Axit nitric(HNO3)

Axit nitric(HNO3) Axit Nitric hợp chất hóa học có công thức hóa học (HNO 3), dung dịch nitrate hydrô (axít nitric khan) Nó chất axít độc ăn mòn dễ gây cháy Axit nitric tinh khiết không màu sắc để lâu có màu vàng tích tụ ôxít niơ Nếu dung dịch có 86% axít nitric, gọ axít nitric bốc khói Axít nitric bốc khói có đặc trưng axít nitric bốc khói trắng axít nitric bốc khói đỏ, tùy thuộc vào số lượng diôxít nitơ diện A/Lịch sử Sự tổng hợp axít nitric ghi nhận lần đầu vào khoảng năm 800 AD nhà giả kim người Ả Rập tên Jabir ibn Hayyan B/HNO3 I/Cấu tạo hóa học tính chất vật lý a/Cấu tạo hóa học _Ở trạng thái hơi: Cấu tạo phẳng (Hình vẽ HNO3) b/Tính chất vật lý _Lỏng, không màu,bốc khói mạnh không khí _d=1,52g/cm3,tos=84,1oC, tođđ = -41,6oC _Tan nước với tỉ tệ tạo chưng cất tạo azeotrope nồng độ 68% HNO3 có nhiệt độ sôi 120,5°C áp suất atm Có hai chất hydrate biết đến; monohydrate (HNO3·H2O) trihydrate (HNO3·3H2O) Kém bền, dễ bị phân hủy tác dụng ánh sang nhiệt _Các đại lượng 25oC + Htt = -174,1KJ/mol +So + 155,49J/mol.độ Gtt = -80,76KJ/mol II/Tính chất hóa học _Trong dung môi có khả cho proton hơn, HNO phân li: HNO3 + H2O  H3O+ + NO3_Phân tử HNO3 +N có số oxi hóa +5 +Trong dung môi, NO3- oxi hóa mạnh nhiều so với H3O+ +Kém bền  có tính oxi hóa mạnh Thể qua điện cực sau: NO3- + 2H+ + e  NO2 + H2O Eo = +0,8V o NO3 + 3H+ + 2e  HNO2 + H2O E = +0,94V NO3- + 4H+ + 2e  NO + 2H2O Eo = +0,96V NO3- + 6H+ +5e  ½ N2 + 3H2O Eo = +1,25V NO3- + 10H+ +8e  NH4+ 3H2O Eo = +0,88V 1/Tính axit (do H3O+ qui định): Ka=28, pKa=-1,4 a/HNO3 axit mạnh, làm quỳ tím hóa hồng b/Tác dụng bazơ: HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2O 2HNO3 + Cu(OH)2  Cu(NO3)2 + 2H2O c/Tác dụng oxit bazơ HNO3 + CuO  Cu(NO3)2 + H2O 6HNO3 + Fe2O3 2Fe(NO3)3 + 3H2O d/Tác dụng dung dich muối 2HNO3 + Na2CO3  2NaNO3 + CO2 + H2O 2HNO3 + CaCO3  Ca(NO3)2 + CO2 + H2O 2/Tính oxi hóa(do NO- qui định): a/Kim loại phi kim: _Tác dụng hầu hết kim loại(trừ Au, Pt, Rh, Ta Ir) _Sản phẩm phụ thuộc nồng độ axit, to chất chất khử VD: Cu +HNO3(đặc)  Cu(NO3)3 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(l)  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 4Mg + 10HNO3(l)  4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O 4Zn + 10HNO3(rất loãng) 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O _Tác dụng với phi kim:I2, S, P, C, As… , đưa chúng lên số oxi hóa dương cao nhất,HNO3 bị khử đến NO2 NO 3I2 + 10HNO3  6HIO3 + 10NO + 2H2O 3P + 5HNO3 + H2O  3H3PO4 + 5NO S + 2HNO3(l) H2SO4 + 2NO S + 6HNO3(đặc)  H2SO4 + 6NO2 + 2H2O _Đặc biệt Fe,AL,Cr bị thụ động hóa HNO đặc, nguội _Hỗn hợp cường toan(cường thủy): HNO3=1:3 hòa tan Au,Pt 3Pt + 4HNO3 + 12HCl  3PtCl4 + 4NO + 8H2O PtCl4 + 12HCl  H2[PtCl6] b/Các hợp chất khác _Oxi hóa Fe2+ đến Fe3+, asnit thành asenat, sunfua thành sufat 6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3  3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O FeSO4 + NO  Fe[(NO)]SO4 PbS + 8HNO3 = PbSO4 + 8NO2 + 4H2O _HNO3 đặc oxi hóa HCl: 2HNO3 + HCl = 2NO + 3Cl2 + 4H2O _Tác dụng mạnh với hợp chất hữu cơ: nhựa thông, mùn cưa nóng _Tốc độ phản ứng oxi hóa NO-3 ta8ng theo pH, nhiệt độ thời gian CO nhờ tác dụng xúc tác sản phẩm trung gian: NO2 , HNO2 _HNO3 có khả thay H hợp chất hữu NO 2+ phản ứng Nitro hóa, phản ứng dễ dàng có mặt H2SO4 CH3 CH3 NO2 NO2 + 3NO2+  3H+ + NO2 III/Điều chế sản xuất HNO3 a/Trong phòng thí nghiệm: Từ KNO3 (hoặc Cu(NO3)2) tác dụng với H2SO4 96% chưng cất hỗn hợp 83oC Đến lại chất kết tinh màu trắng Potassium hyrogen sunfat (KHSO4) H2SO4 + KNO3 120-170oC KHSO4 + HNO3 b/ Trong công nghiệp: O2 KK NH3 NO 4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O Pt (10% Rh) 3-8 atm 800-900oC Làm nguội NO, kết hợp O2 KK NO2 hòa tan NO2 vào H2O 2NO2 + O2  2NO2 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO Chưng cất HNO3 có mặt H2SO4 đặc _Ngoài ra, tổng hợp HNO3 bốc khói từ N2O lỏng nồi áp suất = thép mạ nhôm: 2N2O4 + O2 + 2H2O  4HNO3 Ứng dụng: _Thuốc khử phòng thí nghiệm _Được sử dụng làm thuốc nổ: nitroglycerin, trinitro toluene(TNT) _Phân bón _Trong kĩ thuật ICP-MS ICP-AES, HNO3 (nồng độ 0.5%2%) làm chất để xác định dấu vết kim loại dung dịch _Và chất oxi hóa nhiên liệu lỏng tên lửa dung làm chất khử màu (coloro metric test) đễ phân biệt heroin morphine Nguy hiểm: HNO3 chất axit mạnh, phản ứng với chất: cyanit bột kim loại gây nổ Các phản ứng với nhiều hợp chất vô cơ: turpentine mãnh liệt tự bốc cháy HNO3 đặc làm cho da người chuyển qua vàng phản ứng với protein keratin  ... a/Kim loại phi kim: _Tác dụng hầu hết kim loại(trừ Au, Pt, Rh, Ta Ir) _Sản phẩm phụ thuộc nồng độ axit, to chất chất khử VD: Cu +HNO3(đặc)  Cu(NO3)3 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(l)  3Cu(NO3)2 + 2NO... lửa dung làm chất khử màu (coloro metric test) đễ phân biệt heroin morphine Nguy hiểm: HNO3 chất axit mạnh, phản ứng với chất: cyanit bột kim loại gây nổ Các phản ứng với nhiều hợp chất vô cơ: