Bài thảo luận Hóa vô cơ - Chủ đề: Axit Nitric
Axit nitric(HNO3)
Axit Nitric là một hợp chất hóa học có công thức hóa học (HNO3), là một dung dịch
nitrate hydrô (axít nitric khan). Nó là một chất axít độc và ăn mòn có thể dễ gây cháy.
Axit nitric tinh khiết không màu sắc còn nếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ
của các ôxít niơ. Nếu một dung dịch có hơn 86% axít nitric, nó được gọ là axít nitric bốc
khói. Axít nitric bốc khói có đặc trưng axít nitric bốc khói trắng và axít nitric bốc khói đỏ,
tùy thuộc vào số lượng diôxít nitơ hiện diện.
A/Lịch sử
Sự tổng hợp axít nitric đã được ghi nhận lần đầu vào khoảng năm 800 AD bởi một nhà
giả kim người Ả Rập tên là Jabir ibn Hayyan.
B/HNO3
I/Cấu tạo hóa học và tính chất vật lý
a/Cấu tạo hóa học
_Ở trạng thái hơi: Cấu tạo phẳng
(Hình vẽ HNO3)
b/Tính chất vật lý
_Lỏng, không màu,bốc khói mạnh trong không khí.
_d=1,52g/cm3,tos=84,1oC, tođđ = -41,6oC
_Tan trong nước với bất kì tỉ tệ tạo và khi chưng cất tạo ra một azeotrope một nồng độ
68% HNO3 và có nhiệt độ sôi ở 120,5°C tại áp suất 1 atm. Có hai chất hydrate được
biết đến; monohydrate (HNO3·H2O) và trihydrate (HNO3·3H2O).
Kém bền, dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sang và nhiệt.
_Các đại lượng ở 25oC
+ Htt = -174,1KJ/mol
+So + 155,49J/mol.độ
Gtt = -80,76KJ/mol
II/Tính chất hóa học
_Trong dung môi có khả năng cho proton kém hơn, HNO3 phân li:
-
HNO3 + H2O H3O+ + NO3
_Phân tử HNO3
+N có số oxi hóa +5
+Trong dung môi, NO3- oxi hóa mạnh hơn nhiều so với H3O+
+Kém bền
có tính oxi hóa rất mạnh
Thể hiện qua các điện cực sau:
-
NO3 + 2H+ + e NO2 + H2O
Eo = +0,8V
-
NO3 + 3H+ + 2e HNO2 + H2O Eo = +0,94V
-
NO3 + 4H+ + 2e NO + 2H2O
Eo = +0,96V
-
NO3 + 6H+ +5e ½ N2 + 3H2O Eo = +1,25V
-
NO3 + 10H+ +8e NH4+ 3H2O Eo = +0,88V
1/Tính axit (do H3O+ qui định): Ka=28, pKa=-1,4
a/HNO3 là axit mạnh, làm quỳ tím hóa hồng
b/Tác dụng bazơ:
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O
2HNO3 + Cu(OH)2 Cu(NO3)2 + 2H2O
c/Tác dụng oxit bazơ
HNO3 + CuO Cu(NO3)2 + H2O
6HNO3 + Fe2O3 2Fe(NO3)3 + 3H2O
d/Tác dụng dung dich muối
2HNO3 + Na2CO3 2NaNO3 + CO2 + H2O
2HNO3 + CaCO3 Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
2/Tính oxi hóa(do NO- qui định):
a/Kim loại và phi kim:
_Tác dụng hầu hết kim loại(trừ Au, Pt, Rh, Ta và Ir)
_Sản phẩm phụ thuộc nồng độ axit, to và bản chất chất khử
VD: Cu +HNO3(đặc) Cu(NO3)3 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3(l) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
4Mg + 10HNO3(l) 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O
4Zn + 10HNO3(rất loãng) 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
_Tác dụng với các phi kim:I2, S, P, C, As….., đưa chúng lên số oxi hóa dương cao
nhất,HNO3 bị khử đến NO2 hoặc NO.
3I2 + 10HNO3 6HIO3 + 10NO + 2H2O
3P + 5HNO3 + H2O 3H3PO4 + 5NO
S + 2HNO3(l) H2SO4 + 2NO
S + 6HNO3(đặc) H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
_Đặc biệt Fe,AL,Cr.... bị thụ động hóa bởi HNO3 đặc, nguội
_Hỗn hợp cường toan(cường thủy): HNO3=1:3 hòa tan được Au,Pt....
3Pt + 4HNO3 + 12HCl 3PtCl4 + 4NO + 8H2O
PtCl4 + 12HCl H2[PtCl6]
b/Các hợp chất khác
_Oxi hóa Fe2+ đến Fe3+, asnit thành asenat, sunfua thành sufat...
6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O
FeSO4 + NO Fe[(NO)]SO4
PbS + 8HNO3 = PbSO4 + 8NO2 + 4H2O
_HNO3 đặc oxi hóa được cả HCl: 2HNO3 + 6 HCl = 2NO + 3Cl2 + 4H2O
_Tác dụng mạnh với các hợp chất hữu cơ: nhựa thông, mùn cưa nóng ...
_Tốc độ phản ứng oxi hóa của NO-3 ta8ng theo pH, nhiệt độ và thời gian CO nhờ tác
dụng xúc tác của các sản phẩm trung gian: NO2 , HNO2 ...
_HNO3 có khả năng thay thế H trong hợp chất hữu cơ bằng NO2+ bằng phản ứng Nitro
hóa, phản ứng dễ dàng khi có mặt H2SO4.
CH3
CH3
NO2
NO2
+
+ 3NO2 3H+ +
NO2
III/Điều chế và sản xuất HNO3
a/Trong phòng thí nghiệm: Từ KNO3 (hoặc Cu(NO3)2) tác dụng với H2SO4 96% và
chưng cất hỗn hợp này ở 83oC. Đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng Potassium
hyrogen sunfat (KHSO4)
H2SO4 + KNO3 120-170oC KHSO4 + HNO3
b/ Trong công nghiệp:
O2 KK
NH3 NO
Pt (10% Rh)
3-8 atm
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
800-900oC
Làm nguội NO, kết hợp O2 KK NO2 rồi hòa tan NO2 vào H2O
2NO2 + O2 2NO2
3NO2 + H2O 2HNO3 + NO
Chưng cất HNO3 khi có mặt H2SO4 đặc.
_Ngoài ra, có thể tổng hợp HNO3 bốc khói từ N2O lỏng trong nồi áp suất = thép mạ
nhôm:
2N2O4 + O2 + 2H2O 4HNO3
Ứng dụng:
_Thuốc khử trong phòng thí nghiệm
_Được sử dụng làm thuốc nổ: nitroglycerin, trinitro toluene(TNT)
_Phân bón
_Trong kĩ thuật ICP-MS và ICP-AES, HNO3 (nồng độ 0.5%2%) được làm chất nền để
xác định dấu vết của kim loại trong các dung dịch.
_Và chất oxi hóa trong nhiên liệu lỏng tên lửa được dung làm chất khử màu (coloro
metric test) đễ phân biệt heroin và morphine.
Nguy hiểm: HNO3 là chất axit mạnh, phản ứng với các chất: cyanit và bột kim loại gây
nổ. Các phản ứng với nhiều hợp chất vô cơ: turpentine rất mãnh liệt và tự bốc cháy.
HNO3 đặc làm cho da người chuyển qua vàng do phản ứng với protein keratin.
3 trang
10340
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài thảo luận Hóa vô cơ - Chủ đề: Axit Nitric", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_thao_luan_hoa_vo_co_chu_de_axit_nitric.doc
