Axit nitric(HNO3)

Axit nitricHNO3Axit Nitric là một hợp chất hóa học có công thức hóa học HNO3, là một dung dịch nitrate hydrô axít nitric khan.. Nếu một dung dịch có hơn 86% axít nitric, nó được gọ là ax

Axit nitric(HNO3)

Axit Nitric là một hợp chất hóa học có công thức hóa học (HNO3), là một dung dịch nitrate hydrô (axít nitric khan) Nó là một chất axít độc và ăn mòn có thể dễ gây cháy Axit nitric tinh khiết không màu sắc còn nếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ của các ôxít niơ Nếu một dung dịch có hơn 86% axít nitric, nó được gọ là axít nitric bốc khói Axít nitric bốc khói có đặc trưng axít nitric bốc khói trắng và axít nitric bốc khói đỏ, tùy thuộc vào số lượng diôxít nitơ hiện diện

A/Lịch sử

Sự tổng hợp axít nitric đã được ghi nhận lần đầu vào khoảng năm 800 AD bởi một nhà giả kim người Ả Rập tên là Jabir ibn Hayyan

B/HNO3

I/Cấu tạo hóa học và 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 trong không khí

_d=1,52g/cm3,tos=84,1oC, tođđ = -41,6oC

_Tan trong nước với bất kì tỉ tệ tạo và khi chưng cất tạo ra một azeotrope một nồng độ 68% HNO3 và có nhiệt độ sôi ở 120,5°C tại áp suất 1 atm Có hai chất hydrate được biết đến; monohydrate (HNO3·H2O) và trihydrate (HNO3·3H2O)

Kém bền, dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sang và nhiệt

_Các đại lượng ở 25oC

+ Htt = -174,1KJ/mol

+So + 155,49J/mol.độ

Gtt = -80,76KJ/mol

II/Tính chất hóa học

_Trong dung môi có khả năng cho proton kém hơn, HNO3 phân li:

HNO3 + H2O  H3O+ + NO3

-_Phân tử HNO3

+N có số oxi hóa +5

+Trong dung môi, NO3- oxi hóa mạnh hơn nhiều so với H3O+

+Kém bền

 có tính oxi hóa rất mạnh

Thể hiện qua các điện cực sau:

NO3- + 2H+ + e  NO2 + H2O Eo = +0,8V

NO3- + 3H+ + 2e  HNO2 + H2O Eo = +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 là 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 và phi kim:

_Tác dụng hầu hết kim loại(trừ Au, Pt, Rh, Ta và Ir)

_Sản phẩm phụ thuộc nồng độ axit, to và bản 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 các phi kim:I2, S, P, C, As… , đưa chúng lên số oxi hóa dương cao nhất,HNO3 bị khử đến NO2 hoặc 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 bởi HNO3 đặc, nguội

_Hỗn hợp cường toan(cường thủy): HNO3=1:3 hòa tan được 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 được cả HCl: 2HNO3 + 6 HCl = 2NO + 3Cl2 + 4H2O

_Tác dụng mạnh với các hợp chất hữu cơ: nhựa thông, mùn cưa nóng

_Tốc độ phản ứng oxi hóa của NO- 3 ta8ng theo pH, nhiệt độ và thời gian CO nhờ tác dụng xúc tác của các sản phẩm trung gian: NO2 , HNO2

_HNO3 có khả năng thay thế H trong hợp chất hữu cơ bằng NO2+ bằng phản ứng Nitro hóa, phản ứng dễ dàng khi có mặt H2SO4

III/Điều chế và sản xuất HNO3

+ 3NO2+  3H+ +

NO2

NO2

NO2

a/Trong phòng thí nghiệm: Từ KNO3 (hoặc Cu(NO3)2) tác dụng với H2SO4 96% và chưng cất hỗn hợp này ở 83oC Đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng Potassium hyrogen sunfat (KHSO4)

H2SO4 + KNO3 120-170oC KHSO4 + HNO3

b/ Trong công nghiệp:

O2 KK

Pt (10% Rh)

3-8 atm

800-900oC

Làm nguội NO, kết hợp O2 KK NO2 rồi hòa tan NO2 vào H2O

2NO2 + O2  2NO2

3NO2 + H2O 2HNO3 + NO

Chưng cất HNO3 khi có mặt H2SO4 đặc

_Ngoài ra, có thể tổng hợp HNO3 bốc khói từ N2O lỏng trong nồi áp suất = thép mạ nhôm:

2N2O4 + O2 + 2H2O  4HNO3

Ứng dụng:

_Thuốc khử trong phòng thí nghiệm

_Được sử dụng làm thuốc nổ: nitroglycerin, trinitro toluene(TNT)

_Phân bón

_Trong kĩ thuật ICP-MS và ICP-AES, HNO3 (nồng độ 0.5%2%) được làm chất nền để xác định dấu vết của kim loại trong các dung dịch

_Và chất oxi hóa trong nhiên liệu lỏng tên lửa được dung làm chất khử màu (coloro metric test) đễ phân biệt heroin và morphine

Nguy hiểm: HNO3 là chất axit mạnh, phản ứng với các chất: cyanit và bột kim loại gây

nổ Các phản ứng với nhiều hợp chất vô cơ: turpentine rất mãnh liệt và tự bốc cháy HNO3 đặc làm cho da người chuyển qua vàng do phản ứng với protein keratin