = NH4NO3

5) Соль слабой кислоты + Азотная кислота

В cоответствии с рядом кислот  каждая предыдущая кислота может вытеснить из соли последующую:

 2HNO3 + Na2CO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2­ ↑

6) Оксид азота (IV) + щёлочь

2NO2 + NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O

в присутствии кислорода -

4NO2 + O2 + 4NaOH = 4NaNO3 + 2H2O

Химические свойства нитратов

I. Общие с другими солями

1) C металлами

Металл, стоящий в ряду активности левее, вытесняет последующие из их солей:


Cu(NO3)2 + Zn = Cu + Zn(NO3)2

2) С кислотами

AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

3) Со щелочами

Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2 ↓ + 2NaNO3

4) C cолями

2AgNO3 + BaCl2 = Ba(NO3)2 + 2AgCl↓

II. Специфические

Все нитраты термически неустойчивы. При нагревании они разлагаются с образованием кислорода. Характер других продуктов реакции зависит от положения металла, образующего нитрат, в электрохимическом ряду напряжений:

1)     Нитраты щелочных (исключение - нитрат лития) и щелочноземельных металлов  разлагаются до нитритов: 

2NaNO3  = 2NaNO2 + O2­↑

NO3 = 2KNO2 + O2

2)     Нитраты менее активных металлов от Mg до Cu включительно и нитрат лития разлагаются до оксидов:

2Mg(NO3)2  =  2MgO + 4NO2­↑ + O2­↑

2Cu(NO3)2  =2CuO + 4NO2­ ↑+ O2­↑

3)     Нитраты наименее активных металлов (правее меди) разлагаются до металлов: 

Hg(NO3)2  =  Hg + 2NO2­↑ + O2­↑

2AgNO3  =  2Ag + 2NO2­ ↑+ O2­↑

4)     Нитрат и нитрит аммония:

Нитрат аммония разлагается в зависимости от температуры так:

NH4NO3 = N2+ 2H2O (190-245°C)

2NH4NO3 = N2 + 2NO + 4H2O (250-300°C)

2NH4NO3 = 2N+ O2 + 4H2O (выше 300°C)

Нитрит аммония:

NH4NO2 = N+ 2H2O

Дополнительно:

Разложение нитрита аммония

Исключения:

4LiNO3 = 2Li2O + 4NO2 + O2

Mn(NO3)2=MnO2 + 2NO2

4Fe(NO3)2=2Fe2O3 + 8NO2 + O2

Качественная реакция на нитрат-ион NO3 – взаимодействие нитратов c металлической медью при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты или с раствором дифениламина в Н2SO4 (конц.).

Опыт. Качественная реакция на ион NO3.

В большую сухую пробирку поместить зачищенную медную пластинку, несколько кристалликов нитрата калия, прилить несколько капель концентрированной серной кислоты. Пробирку закрыть ватным тампоном, смоченным концентрированным раствором щелочи и нагреть.

Признаки реакции - в пробирке появляются бурые пары оксида азота(IV), что лучше наблюдать на белом экране, а на границе медь – реакционная смесь появляются зеленоватые кристаллы нитрата меди(II).

Протекают следующие уравнения реакций:

КNO3 (кр.) + Н2SO4 (конц.) = КНSО4 + НNО3

 

Применение нитратов