Азотная кислота и нитрат натрия уравнение реакции

Нитрат натрия: способы получения и химические свойства

Нитрат натрия NaNO₃ — соль щелочного металла натрия и азотной кислоты. Белое вещество, весьма гигроскопичное, которое плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается.

Относительная молекулярная масса Mr = 84,99; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,266; t_пл = 306,5º C;

Способ получения

1. Нитрат натрия можно получить путем взаимодействия гидроксида натрия и разбавленной азотной кислоты, образуется нитрат натрия и вода:

2. В результате взаимодействия горячего гидроксида натрия, оксида азота (IV) и кислорода образуется нитрат натрия и вода:

3. В результате реакции между горячим гидроксидом натрия, оксидом натрия (IV) и кислородом, происходит образование нитрата натрия и воды:

4. При комнатной температуре, в результате взаимодействия оксида азота (IV) и натрия образуется нитрат натрия и газ оксид азота (II):

2NO₂ + Na = NO↑ + NaNO₃

5. При смешивании горячего пероксида водорода и нитрита азота происходит образование нитрата натрия и воды:

Качественная реакция

Качественная реакция на нитрат натрия — взаимодействие с медью при нагревании в присутствии концентрированной кислоты:

1. При взаимодействии с серной кислотой и медью, нитрат натрия образует сульфат натрия, нитрат меди, газ оксид азота и воду:

Химические свойства

1. Hитрат натрия разлагается при температуре 380–500º С с образованием нитрита натрия и кислорода:

2. Н итрат натрия может реагировать с простыми веществами :

2.1. Н итрат натрия реагирует со свинцом при температуре выше 350 ºС . При этом образуется нитрит натрия и оксид свинца:

NaNO₃ + Pb = NaNO₂ + PbO

2.2. Нитрат натрия реагирует при комнатной температуре с цинком и разбавленной хлороводородной кислотой с образованием нитрита натрия и воды:

Основные способов получения азотной кислоты

Задача 904.
Указать химические реакции, в результате которых из природных веществ получают в настоящее время азотную кислоту.
Решение:
а) Современные промышленные способы получения азотной кислоты основаны на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха. Аммиак получают фиксацией атмосферного азота водородом. Реакция между азотом и водородом протекает при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора:

Затем аммиак окисляют кислородом воздуха при нагревании и в присутствии катализатора:

Образовавшийся NO легко переходит в NO₂:

Оксид NO₂ с водой даёт азотную кислоту:

б) Существует способ получения азотной кислоты из селитры:

в) Существуют заводы, которые используют для получения азотной кислоты аммиак, как побочный продукт коксования каменного угля (газовая вода) и при карбидном получении аммиака:

Задача 905.
Почему при получении азотной кислоты из селитры необходимо брать концентрированную серную кислоту, а селитру — в виде твердого вещества? Почему реакционную смесь нельзя сильно нагревать?
Решение:
При получении азотной кислоты из селитры протекает реакция:

Из уравнения реакции следует, что образуется азотная кислота и сульфат натрия, которые в водном растворе будут полностью диссоциированы на ионы:

В водном растворе связывание ионов Н + и NO₃ – , Na + и SO₂ — не происходит, т. е. реакция обмена в водном растворе практически не происходит. Поэтому для получения азотной кислоты из селитры необходимо процесс проводить в неводном растворе или проводить процесс с твёрдой селитрой и безводной (концентрированной) серной кислотой.

Реакционную смесь нельзя сильно нагревать, потому что при нагревании селитра разлагается с образованием нитрита натрия и кислорода:

2NaNO₃ 2NaNO₂ + О₂↑

Образуемый при этом нитрит натриz разлагается на Na₂O, NO и NO₂:

2NaNO₂ Na₂O + NO + NO₂.

Нитраты. Нитриты

Задача 906.
Какова термическая устойчивость нитратов и нитритов? Что происходит при нагревании следующих солей: NaNO₂, Рb(NO₂)₂, NH₄NO₂, NaNO₃, Рb(NO₃)₂, АgNO₃, NH₄NO₃? Написать уравнения протекающих реакций.
Решение:
Соли азотистой кислоты – нитриты и соли азотной кислоты – нитраты термически неустойчивые соединения. Поэтому при нагревании они разлагаются:

а) При нагревании нитрита натрия происходит его расплавление:

NaNO₂(тв) NaNO₂(расплав).

