Азотна кислота - завантажити безкоштовно
Химия

Азотна кислота — завантажити безкоштовно


Завантажити реферат: Азотна кислота

Зміст реферату

1. Азотна кислота

2. Окисні властивості азотної кислоти

3. Нітрати

4. Промислове одержання азотної кислоти

5. Кругообіг азоти в природі

1. Азотна кислота.

Чиста азотна кислота HNO -безбарвна рідина щільністю 1,51 г/см при — 42 °С, що застигає в прозору кристалічну масу. На повітрі вона, подібно до концентрованої соляної кислоти, «димить», так як пари її утворюють з вологою повітря дрібні крапельки туману, Азотна кислота не відрізняється міцністю, Вже під впливом світла вона поступово розкладається:

Що температура і що концентрованіша кислота, то швидше йде розкладання. Діоксид азоту, що виділяється, розчиняється в кислоті і надає їй бурого забарвлення.
Азотна кислота належить до найбільш сильних кислот; у розведених розчинах вона повністю розпадається на іони Н і — NO.

2. Окисні властивості азотної кислоти.

Характерним властивістю азотної кислоти є її яскраво виражена окислювальна здатність. Азотна кислота-один з найенергійніших окислювачів. Багато неметалів легко окислюються нею, перетворюючись на відповідні кислоти. Так, сірка при кип’ятінні з азотною кислотою поступово окислюється у сірчану кислоту, фосфор – у фосфорну. Тліючий вугілля, занурений у концентровану HNO, яскраво розгорається.

Азотна кислота діє майже на всі метали (за винятком золота, платини, танталу, родію, іридію), перетворюючи їх на нітрати, а деякі метали-в оксиди.
Концентрована HNO пасивує деякі метали. Ще Ломоносов відкрив, що залізо, що легко розчиняється в розведеній азотній кислоті, не розчиняється в холодній концентрованій HNO. Пізніше було встановлено, що аналогічну дію азотна кислота надає на хром та алюміній. Ці метали переходять під впливом концентрованої азотної кислоти пасивний стан.

Ступінь окиснення азоту в азотній кислоті дорівнює 4-5. Виступаючи як окислювач, НNО може відновлюватися до різних продуктів:

Яка з цих речовин утворюється, тобто наскільки глибоко відновлюється азотна кислота в тому чи іншому випадку, залежить від природи відновника та умов реакції, насамперед від концентрації кислоти. Чим вище концентрації HNO тим менш глибоко вона відновлюється. При реакціях із концентрованою кислотою найчастіше виділяється. При взаємодії розведеної азотної кислоти з малоактивними металами, наприклад, міддю, виділяється NO. У разі активніших металів — заліза, цинку, — утворюється . Сильно розбавлена ​​азотна кислота взаємодіє з активними металами — цинком, магнієм, алюмінієм — з утворенням іону амонію, що дає з кислотою нітрат амонію. Зазвичай одночасно утворюються кілька продуктів.

Для ілюстрації наведемо схеми реакцій окиснення деяких металів азотною кислотою;

При дії азотної кислоти на метали водень зазвичай не виділяється.

При окисленні неметалів концентрована азотна кислота, як і у випадку металів, відновлюється до , наприклад

Більш розведена кислота зазвичай відновлюється до NO, наприклад:

Наведені схеми ілюструють найбільш типові випадки взаємодії азотної кислоти з металами та неметалами. Взагалі ж, окислювально-відновні реакції, що йдуть за участю, протікають складно.

Суміш, що складається з 1 об’єму азотної та 3-4 об’ємів концентрованої соляної кислоти, називається царською горілкою. Царська горілка розчиняє деякі метали, що не взаємодіють з азотною кислотою, у тому числі і «царя металів»-золото. Дія її пояснюється тим, що азотна кислота окислює соляну з виділенням вільного хлору та утворенням хлороксиду азоту(III), або хлориду нітрозилу:

Хлорид нітрозил є проміжним продуктом реакції і розкладається:

Хлор у момент виділення складається з атомів, як і зумовлює високу окисну здатність царської горілки. Реакції окислення золота і платини протікають переважно відповідно до наступних рівнянь.

З надлишком соляної кислоти хлорид золота(III) і хлорид платини (IV) утворюють комплексні сполуки. Цей процес називається нітруванням і має велике значення в органічній хімії.

Азотна кислота — одна з найважливіших сполук азоту: у великих кількостях вона витрачається у виробництві, азотних добрив, вибухових речовин та органічних барвників, служить окислювачем у багатьох хімічних процесах, використовується у виробництві сірчаної кислоти за нітрозним способом, застосовується для виготовлення целюлозних лаків, кіноплівки.

3. Нітрати.

