Регистрация

Версия для слабовидящих
Детство – важнейший период человеческой жизни, не подготовка к будущей жизни, а настоящая, яркая, самобытная, неповторимая жизнь. И от того, как прошло детство, кто вел ребенка за руку в детские годы, что вошло в его разум и сердце из окружающего мира, - от этого, в решающей степени, зависит, каким человеком станет сегодняшний малыш
Василий Александрович Сухомлинский
Сертификат владельца сайта
Сертификат владельца сайта http://www.kuksova-irina.ru/
Центр дистанционного образования

 

 

 

 
Мир олимпиад

ФГОС урок

Высшая школа делового администрирования

Установите себе наш баннер

Показать код баннера
Сейчас на сайте: 42
Школа "Карьера"
Проголосуй за наш сайт
Оцените мой сайт





Результаты
счетчик посещений
Банк Интернет-портфолио учителей
Периодическая таблица
Таблица растворимости
Праздники сегодня

Азотная кислота

Наиболее важное с практической точки зрения соединение азота – это азотная кислота. Данный урок посвящен изучению  свойств азотной кислоты. В ходе урока вы также познакомитесь с основными областями применения азотной кислоты.

I. Строение молекулы 


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.

II. 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

4НNО3 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.

III. 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"

IV. Химические свойства


Для азотной кислоты характерны свойства: общие с другими кислотами и специфические.

1. Химические свойства общие с другими кислотами

1. Очень сильная кислота.  

Опыт: Действие индикаторов”                                                                                          

Диссоциирует в водном растворе практически нацело:

 HNO3 → H+ + NO3-

Опыт: “Изменение цветов индикаторов в кислотах”

2. Реагирует с основными оксидами

K2O + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O

K2O + 2H+ + 2NO3- → 2K+ + 2NO3- + H2O

K2O + 2H+ → 2K+ + H2O

3. Реагирует с основаниями

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

H+ + NO3- + Na+ + OH- → Na+ + NO3- + H2O

H+ + OH- → H2O

4. Реагирует с солями, вытесняет слабые кислоты из их солей

 2HNO3 + Na2CO3 → 2NaNO3 + H2O + CO2­

2H+ + 2NO3- + 2Na+ + СO32- → 2Na+ + 2NO3- + H2O + CO2­

2H+ + СO32- → H2O + CO2­

 2. Специфические свойства азотной кислоты

 Азотная кислота - сильный окислитель

N+5 → N+4→ N+2→ N+1→ No → N-3

N+5 + 8e-N-3 окислитель, восстанавливается.

 1. Разлагается на свету и при нагревании

 4HNO3  t˚C→ 2H2O + 4NO2­ + O2­

 Образуется бурый газ

2. При взаимодействии с металлами никогда не выделяется водород

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HNO3 + Me = соль + H2O + Х

 

Щелочные и щелочноземельные

Fe, Cr,  Al,   Ni,  Co

Металлы до водорода

Металлы после водорода

(Cu и др)

Благородные

Au, Pt, Os, Ir,Ta

HNO3(конц.ω>60%)

N2O

пассивация (при обычных условиях);

NO2 (при нагревании)

Опыт:  ”Взаимодействие азотной кислоты с железом”
 

NO2

NO2

Опыт: ”Взаимодействие азотной кислоты с медью”

Нет реакции

HNO3(разбавл.)

NH3, NH4NO3

Основной NO, но в зависимости от разбавления могут образовываться N2, N2O, NH3,NH4NO3. Чем больше разбавлена кислота, тем ниже степень окисления азота.

NO

Таблица. Продукты реакции взаимодействия азотной кислоты с металлами

Опыт: “Взаимодействие меди с азотной кислотой”
Упрощенная схема «Продукты реакции взаимодействия азотной кислоты с металлами»

 

Царская водка: V(HNO3) : V(HCl) = 1 : 3 растворяет благородные металлы.

HNO3 + 4HCl + Au = H[AuCl4] + NO + 2H2O

4HNO3 + 18HCl + 3Pt = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O

Тренажёр:  "Взаимодействие азотной кислоты с металлами"

3. Реагирует с неметаллами

Азотная кислота превращается в NO (или в NO2); неметаллы окисляются до соответствующих кислот:

Видео: "Взаимодействие азотной кислоты с углем"

S+ 6HNO3(конц) → H2S+6O4 + 6NO2 + 2H2O

B+ 3HNO3 → H3B+3O3 + 3NO2

3P+ 5HNO3 + 2H2O → 5NO + 3H3P+5O4

HNO3  (конц.) + неметалл = окисление неметалла до кислоты в высшей степени окисления + NO2 + вода

HNO3 (разбав.) + неметалл + вода = окисление неметалла до кислоты в высшей степени окисления + NO

V. 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

V. Тест


№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

VI. Закрепление


Задание №1.

Осуществите превращения по схеме, назовите вещества, для УХР со * составить ОВ баланс, а для** разбор РИО:

NH4Cl**→ NH3* → N2 → NO → NO2 → HNO3 → NO2

Задание №2.

Осуществить превращения по схеме (внимательно посмотрите, куда направлены стрелки):

Соль аммония←Аммиак←Нитрид Лития ←Азот → Оксид азота (II)←Азотная кислота

Для ОВР составить е-баланс, для РИО полные, ионные уравнения.

Задание №3.

Напишите уравнения реакций взаимодействия азотной кислоты со следующими веществами в молекулярном и ионном виде:
a) Al2O3
б) Ba(OH)2
в) Na2S

Задание №4.

Запишите уравнения, составьте электронный баланс, укажите процессы окисления и восстановления, окислитель и восстановитель:
а) Сa + HNO3 (конц.)
б) Сa + HNO3 (paзбавл.)

Задание №5.

Осуществите переход по ссылке, изучите информацию на странице и      посмотрите видео , нажмите "посмотреть опыт".
Напишите в молекулярном и ионном виде уравнения реакций, с помощью которых можно различить азотную, серную и соляную кислоту.

ЦОРы


Анимация: Химические формулы

Анимация: ”Промышленный способ получения азотной кислоты” 

Опыт: ”Изменение цвета индикаторов в растворе азотной кислоты”

Опыт: ”Взаимодействие азотной кислоты с железом”

Опыт: ”Взаимодействие азотной кислоты с медью”

Видео: "Взаимодействие азотной кислоты с углем"

Видео - Эксперимент: "Действие азотной кислоты на бумагу и солому"

Видео - Эксперимент: "Взаимодействие меди с азотной кислотой"

Видео - Эксперимент: "Свойства азотной кислоты"

Видео - Эксперимент: "Взаимодействие азотной кислоты с металлами"

Видео - Эксперимент: "Взаимодействие безводной азотной кислоты с белым фосфором"

Видео - Эксперимент: "Взаимодействие безводной азотной кислоты с углем"

Видео - Эксперимент: "Взаимодействие безводной азотной кислоты со скипидаром"

Видео - Эксперимент: "Окислительные свойства азотной кислоты"