აზოტის მჟავა HNO 3 არის უფერო სითხე, აქვს მკვეთრი სუნი და ადვილად აორთქლდება. კანთან შეხების შემთხვევაში აზოტის მჟავამ შეიძლება გამოიწვიოს მძიმე დამწვრობა (კანზე წარმოიქმნება დამახასიათებელი ყვითელი ლაქა, ის დაუყოვნებლივ უნდა დაიბანოთ დიდი რაოდენობით წყლით და შემდეგ გაანეიტრალოთ NaHCO 3 სოდით)
აზოტის მჟავა
მოლეკულური ფორმულა: HNO 3, B(N) = IV, C.O. (N) = +5
აზოტის ატომი აყალიბებს 3 ბმას ჟანგბადის ატომებთან გაცვლის მექანიზმით და 1 კავშირს დონორ-მიმღები მექანიზმით.
ფიზიკური თვისებები
უწყლო HNO 3 ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე არის უფერო აქროლადი სითხე სპეციფიკური სუნით (bp 82,6 "C).
კონცენტრირებულ "ამომწვრალ" HNO 3-ს აქვს წითელი ან ყვითელი ფერი, რადგან ის იშლება NO 2-ის გამოყოფით. აზოტის მჟავა შერეულია წყალთან ნებისმიერი თანაფარდობით.
როგორ მივიღოთ
I. სამრეწველო - 3-ეტაპიანი სინთეზი სქემის მიხედვით: NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3
ეტაპი 1: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
ეტაპი 2: 2NO + O 2 = 2NO 2
ეტაპი 3: 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3
II. ლაბორატორია - მარილის ხანგრძლივი გათბობა კონს. H2SO4:
2NaNO 3 (მყარი) + H 2 SO 4 (კონს.) = 2HNO 3 + Na 2 SO 4
Ba (NO 3) 2 (ტვ) + H 2 SO 4 (კონს.) = 2HNO 3 + BaSO 4
ქიმიური თვისებები
HNO 3, როგორც ძლიერი მჟავა, ავლენს მჟავების ყველა ზოგად თვისებას
HNO 3 → H + + NO 3 -
HNO 3 არის ძალიან რეაქტიული ნივთიერება. ქიმიურ რეაქციებში ის ვლინდება როგორც ძლიერი მჟავა და როგორც ძლიერი ჟანგვის აგენტი.
HNO 3 ურთიერთქმედებს:
ა) ლითონის ოქსიდებით 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O
ბ) ფუძეებით და ამფოტერული ჰიდროქსიდებით 2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O
გ) სუსტი მჟავების მარილებით 2HNO 3 + CaCO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
დ) ამიაკით HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO 3
განსხვავება HNO 3 და სხვა მჟავებს შორის
1. როდესაც HNO 3 ურთიერთქმედებს ლითონებთან, H 2 თითქმის არასოდეს გამოიყოფა, ვინაიდან მჟავის H + იონები არ მონაწილეობენ ლითონების დაჟანგვაში.
2. H + იონების ნაცვლად NO 3 - ანიონებს აქვთ ჟანგვის ეფექტი.
3. HNO 3-ს შეუძლია დაშალოს არა მხოლოდ ლითონები, რომლებიც მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ აქტივობის რიგში, არამედ დაბალაქტიური ლითონები - Cu, Ag, Hg. HCl-თან ნარევში ის ასევე ხსნის Au, Pt.
HNO 3 არის ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი
I. ლითონების დაჟანგვა:
HNO 3-ის ურთიერთქმედება: ა) დაბალი და საშუალო აქტივობით Me: 4HNO 3 (კონს.) + Сu = 2NO 2 + Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O
8HNO 3 (რაზბ.) + 3Сu \u003d 2NO + 3Cu (NO 3) 2 + 4H 2 O
ბ) აქტიური Me: 10HNO 3 (რაზბ.) + 4Zn \u003d N 2 O + 4Zn (NO 3) 2 + 5H 2 O
გ) ტუტე და ტუტე მიწით Me: 10HNO 3 (ძალიან განზავებული) + 4Са = NH 4 NO 3 + 4Ca (NO 3) 2 + 3H 2 O
ძალიან კონცენტრირებული HNO 3 ნორმალურ ტემპერატურაზე არ ხსნის ზოგიერთ ლითონს, მათ შორის Fe, Al, Cr.
