Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 10. ПОДГРУППА АЗОТА

§ 10.8. Взаимодействие азотной кислоты с металлами и неметаллами

При взаимодействии азотной кислоты с металлами водород, как правило, не выделяется: он окисляется, образуя воду. Кислота же, в зависимости от концентрации и активности металла, может восстанавливаться до соединений:

+5 +4 +3 +2 +1 0 -С -С

HNO₃ -> NO₂ -> HNO₂ -> NO -> NO -> N₂ -> NH₃ (NH₄NO₃).

Образуется также соль азотной кислоты. Ниже приведена схема взаимодействия азотной кислоты различной концентрации с металлами различной активности и продукты ее восстановления:

Рассмотрим, например, как будет реагировать концентрированная и разбавленная азотная кислота с серебром.

Согласно схеме, концентрированная азотная кислота с тяжелыми металлами¹ должна восстанавливаться до NO₂; кроме того, будут образовываться Н₂О и соль AgNO₃. Запишем схему реакции:

             +5 +1 +4

Ag + HNO₃ (конц.) -> AgNO₃ + NO₂ + Н₂О.

¹ Определение тяжелых металлов см. § 12.2.

Коэффициенты в уравнении подбираем методом электронного баланса:

Разбавленная азотная кислота при взаимодействия с серебром (тяжелым металлом) восстанавливается до NO и образуются вода и соль АgNO₃:

0 +5 +1 +2

3Аg + 4HNO₃ (розв.) = 3АgNO₃ + NO + 2Н₂О;

Еще пример: довольно активный металл цинк в зависимости от концентрации азотной кислоты может восстанавливать ее до оксида азота(l) N₂O, свободного азота N₂ и даже до аммиака NH₃, который с избытком азотной кислоты дает нитрат аммония NH4NO₃. В последнем случае уравнения реакции следует записать так:

0 +5 +2 -С

4Zn + 10HNO₃ (очень розв.) = 4Zn (NO₃)₂ + NH₄NO₃ + ЗН₂О;

Следует иметь в виду, что концентрированная азотная кислота при обычной температуре не взаимодействует с алюминием, хромом и железом. Она переводит их в пассивное состояние (см. § 12.7).

Азотная кислота не реагирует с Pt, Rh, lr, И, Au. Платина и золото растворяются в “царской водке" - смеси 3 объемов концентрированной соляной кислоты и 1 объема концентрированной азотной кислоты.

Азотная кислота взаимодействует с многими неметаллами, окисляя их до соответствующих кислот. Например:

0 +6

S + 2НNO₃ = H₂SO₄ + 2NO;

0 +5

3Р + 5HNO₃ + 2Н₂О = 3 Н₃РО₄ + 5NO;

0 +3

В + 3НNО₃ = Н3ВО₃ + 3NO₂;

0 +4

С + 4HNO₃ = СО₂ + 2Н₂О + 4NO₂.

Она также взаимодействует с органическими соединениями. Нітруванням последних добывают взрывчатые вещества, органические красители, лекарства.