Лекция № 12

Азотистая кислота hno2

Очень нестойкая, существует только в растворах. При попытке выделить разлагается.

Химические свойства азотистой кислоты

I. Разлагается при нагревании и в момент образования

HNO₂ → NO + NO₂ + H₂O

HNO₂ Combin HNO₃ + NO + H₂O в присутствии сильных кислот

II. Окислительные свойства выражены сильнее, чем восстановительные

Так как азот находится в промежуточной степени окисления, то является и окислителем, и восстановителем

HNO₂ + KJ + H₂SO₄ → NO↑ + J₂ + K₂SO₄ + H₂O

При действии сильных окислителей может восстанавливаться до N₂O, N₂, NH₂OH, NH₃

III. Восстановительные свойства

HNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → HNO₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Соли азотистой кислоты – НИТРИТЫ Me(NO₂)_X

Это бесцветные кристаллические вещества. Более устойчивы, чем HNO₂. Нитриты щелочных металлов плавятся без разложения. Нитриты менее активных металлов разлагаются:

Zn(NO₂)₂ Combin ZnO + N₂O₃

ПОЛУЧЕНИЕ НИТРИТОВ

1) Взаимодействием щелочей с оксидом азота(III)

NaOH + N₂O₃ → NaNO₂ + H₂O

2) Восстановлением нитратов

NaNO₃ + Pb → NaNO₂ + PbO

АЗОТНАЯ КИСЛОТА HNO₃

Строение молекулы

В молекуле кислоты азот находится в степени окисления +5, но валентность проявляет IV. Связь, обозначенная стрелочкой, образуется за счет неподеленной электронной пары азота и пустой орбитали кислорода, которая образуется при переходе его в возбужденное состояние.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

HNO₃ – бесцветная жидкость, дымящая на воздухе. Из-за присутствия NO₂, который образуется при ее разложении, часто имеет желтоватый оттенок. Смешивается с водой в любых соотношениях.

t_пл = -41 °С, t_кип = 83 °С.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

I. Разлагается на свету и при нагревании. Ее раствор буреет при длительном стоянии

HNO₃ Combin NO₂ + H₂O + O₂ чем больше температура и концентрация, тем сильнее кислота разлагается

II. Характерные свойства кислот

1) Диссоциирует. HNO₃ – одна из наиболее сильных кислот

HNO₃ Combin

2) Взаимодействует с основными оксидами

CuO + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

3) Взаимодействует с основаниями (растворимыми и нерастворимыми)

NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

Ni(OH)₃ + HNO₃ → Ni(NO₃)₂+ H₂O

4) Вытесняет более слабые кислоты из их солей

HNO₃ + K₂СO₃→ KNO₃ + CO₂ + H₂O

III. Окислительные свойства. Азотная кислота – сильнейший окислитель

При попадании на кожу разбавленная HNO₃ оставляет желтые пятна. Концентрированная – тяжелые ожоги.

1) Взаимодействует с металлами

Pt, Au, Ir, Rh, Ta не реагируют с азотной кислотой

Fe, Al, Cr, Co, Ni, Mn, Be пассивируются в холодной концентрированной азотной кислоте

Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до −3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты.

Чем активнее металл и чем более разбавлена кислота, тем сильнее будет восстанавливаться азот.

Следующая схема показывает преобладающие продукты реакций. Однако в смеси всегда присутствуют все возможные продукты восстановления азота, хотя и в небольших количествах.

Me + HNO₃ → Me(NO₃)_X + … + H₂O

Активные металлы (до [Al] в ряду напряжения) + разб

+ конц

Металлы средней активности (Al – H₂) + разб

+ конц

Малоактивные металлы (после H₂) + разб

+ конц

Пример: Cu + HNO₃(разб) → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Смесь трех объемов соляной кислоты и одного объема азотной называется «царской водкой». Царская водка растворяет большинство металлов, в том числе золото и платину. Ее сильные окислительные способности обусловлены образующимся атомарным хлором и хлоридом нитрозила NOCl:

Au + HNO₃ + HCl → AuCl₃ + NO + H₂O

Pt + HNO₃ + HCl → PtCl₄ + NO + H₂O

Серебро не растворяется в царской водке из-за пассивации поверхности образующейся пленкой хлорида серебра. Пассивация поверхности металла кислотоустойчивыми оксидами является причиной устойчивости к царской водке хрома, титана, тантала, циркония, гафния и ниобия.