Уравнение натрий и азотная кислота

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:

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.

Азотная кислота. Примеры задач с объяснениями. Часть 2.

Данный урок является продолжением объяснения решения задач с азотной кислотой.

Задания 30 и 31 из ФИПИ относятся к разряду средней сложности, и при их выполнении необходимо знать принцип решения окислительно- восстановительных реакций и химических свойств основных классов неорганических веществ.

Задача 1:

Для выполнения заданий 30 и 31 используйте следующий перечень веществ:

гидроксид натрия, гидрокарбонат натрия, сероводород, хлорид бария, азотная кислота.

Допустимо использование водных растворов веществ.

Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми может протекать окислительно-восстановительная реакция.

В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель в этой реакции.

Решение:

Задания такого типа погружают в ужас только с первого взгляда; на самом деле все решается достаточно тривиально, нужно просто вспомнить обычные химические свойства классов веществ.

Итак, сначала смотрим, какие вещества даны в этом задании: щелочь (NaOH), кислая соль (NaHCO₃ ), сероводород (H₂S), средняя соль (BaCl₂) и азотная кислота (HNO₃).

Учитывая, что ты уже знаешь химические свойства азотной кислоты, можем начать с нее; из перечисленных веществ она реагирует с гидроксидом натрия, гидрокарбонатом натрия, сероводородом, а с хлоридом бария реакция не идет, и ты знаешь почему,- продукты этого химического взаимодействия растворимы, значит, этот вариант нам не подходит.

Теперь нужно записать возможные реакции:

Разбор: азотная кислота + гидроксид натрия = нитрат натрия и вода; — это типичная обменная реакция между кислотой и основанием, с получением соли и воды, которая также называется реакцией нейтрализации, здесь процессов окисления и восстановления нет.

Вторая реакция между азотной кислотой и гидрокарбонатом натрия; нужно помнить всегда, что при взаимодействии кислоты и соли должны образоваться либо осадок, либо газ, либо вода, иначе, ничего не выйдет; в нашем случае образуется угольная кислота, которая неустойчива и распадается на углекислый газ и воду, но, и здесь также обменная реакция, которую нельзя отнести к ОВР.

Последняя реакция: азотная кислота + сероводород = серная кислота + оксид азота + вода.

Эту реакцию ты знаешь по уроку «Азотная кислота», где изучали химические свойства HNO₃ при взаимодействии с другими кислотами, в частности, с H₂S (разб.) происходит окисление серы до H₂SO₄ , а также восстановление азота.

Поэтому, нам подходит именно эта реакция, которую и нужно расписать в виде ОВР.

Исходя из уравнения, перед азотом ставим коэффициент 8, перед серой 1:

азот уравнен, сера уравнена, теперь считаем водород : до стрелки 10 моль, после — 4, значит, нужно поставить коэффициент 4 перед H₂O, далее уравниваем кислород — до и после стрелки его по 24 атома, значит, реакция уравнена:

Теперь последний штрих: необходимо записать какой элемент является окислителем, какой восстановителем:

Азот в степени окисления +5 (азотная кислота — HNO₃ ) является окислителем,

Сера в степени окисления -2 (сероводород — H₂S ) является восстановителем.

Задача 2:

Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми может протекать реакция ионного обмена. Запишите молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения только одной из возможных реакций: гидроксид натрия, гидрокарбонат натрия, сероводород, хлорид бария, азотная кислота.

Решение:

Достаточно редко выпадает такой красивый перечень веществ, где практически все реагируют друг с другом.

В данном задании мы видим одно основание, две соли, две кислоты, — можно составить любую реакцию, например, гидроксид натрия и азотная кислота:

Или взаимодействие NaOH с сероводородом (только если оба разбавленные):

Также вероятна реакция между гидрокарбонатом натрия и азотной кислотой (разб.):

Однако, мы не ищем легких путей, и разберем самую мало очевидную реакцию — между гидрокарбонатом натрия и гидроксидом натрия:

Всегда уравнивай любую реакцию! Будет обидно, если из — за одного недостающего коэффициента тебе снизят балл.

В данном случае уравнивать не нужно, поэтому сразу приступим к написанию полного ионного уравнения (молекулярное уравнение мы уже записали, см. выше):

В продолжение этого задания нужно сократить одинаковые ионы до и после стрелки:

Теперь нужно записать сокращенное ионное уравнение этой реакции (списать то, что осталось):

Окончательный вид этого задания, как ты будешь писать на экзамене:

На этом все, задача решена.

Сегодня мы разбирали два задания из части 2 ФИПИ 2019 года, каждое из которых оценивается в 2 балла; я думаю, эти задачи не сложные, тем более, ты знаешь, по какому принципу их решать.