Получение

N2O5 – получают из азотной кислоты обезвоживанием ее фосфорным ан-

гидридом или окислением NO2 озоном, а нитрата серебра - хлором:

2 НNO3 + Р2О5 = N2O5 + 2 НРО3

N2O4 + О3 = N2O5 + О2

4 AgNO3 + 2 С12 = 4 AgС1 + 2 N2O5 + О2

Mr = 108, 01; d(т) = 1, 642; tпл = 41◦ C (p).

1. 2N2O5τ −−→ 4NO2 +O2 (20–50◦ C).

2. N2O5 +H2O = 2HNO3.

3. N2O5 + 2NaOH(разб.)= 2NaNO3 +H2O.

4. N2O5 + 2(NH3 · H2O)[разб.]= 2NH4NO3 +H2O.

5. N2O5 +H2O2(безводн.)= HNO3 + HNO4 [точнее, HNO2(O2− 2 )] (−80◦ C).

6. N2O5(ж) + 2NH3 = H2O+2(NO2)NH2 (амид нитроила).

7. 3N2O5 +Al2O3 = 2Al(NO3)3 (35–40◦ C).

8. N2O5 + 5Cu = 5CuO + N2 (500◦ C).

9. N2O5 +HClO4(безводн.)= (NO+2 )ClO4 + HNO3.

10. N2O5(ж) NO+2 +NO−3 , N2O5(т) N2O5(г) (до 32◦ C).

Свойства азотной кислоты. НNO3 – бесцветная, дымящая на воздухе

жидкость, неограниченно смешивающаяся с водой. Очень опасное веще-

ство, ее пары сильно ядовиты и подобно оксидам азота имеют "замедлен-

ное действие". Попадание концентрированной НNO3 на кожу приводит к

тяжелым ожогам. Концентрированная кислота имеет обычно бурую окра-

ску из-за происходящего на свету процесса разложения:

4 НNO3 = 4 NO2 + 2 H2O + О2

Так же распадается НNO3 и при нагревании.

В промышленности азотную кислоту синтезируют в три этапа:

t, кат-р + О2 Н2О + О2

NH3 = NO = NO2 = НNO3

При производстве азотной кислоты образуются нитрозные газы, пред-

ставляющие собой смесь оксидов азота: NO, N2O, N2O3, N2O4. При контак-

те этих с влажной поверхностью легких образуются азотистая и азотная68

кислоты, поражающие легкие, что приводит к отеку и сложным расстрой-

ствам. Кроме того, в крови образуются нитриты и нитраты. Под воздейст-

вием нитритов гемоглобин теряет способность связывать и переносить ки-

слород, таким образом, нитриты вызывают кислородную недостаточность.

В то же время в очень небольших количествах некоторые неорганические

нитриты(NаNO2) и органические нитраты (нитроглицерин) улучшают ко-

ронарное кровообращение и применяются для профилактики при ишеми-

ческой болезни сердца и снятия приступов стенокардии.

В лаборатории азотную кислоту получают по реакции при слабом нагре-

вании:

NaNO3 + H2SO4 (конц.)=НNO3↑ + NaHSO4

НNO3 – сильная кислота, соли азотной кислоты гидролизу не подверга-

ются: НNO3 = Н + + NO3-

Азотная кислота – достаточно сильный окислитель. Продуктами вос-

становления одновременно могут быть: NO2, NO2-, NO, N2O, N2, NН4+.

Причем доля продуктов с низкими степенями окисления азота возрастает

по мере разбавления кислоты и активности восстановителя. Запись уравне-

ний окислительно-восстановительных реакций с НNO3 условна, так как

указывают только один продукт восстановления, который преобладает при

данных условиях протекания реакции.

Азотная кислота взаимодействует со многими неметаллами:

3 Р + 5 НNO3 (конц.) + 2 Н2О → 3 Н3РО4 + 5 NO

3 С + 4 НNO3 (конц.)→ 3 СО2 + 4 NO + 2 Н2О

Au, Pt, Rh, Ir – не взаимодействуют с НNO3, Fe, Al, Со, Ni, Cr, Be – пас-

сивируются азотной концентрированной кислотой в результате образова-

ния плотной оксидной пленки.

Взаимодействие НNO3 с малоактивными металлами:

3 Ag + 4 НNO3 (разб.)= 3 AgNO3 + NO + 2 Н2О

Ag + 2 НNO3 (конц.)= AgNO3 + NO2 + Н2О

Взаимодействие НNO3 с активными металлами:

4 Zn + 10 НNO3 (разб.) = 4 Zn(NO3)2 + N2O + 5 Н2О

4 Mg + 10 НNO3 (оч. разб.)= 4 Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3 Н2О

Взаимодействие "царской водки" с металлами (смесь концентрирован-

ных НNO3 и НС1 в соотношении 1 : 3)

НNO3 + 3 НС1 = С12 + 2 Н2О + NOС1

NOС1 = NO + ½ С12

"С1" в момент выделения состоит из атомов, это и обуславливает высо-

кую окислительную способность царской водки

3 Pt + 4НNO3 + 12 НС1 = PtС14 + 4 NO + 8 Н2О

PtС14 + 2 НС1 = Н2[PtС16]

Au + НNO3 + 3 НС1 = AuС13 + NO + 2 Н2О

AuС13 + НС1 = Н[AuС14] 69

Растворы солей азотистой и азотной кислот обладают незначительными

окислительными свойствами (с наиболее сильными восстановителями)

КNO2 + 2А1 + КОН + 5Н2О = NH3 + 2 К[A1(ОН)4](при нагревании)

3 КNO3 + 8 А1 + 5 КОН + 18 Н2О = 3 NH3 + 8 К[A1(ОН)4]

4 Zn + KNO3 + 7 KOH = 4 K2ZnO2 + NH3↑ + H2O

Свойства солей азотной кислоты. Соли азотной кислоты – нитраты –

белого цвета, хорошо растворимы в воде. Соли щелочных и щелочно-

земельных металлов называют селитрами.

Характер разложения солей зависит от металла, образующего данную соль:

1. Соли наиболее активных металлов (до магния)

2 КNO3 = 2 КNO2 + О2

На этом свойстве основано использование нитрата калия в пиротехнике

и для получения черного или дымного пороха, который представляет смесь

КNO3 , древесного угля и серы.

2 КNO3 + 3 С + S = К2S + 3 СО2 + N2

(могут еще образовываться К2SО4, К2СО3 - дым)

2.Соли металлов, расположенных в ряду напряжений правее магния вклю-

чая медь:

2 Mg(NO3)2 = 2 MgO + 4 NO2 + O2

3. Соли малоактивных металлов (правее меди):

2 AgNO3= 2 Ag + 2 NO2 + О2

4HNO3 4NO2 + 2H2O+O2↑ (комн., на свету).

2. HNO3 +H2O NO−3 +H3O+.

3. HNO3(разб.)+NaOH = NaNO3 +H2O,

HNO3(разб.)+NH3 · H2O = NH4NO3 +H2O.

4. 2HNO3(2–3%-я) + 8H0(Zn, разб. H2SO4) = NH4NO3 + 3H2O,

2HNO3(5%-я) + 8H0(Mg, разб. H2SO4) = N2O↑ +5H2O,

HNO3(30%-я) + 3H0(Zn, разб. H2SO4) = NO+2H2O,

HNO3(60%-я) + 2H0(Zn, разб. H2SO4) = HNO2 +H2O (кат. Pd).

5. 2HNO3(конц.)+Ag = AgNO3 +NO2↑ +H2O.

6. 8HNO3(разб.)+3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ +4H2O,

10HNO3(разб.)+4Mg = 4Mg(NO3)2 +N2O↑ +5H2O (примесь H2),

12HNO3(разб.)+5Sn τ −−→ 5Sn(NO3)2 +N2↑ +6H2O (примесь NO).

7. 30HNO3(оч. разб.)+8Al = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O (примесь H2).

8. 12HNO3(оч. разб.)+5Fe = 5Fe(NO3)2 +N2↑ +6H2O (0–10◦ C),

4HNO3(разб.)+Fe = Fe(NO3)3 +NO↑ +2H2O.

9. 4HNO3(конц., гор.)+Hg = Hg(NO3)2 + 2NO2↑ +2H2O,

8HNO3(разб., хол.)+6Hg = 3Hg2(NO3)2 + 2NO↑ +4H2O.

10. 4HNO3(конц.)+Ge τ −−→ GeO2↓ +4NO2↑ +2H2O.

11. 6HNO3(конц.)+S = H2SO4 + 6NO2↑ +2H2O (кип.),

5HNO3(конц.)+P(красн.)= H3PO4 + 5NO2↑ +H2O (кип.).

12. 10HNO3(конц., гор.)+I2 = 2HIO3 + 10NO2↑ +4H2O.

13. 2HNO3(разб.)+MgO = Mg(NO3)2 +H2O.

14. 2HNO3(разб.)+Cu(OH)2 = Cu(NO3)2 + 2H2O.

15. 4HNO3(конц.)+Na2[Zn(OH)4] = Zn(NO3)2 + 2NaNO3 + 4H2O,

2HNO3(разб.)+Na2[Zn(OH)4] = Zn(OH)2↓ +2NaNO3 + 2H2O.

16. 2HNO3 +Na2CO3 = 2NaNO3 +CO2↑ +H2O,

2HNO3(оч. разб.)+CaSO3 = Ca(NO3)2 +SO2↑ +H2O.

17. HNO3(конц.)+KF(т) = KNO3 +HF↑.

18. 3HNO3(разб.)+[Ag(NH3)2]OH = AgNO3 + 2NH4NO3 +H2O,

6HNO3(конц.)+[Ni(NH3)6](NO3)2 = Ni(NO3)2 + 6NH4NO3.

19. HNO3(конц.)+H2O2(конц.) HNO2(O2− 2 ) + H2O.

20. 2HNO3(конц., гор.)+SO2 = H2SO4 + 2NO2↑.

21. 2HNO3(конц.)+As2O3 + 2H2O = 2H3AsO4 +N2O3↑ (0◦ C),

4HNO3(конц.)+As2O3 +H2O = 2H3AsO4 + 4NO2↑ (кип.).

22. 6HNO3(60%-я) + HI = HIO3 + 6NO2↑ 3H2O (кип.),

4HNO3(конц.)+3KI(т) = K[I(I2)] + 2NO2↑ +2H2O+2KNO3 (комн.).

23. 2HNO3(разб., хол.)+3H(PH2O2) τ −−→ 3H2(PHO3) + 2NO↑ +H2O.

24. 4HNO3(конц.)+MCl2 =M(NO3)2 + 2HCl + NO2↑ +H2O (M= Fe, Cr).

25. 2HNO3(конц., хол.)+H2S(насыщ.) τ −−→ S↓ +2NO2 + 2H2O,

4HNO3(конц.)+Na2S = 2NaNO3 + 2NO2↑ +S↓ +2H2O,

8HNO3(конц.)+CuS(т) = CuSO4 + 8NO2↑ +4H2O (кип.).

26. HNO3(конц.)+Na(SO3NH2) = NaHSO4 + (NO+2 )NH−2 .

27. HNO3(конц.)+3HCl(конц.) (NO)Cl + 2Cl0 + 2H2O (комн.),

2HNO3(конц.)+6HCl(конц.)= 2NO↑ +3Cl2↑ +4H2O (100–150◦ C).

28. HNO3(конц.)+4HCl(конц.)+Au = H[AuCl4] +NO↑ +2H2O.

29. 4HNO3(конц.)+18HCl(конц.)+3Pt = 3H2[PtCl6] + 4NO↑ +8H2O.

30. 4HNO3(конц.)+18HF(конц.)+3Si = 3H2[SiF6] + 4NO↑ +8H2O,

2HNO3(конц., гор.)+4HF(конц.)+W τ −−→ H2[WO2F4] + 2NO↑ +2H2O.

31. 2HNO3(разб.)+3H2SO4(разб.)+6Hg = 2NO↑ +3Hg2SO4↓ +4H2O.

32. 2HNO3(конц.)+H2SO4(конц.)+2H2O электролиз

−−(−на−H−g-к−ат−од−е)→

(NH3OH)2SO4(катод) +

+3O2↑(анод) [до 15◦ C].

33. 4NO3(дымящ.)+P4O10 = 2N2O5 + 4HPO3 (в атмосфере O2 +O3).

34. HNO3(безводн.)+F2 = (NO2)OF + HF (комн.).

35. HNO3(безводн.)+HSO3Cl = (NO2)Cl↑ +H2SO4 (0◦ C).

36. HNO3(безводн.)+2HClO4(безводн.)= (NO+2 )ClO4+HClO4 ·H2O↓ (комн.).

37. HNO3(безводн., хол.)+2HF(ж) H2NO+3 +HF−2 ,

HNO3(безводн., гор.)+4HF(ж) H3O+ +NO+2 + 2HF−2 .