Свойства азотной кислоты, феномен пассивности и экономическое значение элементов группы 5А

| 2 октября, 2021 | Химия

Свойства азотной кислоты HNO 3

Азотная кислота представляет собой бесцветную жидкость. Она приобретает красный цвет при добавлении нескольких капель лакмусового раствора. Сильный окислитель — особенно концентрированная кислота — и это иллюстрируется воздействием тепла на нее, ее действием на металлы и явлением пассивности.

Приготовление азотной кислоты в лаборатории

Налейте нитрат калия и концентрированную серную кислоту в стеклянную реторту, а приемник — в емкость с холодной водой. Осторожно нагрейте содержимое реторты, но не выше температуры 100 ° C. Соберите кислоту, образовавшуюся в приемнике.

2KNO 3 (т) + H 2 SO 4 (л) → K 2 SO 4 (водн.) + 2HNO 3 (л)

Воздействие тепла на азотную кислоту

Он разлагается под действием тепла с образованием коричневых паров диоксида азота (NO 2 ). Это сильный окислитель, поскольку газообразный кислород выделяется в результате его термического разложения.

4HNO 3 (л)  → 2H 2 O (v) + 4NO 2 (водн.) + O 2 (г)   ↑

Действие кислоты на металлы

Азотная кислота реагирует с металлами в качестве окислителя, о чем свидетельствует следующее:

Химическая реакция: Азотная кислота вступает в реакцию с металлами выше водорода в электрохимическом ряду, давая нитрат металла и атомарный водород , который уменьшает кислоты формин г окиси азота NO газа в й воды .

Разбавленная азотная кислота реагирует с железом, образуя нитрат железа (III) и выделяя газообразный оксид азота (бесцветный), который в верхней части трубки приобретает красновато-коричневый цвет.

4HNO 3 (водн.) + Fe (s) → Fe (NO 3 ) 3 (водн.) + 2H 2 O (l) + NO (g)  ↑

Азотная кислота реагирует с металлами ниже водорода в электрохимическом ряду, потому что это сильный окислитель, который окисляет металл, образуя основной оксид, который реагирует с кислотой, образуя кислотную соль и воду . Тип добываемого газа различается в зависимости от концентрация кислоты.

Разбавленная азотная кислота реагирует с медью и выделяется газообразный оксид азота.

8HNO 3 (водн.) + 3Cu (s) → 3Cu (NO 3 ) 2 (водн.) + 4H 2 O (l) + 2NO (g)

Когда конц. азотная кислота добавляется к меди, коричневые пары газообразного диоксида азота восстанавливаются и ионы меди Cu 2+ зеленого цвета в растворе.

4HNO 3 (водн.) + Cu (s) → Cu (NO 3 ) 2 (водн.) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)

Феномен пассивности

Конц. азотной кислоты г OES не влияют на некоторые металлы , такие как (железа, хрома и алюминия), в связи с окислительным свойством в кислоте , непористый слой оксида металла образуется , который защищает металл от дальнейшей реакции, что известно пассивностью.

Явление пассивности: на поверхности некоторых металлов образуется непористый слой оксида, который защищает их от дальнейшей реакции с кислотами или атмосферным воздухом.

Обнаружение нитрат-иона NO 3 — (эксперимент с коричневым кольцом)

Добавьте раствор нитратной соли к свежеприготовленной конц. раствор сульфата железа (II) в пробирке. Осторожно нанести на внутреннюю стенку пробирки несколько капель конц. серная кислота.

Наблюдение: на границе раздела появляется коричневое кольцо, которое исчезает при встряхивании или нагревании.

4H 2 SO 4 (l) + 2NaNO 3 (водн.) + 6FeSO 4 (водн.) → 2NO (g) + Na 2 SO 4 (водн.) + 4H 2 O (l) + 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 (водн. )

NO (г) + FeSO 4 (водн.) → FeSO 4. No (а)   Соединение с коричневым кольцом

Дифференциация нитритных и нитратных солей

Чтобы различать нитритные и нитратные соли, добавьте к каждому их раствору раствор перманганата калия, подкисленный концентрированной серной кислотой, если:

  • Фиолетовый цвет перманганата исчезает, цвет — нитрит.
  • Фиолетовая окраска перманганата не исчезает, соль нитратная.

3H 2 SO 4 (l) + 2KNO 2 (водн.) + 2KMnO 4 (водн.) → 5KNO 3 (водн.) + K 2 SO 4 (водн.) + 3 H 2 O (l) + 2MnSO 4 (водн.)

Экономическое значение элементов группы 5А

Азот

Газообразный азот используется в производстве газообразного аммиака , Он используется в производстве азотных удобрений , Он используется для заполнения автомобильных шин, потому что азот снижает вероятность их взрыва, так как на азот нелегко влияет изменение температуры, в дополнение к его скорость утечки меньше, чем у воздуха.

Газообразный азот используется для наполнения пакетов для упаковки чипсов. Чтобы ломтики картофеля оставались хрустящими, потому что он относительно неактивен. Сжиженный азот используется для сохранения и переноса живых клеток. Он используется при лечении некоторых грохочущих опухолей .

Фосфор

Фосфор используется при производстве спичек, фейерверков, фосфорных удобрений, многих сплавов, таких как фосфорно-бронзовый сплав (Cu + Sn + P), который используется при производстве толкающих вентиляторов на кораблях.

Мышьяк

Мышьяк используется в качестве консерванта для древесины, из-за его ядовитого действия на насекомых, бактерий и грибов, он используется для приготовления соединения триоксида мышьяка, которое используется для лечения рака крови ( лейкемии ), переноса мышьяка и других веществ. Составы ts очень опасны, потому что это очень токсичный элемент.

Сурьма

Сурьма используется в производстве свинцово-сурьмянистого сплава, который используется в подкисленных автомобильных аккумуляторах, потому что он тверже свинца. Она используется в производстве полупроводников, которые используются в производстве приборов для обнаружения инфракрасных лучей (ИК).

Висмут

Висмут используется в производстве сплавов висмута, свинца и кадмия, которые используются при производстве электрических предохранителей из-за его низкой температуры плавления .