AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT I AXIT NITRIC Cấu tạo phân tử +5 H Công thức cấu tạo: O O N O Trong hợp chất HNO3, mức oxi hóa của N là +5 (cao nhất) Tính chất vật lý HNO3 tinh khiết là chất lỏng, không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, tan vô hạn trong nước. HNO3 tinh khiết, kém bền, dễ bị phân hủy bởi ánh sáng và nhiệt độ: t 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O Dung dịch HNO3 đặc để lâu có màu vàng nâu Tính chất hóa học HNO3 là chất axit mạnh và chất oxi hóa mạnh a Tính axit mạnh: Do ion H+ Trong dung dịch loãng, axit nitric phân ly hoàn toàn: HNO 3 H+ + NO 3 Làm quỳ tím hóa đỏ Tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối của axít yếu hơn: HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O Pt ion thu gọn: H+ + OH H2O 2HNO3 + CuO Cu(NO3)2 + H2O Pt ion thu gọn: 2H+ + CuO Cu2 + H2O 2HNO3 + CaCO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2 Pt ion thu gọn: 2H+ + CaCO3 Ca2++ H2O + CO2 b Tính oxi hóa mạnh: HNO3 thể hiện tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với các chất có tính khử. HNO3 oxi hóa các chất khử lên mức oxi hóa cao nhất. Sản phẩm khử là gì tùy thuộc vào nồng độ của axit, nhiệt độ và bản chất của chất khử. Tác dụng với kim loại: Trừ Au, Pt… M + HNO3 M(NO3)n + sản phẩm khử + H2O Lưu ý: M là Kim loại n là mức oxi hóa cao nhất của kim loại M Sản phẩm khử là gì tùy thuộc vào nồng độ axit, nhiệt độ và độ mạnh của kim loại +4 Khí N O2 (màu nâu đỏ) +2 Khí N O (không màu, hóa nâu nhanh trong không khí) +1 Khí N O (khí không màu, mùi dễ chịu (khí cười)) Khí N2 (không màu) 3 Muối tan N H4 NO3 Ví dụ +5 +4 +2 Cu + 4H N O3 (đ) Cu(NO3 )2 + 2 N O + 2H2 O +5 +2 +2 3Cu + 8H N O (l) 3Cu(NO )2 + 2 N O + 4H2 O Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc, nguội +5 +3 t 0C +2 Fe + 4H N O3 (d) Fe(NO )3 + N O + 2H2 O Kim loại tác dụng với axit nitric không giải phóng khí H2 Nước cường thủy (VHNO3 đặc:VHCl đặc = 1:3) hòa tan được cả Au và Pt Kim loại mạnh tác dụng với axit nitric loãng có thể cho các sản phẩm khử có mức oxi hóa thấp hơn như N2O, N2, NH4NO3. +5 +3 +1 8Al + 30H N O3 (l) 8Al(NO3 )3 + 3N2 O + 15H2 O +5 +2 3 4Zn + 10H N O3 (l) 4Zn(NO3 )2 + NH4 NO3 + 3H2 O Tác dụng với phi kim: Khi đun nóng, HNO3 đặc oxi hóa được C, S, P… t S + 6HNO3 đặc H2SO4 + 6NO2 + 2H2O t P + 5HNO3 đặc H3PO4 + 5NO2 + H2O Tác dụng với các hợp chất có tính khử khác: 3FeO + 10HNO3 loãng 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O FeO + 4HNO3 đặc Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 3FeCO 3 + 10HNO3 loãng 3 Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O Điều chế: a Trong phòng thí nghiệm: Đun hỗn hợp natri nitrat hay kali nitrat rắn với axit sunfuric đặc, hơi HNO3 thoát ra được dẫn vào bình làm lạnh và ngưng tụ ở đó. t NaNO3 rắn + H2SO4 đặc HNO3 + NaHSO4 b Trong công nghiệp: Có 3 giai đoạn, nguyên liệu là NH3 O2 H 2O NH3 oxi hóa NO oxi hóa NO2 HNO3 Axit HNO3 thu được có nồng độ 52 – 68%, muốn thu được HNO3 có nồng độ cao hơn 68% thì chưng cất với H2SO4 đặc , xt 4NH3 + 5O2 t 4NO + 6H2O 2NO2 2NO + O2 4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3 Ứng dụng HNO3 là một trong những hóa chất cơ bản quan trọng. Phần lớn HNO3 được dùng để sản xuất phân bón, thuốc nhuộm, dược phẩm… II MUỐI NITRAT Anion NO3 không màu. Muối nitrat dễ tan trong nước, điện ly hoàn toàn trong nước. Dễ hút ẩm nên dễ bị chảy rữa Tính chất hóa học Trong mối trường trung tính, ion NO3 không có tính oxi hóa Muối nitrat dễ mất oxi ở nhiệt độ cao: t Muối nitrat của kim loại mạnh (kali, natri…) Muối nitrit + O2 t 2KNO3 2KNO2 + O2 t Muối nitrat của magie, kẽm, sắt, chì, đồng… Oxit kim loại + NO2 + O2 t0 2Mg(NO3)2 2MgO + 4NO2 + O2 t Muối nitrat của bạc, vàng, thủy ngân… Kim loại + NO2 + O2 t 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 Nhận biết ion NO3-: Trong môi trường axit, ion NO3 thể hiện tính oxi hóa giống như HNO3 Phương pháp nhận biết ion NO3 trong dung dịch: Cho ít vụn đồng kim loại và dung dịch H2SO4 loãng vào dung dịch rồi đun nhẹ. Hiện tượng: Dung dịch hóa xanh Có khí không màu bay ra hóa nâu nhanh trong không khí t 3Cu + 2NO3 + 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (dd màu xanh) 2NO + O2(không khí) 2NO2 (màu nâu đỏ) Ứng dụng: Các muối nitrat được sử dụng làm phân bón hóa học (phân đạm). Kali nitrat được dùng để chế tạo thuốc nổ đen.