Химические свойства

Азотная кислота – очень реакционноспособное вещество.

Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот; в разбавленных растворах она полностью распадается на ионы Н+ и NO3.

Характерным свойством азотной кислоты является ее ярко выраженная окислительная способность. Азотная кислота – один из энергичнейших окислителей.

I.Азотная кислота как сильная кислота проявляет все общие свойства кислот

1. с оксидами металлов

2HNO3 + CuO = Cu(NO3)2 + H2O

2. c основаниями и амфотерными гидроксидами

2HNO3 + Cu(OH)2 = Cu(NO3)2 + 2H2O

3. c cолями более слабых кислот

2HNO3 + CaCO3 = Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O

4. с аммиаком

HNO3 + NH3 = NH4NO3

II. Отличие азотной кислоты от других кислот

1. При взаимодействии HNO3 с металлами практически никогда не выделяется H2, так как ионы Н+ кислоты не участвуют в окислении металлов.

2. Вместо ионов Н+ окисляющее действие оказывают анионы NO3-

3. HNO3 способна растворять не только металлы, расположенные в ряду активности левее водорода, но и малоактивные металлы – Cu, Ag, Hg. В смеси с HCl растворяет также Au, Pt.

III. HNO3 – очень сильный окислитель.

Степень окисленности азота в азотной кислоте равна +5. Выступая в качестве окислителя, НNO3 может восстанавливаться до различных продуктов:

+4 +3 +2 +1 0 -3

NO2 N2O3 NO N2O N2 NH4NO3

Какое из этих веществ образуется, т.е. насколько глубоко восстанавливается азотная кислота в том или ином случае, зависит от природы восстановителя и от условий реакции, прежде всего от концентрации кислоты. Чем выше концентрации НNO3, тем менее глубоко она восстанавливается. При реакциях с концентрированной кислотой чаще всего выделяется NO2. При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с малоактивными металлами, например с медью, выделяется NO. В случае более активных металлов – железа, цинка, - образуется N2O. Сильно разбавленная азотная кислота взаимодействует с активными металлами – цинком, магнием, алюминием – с образованием иона аммония, дающего нитрат аммония. Обычно одновременно образуются несколько продуктов.

 

1. Окисление металлов

Азотная кислота действует почти на все металлы (за исключением золота, платины, тантала, родия и иридия), превращая их в нитраты:

Cu + НNO3(концентр.) → Cu(NO3)2 + NO2↑ + H2O

Cu + НNO3(разбавл.) → Cu(NO3)2 + NO↑ + H2O

Mg + НNO3(разбавл.) → Mg(NO3)2 + N2O↑ + H2O

Zn + НNO3(очень разбавл.) → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

2. Окисление неметаллов

Многие неметаллы легко окисляются ею, превращаясь в соответствующие кислоты. Так, сера при кипячении с азотной кислотой постепенно окисляется в серную кислоту, фосфор – в фосфорную.

S + 6 НNO3 = H2SO4 + 6 NO2 ↑ + 2 H2O

3 P + 5 НNO3 + 2 H2O = 3 H3PO4 + 5 NO↑

3. Окисление сложных веществ

Особенно важными являются реакции окисления сульфидов некоторых металлов, которые не растворяются в других кислотах. Примеры:

8HNO3 + PbS = 8NO2↑ + PbSO4 + 4H2O

22HNO3 + 3Cu2S = 10NO↑ + 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 8H2O

4. Пассивация металлов

Концентрированная НNO3 пассивирует металлы. Еще Ломоносов открыл, что железо, легко растворяющееся в разбавленной азотной кислоте , не растворяется в холодной концентрированной НNO3. Позже было установлено, что аналогичное действие азотная кислота оказывает на хром и алюминий. Эти металлы переходят под действием концентрированной азотной кислоты в пассивное состояние.

5. Разложение азотной кислоты

При хранении на свету, и особенно при нагревании, молекулы HNO3 разлагаются за счет внутримолекулярного окисления-восстановления:

4HNO3 = 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O

Выделяется красно-бурый ядовитый газ NO2, который усиливает агрессивно-окислительные свойства азотной кислоты.