Солі азотної кислоти називаються нітратами.. Всі вони добре розчиняються у воді, а при нагріванні розкладаються із виділенням кисню. При цьому нітрати найбільш активних металів переходять у нітрити:

Нітрати більшості інших металів при нагріванні розпадаються на оксид металу, кисень та діоксид азоту. Наприклад:

Нарешті нітрати найменш активних металів (наприклад, срібла, золота) розкладаються при нагріванні до вільного металу:

Легко відщеплюючи кисень, нітрати за високої температури є енергійними окислювачами. Їхні водні розчини, навпаки, майже не виявляють окисних властивостей.
Найбільш важливе значення мають нітрати натрію, калію, амонію та кальцію, які на практиці називаються селітрами.

Нітрат натрію або натрієва селітра, іноді звана також чилійською селітрою, зустрічається у великій кількості у природі тільки в Чилі.

Нітрат калію, або калійна селітра, у невеликих кількостях також зустрічається у природі, але головним чином виходить штучно при взаємодії нітрату натрію з хлоридом калію.

Обидві ці солі використовуються як добрива, причому нітрат калію містить два необхідні рослини елемента: азот і калій. Нітрати натрію та калію застосовуються також при скловаренні та в харчовій промисловості для консервування продуктів.

Нітрат кальцію або кальцієва селітра, що виходить у великих кількостях нейтралізацією азотної кислоти вапном; застосовується як добрива.

4. Промислове одержання азотної кислоти.

Сучасні промислові способи одержання азотної кислоти засновані на каталітичному окисненні аміаку киснем повітря. При описі властивостей аміаку було зазначено, що він горить у кисні, причому продуктами реакції є вода і вільний азот. Але в присутності каталізаторів — окислення аміаку киснем може протікати інакше. У певному складі суміші відбувається майже повне перетворення Утворений легко переходить у , який з водою в присутності кисню повітря дає азотну кислоту.

Як каталізатори при окисленні аміаку використовують сплави на основі платини.

Отримана окисленням аміаку азотна кислота має концентрацію, що не перевищує 60%. При необхідності її концентрують, Промисловістю випускається розведена азотна кислота концентрацією 55, 47 і 45%, а концентрована-98 і 97%, Концентровану кислоту перевозять в алюмінієвих цистернах, розведену — в цистернах із кислотостійкої сталі.

5. Кругообіг азоту в природі.

При гниття органічних речовин значна частина азоту, що міститься в них, перетворюється на аміак, який під впливом живуть у грунті нітрифікуючих бактерій окислюється потім на азотну кислоту. Остання, вступаючи в реакцію з карбонатами, що знаходяться в грунті, наприклад з карбонатом кальцію, утворює нітрати:

Деяка частина азоту завжди виділяється при гнитті у вільному вигляді в атмосферу. Вільний азот виділяється також під час горіння органічних речовин, при спалюванні дров, кам’яного вугілля, торфу. Крім того, існують бактерії, які при недостатньому доступі повітря можуть забирати кисень від нітратів, руйнуючи їх із виділенням вільного азоту. Діяльність цих денітрифікуючих бактерій призводить до того, що частина азоту з доступної для зелених рослин форми (нітрати) перетворюється на недоступну (вільний азот). Таким чином, далеко не весь азот, що входив до складу загиблих рослин, повертається назад у ґрунт; частина його поступово виділяється у вільному вигляді.

Безперервне зменшення мінеральних азотних сполук давно мала б призвести до повного припинення життя Землі, якби у природі немає процеси, відшкодовують втрати азоту. До таких процесів відносяться передусім електричні розряди, що відбуваються в атмосфері, при яких завжди утворюється деяка кількість оксидів азоту; останні з водою дають азотну кислоту, що перетворюється у ґрунті на нітрати. ‘Іншим джерелом поповнення азотних сполук ґрунту є життєдіяльність так званих азотобактерій, здатних засвоювати атмосферний азот. Деякі з цих бактерій поселяються на коренях рослин із сімейства бобових, викликаючи утворення характерних здуття — «клубеньків», чому вони і отримали назву бульбочкових бактерій. Засвоюючи атмосферний азот, бульбочкові бактерії переробляють їх у азотні сполуки, а рослини, своєю чергою, перетворюють останні на білки та інші складні речовини.

Таким чином, в природі відбувається безперервний кругообіг азоту. Однак щорічно з урожаєм з полів забираються найбагатші на білки частини рослин, наприклад зерно. Тому в ґрунт необхідно вносити добрива, що відшкодовують спад у ній найважливіших елементів живлення рослин.

Вивчення питань харчування рослин та підвищення врожайності останніх шляхом застосування добрив є предметом спеціальної галузі хімія, яка отримала назву агрохімії.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *