Реферат: Азотная кислота

Содержание

1. Азотная кислота стр.3

2. Окислительные свойства азотнойкислоты стр. 3

3. Нитраты стр.6

4. Промышленное получение азотнойкислоты стр. 7

5. Круговорот азоты в природе стр. 8

6.Библиография стр.10

1. Азотная кислота.Чистаяазотная кислота HNO<img src="/cache/referats/2925/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">—бесцветная жидкость плотностью 1,51 г/см<img src="/cache/referats/2925/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> при — 42 °С застывающая в прозрачную кристаллическую массу. Навоздухе она, подобно концентрированной солянойкислоте, «дымит», так как пары ее образуют с 'влагойвоздуха мелкие капельки тумана,

Азотнаякислота не отличается прочностью, Уже под влияниемсвета она постепенно разлагается:

Чем выше температура и чем концентрированнее кислота, тембыстрее идет разложение. Выделяющийся диоксид азотарастворяется в кислоте и придает ей бурую окраску.

Азотнаякислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот; в разбавленных растворахона полностью распадается на ионы Н<img src="/cache/referats/2925/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028"> и- NO<img src="/cache/referats/2925/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">.

2. Окислительные свойства азотнойкислоты.Характерным свойством азотнойкислоты является ее ярко выраженная окислительная способность. Азотная кислота—один из энергичнейших окислителей. Многие неметаллы легкоокисляются ею, превращаясь в соответствующиекислоты. Так, сера при кипячении с азотной кислотойпостепенно окисляется в серную кислоту, фосфор — в фосфорную. Тлеющий уголек,погруженный в концентрированную HNO<img src="/cache/referats/2925/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1030">, ярко разгорается.

Азотнаякислота действует почти на все металлы (за исключениемзолота, платины, тантала, родия, иридия), превращаяих в нитраты, а некоторые металлы—в оксиды.

КонцентрированнаяHNO<img src="/cache/referats/2925/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> пассивирует некоторые металлы.Еще Ломоносов открыл, что железо, легко растворяющееся в разбавленной азотной кислоте, не растворяется вхолодной концентрированной HNO<img src="/cache/referats/2925/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1032">. Позже было установлено, что аналогичное действие азотная кислота оказывает на хром иалюминий. Эти металлы переходят под действием концентрированной азотной кислоты в пассивноесостояние.

Степеньокисленности азота в азотной кислоте равна 4-5. Выступая в качествеокислителя, НNО<img src="/cache/referats/2925/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> можетвосстанавливаться до различных продуктов:

Какоеиз этих веществ образуется, т. е. насколько глубоковосстанавливается азотная кислота в том или иномслучае, зависит от природы восстановителя и отусловий реакции, прежде всего от концентрации кислоты. Чем выше концентрацииHNO<img src="/cache/referats/2925/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1035">, тем менее глубоко она восстанавливается. Приреакциях с концентрированной кислотой чаще всеговыделяется <img src="/cache/referats/2925/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1036">. При взаимодействииразбавленной азотной кислоты с малоактивными металлами, например, с медью,выделяется NO. В случае болееактивных металлов — железа, цинка, — образуется<img src="/cache/referats/2925/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1037">. Сильно разбавленная азотная кислотавзаимодействует с активными металлами—--цинком,магнием, алюминием -— с образованием иона аммония, дающего с кислотой нитратаммония. Обычно одновременно образуются несколько продуктов.

Дляиллюстрации приведем схемы реакций окисления некоторых металлов азотнойкислотой;

Придействии азотной кислоты на металлы водород, какправило, не выделяется.

Приокислении неметаллов концентрированная азотная кислота, как и в случаеметаллов, восстанавливается до <img src="/cache/referats/2925/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1039">, например

Более разбавленная кислота обычно восстанавливается до NO,например:

Приведенные схемы иллюстрируют наиболее типичные случаивзаимодействия азотной кислоты с металлами и неметаллами. Вообще же,окислительно-восстановительные реакции, идущие с участием <img src="/cache/referats/2925/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1042">, протекают сложно.

Смесь,состоящая из1 объема азотной и 3—4 объемов концентрированной соляной кислоты,называется царской водкой. Царскаяводка растворяет некоторые металлы, не взаимодействующиес азотной кислотой, в томчисле и «царя металлов»—золото. Действие ее объясняетсятем, что азотная кислота окисляет соляную с выделением свободного хлора и образованием хлороксидаазота(III),или хлорида нитрозила, <img src="/cache/referats/2925/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1043">:

Хлорид нитрозила являетсяпромежуточным продуктом реакции и разлагается:

Хлор в момент выделениясостоит из атомов, что и обусловливает высокуюокислительную способность царской водки. Реакцииокисления золота и платиныпротекают в основном согласно следующим уравнениям.