б) При нагревании нитрита свинца образуются оксид свинца, оксид азота (I) и кислород:

2Pb(NO₂)₂ 2PbO↓ + 4NO↑ + O₂↑.

в) При нагревании нитрита аммония образуется молекулярный азот и пары воды:

NH₄NO₂ N₂↑ + 2H₂O

г) При нагревании нитрата натрия образуются нитрит натрия и кислород:

2NaNO₃ 2NaNO₂ + O₂↑.

д) При нагревании нитрата свинца (II) образуются оксид свинца (II), кислород и диоксид азота:

2Pb(NO₃)₂ 2PbO↓ + 4NO₂↑ + O₂↑.

е) При нагревании нитрата серебра образуются серебро, кислород и диоксид азота:

2AgNO₃ 2Ag↓ + 2NO₂↑ + O₂↑.

ж) При нагревании нитрата аммония образуются оксид азота (I), и вода:

NH₄NO₃ N₂O↑ + 2H₂O;

2NH₄NO₃ 2N₂↑ +O₂↑ + 4H₂O.

Азотная кислота

Азотная кислота является одной из самых сильных минеральных кислот, в концентрированном виде выделяет пары желтого цвета с резким запахом. За исключением золота и платины растворяет все металлы.

Применяют азотную кислоту для получения красителей, удобрений, органических нитропродуктов, серной и фосфорной кислот. В результате ожога азотной кислотой образуется сухой струп желто-зеленого цвета.

В промышленности азотную кислоту получают в результате окисления аммиака на платино-родиевых катализаторах.

Чистая азотная кислота впервые была получена действием на селитру концентрированной серной кислоты:

Является одноосновной сильной кислотой, вступает в реакции с основными оксидами, основаниями. С солями реагирует при условии выпадения осадка, выделения газа или образования слабого электролита.

При нагревании азотная кислота распадается. На свету (hv) также происходит подобная реакция, поэтому азотную кислоту следует хранить в темном месте.

Реакции с неметаллами

Азотная кислота способна окислить все неметаллы, при этом, если кислота концентрированная, азот обычно восстанавливается до NO₂, если разбавленная — до NO.

В любой концентрации азотная кислота проявляет свойства окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +5 до -3. На какой именно степени окисления остановится азот, зависит от активности металла и концентрации азотной кислоты.

Для малоактивных металлов (стоящих в ряду напряжений после водорода) реакция с концентрированной азотной кислотой происходит с образованием нитрата и преимущественно NO₂.

С разбавленной азотной кислотой газообразным продуктом преимущественно является NO.

В реакциях с металлами, стоящими левее водорода в ряду напряжений, возможны самые разные газообразные (и не газообразные) продукты: бурый газ NO₂, NO, N₂O, атмосферный газ N₂, NH₄NO₃.

Помните о закономерности: чем более разбавлена кислота и активен металл, тем сильнее восстанавливается азот. Ниже представлены реакции цинка с азотной кислотой в различных концентрациях.

Посмотрите на таблицу ниже, в которой также отражены изученные нами закономерности.

Концентрированная холодная азотная кислота пассивирует хром, железо, алюминий, никель, свинец и бериллий. Это происходит за счет оксидной пленки, которой покрыты данные металлы.

Al + HNO_3(конц.) ⇸ (реакция не идет)

При нагревании или амальгамировании (покрытие ртутью) перечисленных металлов реакция с азотной кислотой идет, так как оксидная пленка на поверхности металлов разрушается.

Соли азотной кислоты — нитраты NO₃ —

Получают нитраты в ходе реакции азотной кислоты с металлами, их оксидами и основаниями.

В реакциях с оксидами и основаниями газообразный продукт обычно не выделяется.

Нитрат аммония получают реакция аммиака с азотной кислотой.

Обратите внимание на следующую закономерность: концентрированная азотная кислота, как правило, окисляет железо и хром до +3. Разбавленная кислота — до +2.

Реакции с металлами, основаниями и кислотами

Как и для всех солей, из нитратов можно вытеснить металл другим более активным. Соли реагируют с основаниями и кислотами, если в результате реакции выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

Нитраты разлагаются в зависимости от активности металла, входящего в их состав.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.