РАЗДЕЛ II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

9. Неметаллические элементы и их соединения. Неметаллы

9.4. Элементы VA группы

9.4.6. Азотная кислота

Азотная кислота HNO₃ - одна из важнейших неорганических кислот. Связи между атомами в молекуле кислоты полярные ковалентные. Азот в нитратной кислоте проявляет свою максимальную валентность - IV, а степень окисления Азота наивысший для этого элемента и составляет +5. Азотная кислота имеет молекулярное строение. Структурная формула:

В молекуле азотной кислоты атом Азота образует четыре ковалентные связи: три из них образуются по обменному механизму, а еще один - по донорно-акцепторным. Атом Азота - донор, потому что отдает свою неразделенную электронную пару одному из атомов Кислорода, который предоставляет свободную p-орбиталь (акцептор).

Физические свойства азотной кислоты

Химически чистая азотная кислота при стандартных условиях - бесцветная жидкость с характерным запахом. Техническая кислота имеет желтоватый цвет, потому что при ее частичном расписании на свете образуется бурый NO₂, который растворяется в кислоте.

Азотная кислота является леткою, на воздухе «дымит» - ее пара образует с влажным воздухом капельки тумана. Температура кипения при нормальном давлении составляет +83 °С, при температуре -42 °С кислота переходит в кристаллическое состояние. С водой смешивается в любых соотношениях.

Добывания азотной кислоты

В лаборатории кислоту получают действием на ее кристаллические соли концентрированной серной кислотой при нагревании:

В промышленности нитратную кислоту добывают аммиачным способом в три стадии:

1) каталитическое окисление аммиака с использованием платинового катализатора:

2) окисления нитроген(II) оксида кислородом воздуха до NO₂:

3) поглощение нитроген(ИV) оксида водой при наличии избытка кислорода:

Получают кислоту с массовой долей HNO₃ 40-60 %. Более концентрированную кислоту с массовой долей кислоты 96-98 % получают перегонкой смеси H₂SO₄ и разбавленной HNO₃.

Химические свойства азотной кислоты

Азотная кислота принадлежит к числу сильных одноосновных кислот. В разбавленных растворах она почти полностью диссоциирует на ионы:

Для нее характерны общие свойства кислот, за исключением реакций с металлами.

1. Общие свойства кислот:

а) взаимодействует с амфотерными и основными оксидами:

б) взаимодействует с основаниями:

Если основа багатокислотна, то возможно образование основное солей:

в) взаимодействует с солями слабых кислот:

2. Азотная кислота разлагается на свету или при нагревании:

3. Азотная кислота проявляет сильные окислительные свойства. Они обусловлены высочайшей степенью окисления Азота - +5. Восстановление кислоты может происходить до оксидов (NO₂, NO, N₂O), азота N₂ и аммоний нитрата NH₄NO₃.

а) взаимодействие с металлами - азотная кислота как сильный окислитель взаимодействует почти со всеми металлами, но водород при этом никогда не выделяется.

Концентрированная азотная кислота при стандартных условиях не действует на Fe, Сr, Al, Pt, Au, Иr, И:

С щелочными и лужноземельними металлами разбавленная азотная кислота восстанавливается до аммоний нитрата NH4NO3, а концентрированная - до нитроген(И) оксида N₂O:

Реагирует с алюминием при нагревании:

С малоактивними металлами (Ag, Cu, Hg) разбавленная азотная кислота восстанавливается до нитроген(II) оксида NO, а концентрированная - до нитроген(ИV) оксида NO₂:

б) взаимодействие с неметаллами - азотная кислота окисляет неметаллы к их высшей степени окисления. Так, окисляет серу до серной кислоты (степень окисления Серы - +6), фосфор - до ортофосфатной кислоты (степень окисления Фосфора становится +5), углерод - в карбон(ИV) оксида (степень окисления Углерода - +4):

в) взаимодействие со сложными неорганическими веществами, которые проявляют восстановительные свойства:

Применение азотной кислоты

Нитратную кислоту применяют в производстве красителей, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ, пластмасс, искусственных волокон, кино - и фотопленки, азотных удобрений, как окислитель в реактивных двигателях, в металлургии для растворения металлов и очистки их поверхности от оксидов.

______________________________________________________________

¹ Концентрированной сульфантою кислотой обычно называют водный раствор HNO₃ с концентрацией 63-65 %.