Сизбытком соляной кислоты хлорид золота(III) и хлорид платины (IV) образуюткомплексные соединения <img src="/cache/referats/2925/image041.gif" v:shapes="_x0000_i1047">

На многиеорганические вещества азотная кислота действует так, что один или несколько атомов водорода в молекуле органическогосоединения замещаются нитрогруппами <img src="/cache/referats/2925/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1048">. Этот процесс называется нитрованиеми имеет большое значение в органической химии.

Азотнаякислота — одно из важнейших соединений азота: в больших количествах онарасходуется в производстве,азотных удобрений, взрывчатых веществ иорганических красителей, служит окислителем вомногих химических процессах, используется впроизводстве серной кислоты по нитрозному способу,применяется для изготовления целлюлозных лаков, кинопленки.

3. Нитраты.Солиазотной кислоты называются нитратами. Все они хорошо растворяются в воде, апри нагревании разлагаются с выделением кислорода. При этом нитраты наиболееактивных металлов переходят в нитриты:

Нитраты большинства остальных металлов при нагревании распадаются на оксид металла, кислород и диоксидазота. Например:

Наконец, нитраты наименее активных металлов (например, серебра, золота) разлагаются при нагревании до свободного металла:

Легко отщепляя кислород, нитраты при высокой температуре являютсяэнергичными окислителями. Их водные растворы, напротив,почти не проявляют окислительных свойств.

Наиболееважное значение имеют нитраты натрия, калия, аммония и кальция, которые напрактике называются селитрами.

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Нитрат натрия

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> <img src="/cache/referats/2925/image049.gif" v:shapes="_x0000_i1052">или натриеваяселитра, иногда называемая также чилийскойселитрой, встречается вбольшом количестве в природе только в Чили.

Нитраткалия<img src="/cache/referats/2925/image051.gif" v:shapes="_x0000_i1053">,или калийная селитра, в небольших количествахтакже встречается в природе, но главным образом получается искусственно привзаимодействии нитрата натрия с хлоридом калия.

Обе эти соли используются в качестве удобрений, причем нитраткалия содержит два необходимых растениям элемента: азот и калий. Нитраты натрия и калияприменяются также при стекловарении и в пищевой промышленности дляконсервирования продуктов.

Нитраткальция<img src="/cache/referats/2925/image053.gif" v:shapes="_x0000_i1054">или кальциеваяселитра, получается в больших количествах нейтрализацией азотной кислотыизвестью; применяется как удобрение.

4. Промышленное получение азотнойкислоты.Современные промышленные способы получения азотной кислотыоснованы на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха. При« описаниисвойств аммиака было указано, что он горит в кислороде, причём продуктамиреакции являются вода и свободный азот. Но в присутствии катализаторов — окисление аммиака кислородом может протекать иначе. Если пропускать смесь аммиакас воздухом над катализатором, то при 750 °С и определенном составе смесипроисходит почти полное превращение

Образовавшийся <img src="/cache/referats/2925/image057.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> легко переходитв<img src="/cache/referats/2925/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1057">, который с водой в присутствии кислорода воздуха даетазотную кислоту.

Вкачестве катализаторов при окислении аммиака используют сплавы на основеплатины.

Получаемаяокислением аммиака азотная кислота имеет концентрацию, не превышающую 60%. Принеобходимости ее концентрируют,

Промышленностью выпускается разбавленная азотная кислотаконцентрацией 55, 47 и 45%, а концентрированная—98 и 97%, Концентрированнуюкислоту перевозят в алюминиевых цистернах, разбавленную — в цистернах изкислотоупорной стали.

5.Круговорот азота в природе.При гниении органических веществзначительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, которыйпод влиянием живущих в почве нитрифицирующих бактерий окисляется затем вазотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почвекарбонатами, например с карбонатом кальция<img src="/cache/referats/2925/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1058">, образует нитраты:

Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении всвободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горенииорганических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того,существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отниматькислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельностьэтих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступнойдля зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот).Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений,возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.

Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должнабыла бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе несуществовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятсяпрежде всего происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегдаобразуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотнуюкислоту, превращающуюся в почве в нитраты. 'Другим источником пополненияазотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий,способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются накорнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий —«клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферныйазот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, арастения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложныевещества.

Такимобразом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно сурожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, напримерзерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в нейважнейших элементов питания растений.

Изучениевопросов питания растений и повышения урожайности последних путем примененияудобрений является предметом специальной отрасли химия, получившей названиеагрохимии. <span Tms Rmn",«serif»">

еще рефераты

Еще работы по химии

Реферат по химии

Реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду

Становление понятий о химическом элементе

15 Июля 2015

Реферат по химии

Технологические и экономические аспекты производства диметилового эфира терефталевой кислоты

29 Августа 2013