II. არალითონების დაჟანგვა:
HNO 3 აჟანგებს P, S, C მათ უმაღლეს S.O.-მდე, ხოლო თავად მცირდება NO-მდე (HNO 3 განზავებული) ან NO 2-მდე (HNO 3 conc).
5HNO 3 + P \u003d 5NO 2 + H 3 PO 4 + H 2 O
2HNO 3 + S = 2NO + H 2 SO 4
III. რთული ნივთიერებების დაჟანგვა:
განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გარკვეული Me სულფიდების ჟანგვის რეაქციები, რომლებიც უხსნადია სხვა მჟავებში. მაგალითები:
8HNO 3 + PbS \u003d 8NO 2 + PbSO 4 + 4H 2 O
22HNO 3 + 3Сu 2 S \u003d 10NO + 6Cu (NO 3) 2 + 3H 2 SO 4 + 8H 2 O
HNO 3 - ნიტრატიზატორი ორგანული სინთეზის რეაქციებში
R-H + HO-NO 2 → R-NO 2 + H 2 O
C 2 H 6 + HNO 3 → C 2 H 5 NO 2 + H 2 O ნიტროეთანი
C 6 H 5 CH 3 + 3HNO 3 → C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 + ZH 2 O ტრინიტროტოლუოლი
C 6 H 5 OH + 3HNO 3 → C 6 H 5 (NO 2) 3 OH + ZH 2 O ტრინიტროფენოლი
HNO 3 ახდენს ალკოჰოლების ესტერიფიკაციას
R-OH + HO-NO 2 → R-O-NO 2 + H 2 O
C 3 H 5 (OH) 3 + 3HNO 3 → C 3 H 5 (ONO 2) 3 + ZH 2 O გლიცეროლის ტრინიტრატი
HNO 3-ის დაშლა
შუქზე შენახვისას და განსაკუთრებით გაცხელებისას, HNO 3 მოლეკულები იშლება ინტრამოლეკულური რედოქსის გამო:
4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O
გამოიყოფა წითელ-ყავისფერი მომწამვლელი აირი NO 2, რომელიც აძლიერებს HNO 3-ის აგრესიულ ჟანგვის თვისებებს.
აზოტმჟავას მარილები - ნიტრატები Me (NO 3) n
ნიტრატები არის უფერო კრისტალური ნივთიერებები, წყალში ხსნადი. მათ აქვთ ტიპიური მარილების დამახასიათებელი ქიმიური თვისებები.
Გამორჩეული მახასიათებლები:
1) რედოქსის დაშლა გაცხელებისას;
2) მდნარი ტუტე ლითონის ნიტრატების ძლიერი ჟანგვის თვისებები.
თერმული დაშლა
1. ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ნიტრატების დაშლა:
Me(NO 3) n → Me(NO 2) n + O 2
2. ლითონის ნიტრატების დაშლა ლითონების აქტივობის სერიაში Mg-დან Cu-მდე:
Me(NO 3) n → Me x O y + NO 2 + O 2
3. მეტალის ნიტრატების დაშლა მეტალების აქტივობის სერიაში Cu ზემოთ:
Me(NO 3) n → Me + NO 2 + O 2
ტიპიური რეაქციების მაგალითები:
1) 2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2
2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
3) 2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2
ტუტე ლითონის ნიტრატების დნობის ოქსიდაციური მოქმედება
წყალხსნარებში ნიტრატები, HNO 3-ისგან განსხვავებით, თითქმის არ აჩვენებენ ჟანგვითი აქტივობას. ამასთან, ტუტე ლითონის და ამონიუმის ნიტრატების დნობა (ნიტრატი) ძლიერი ჟანგვის აგენტია, რადგან ისინი იშლება აქტიური ჟანგბადის გამოყოფით.
აზოტის და აზოტის მჟავები და მათი მარილები
აზოტის მჟავა არსებობს ხსნარში ან გაზის ფაზაში. ის არასტაბილურია და გაცხელებისას ორთქლებში იშლება:
2HNO 2 "NO + NO 2 + H 2 O
ამ მჟავას წყალხსნარი გაცხელებისას იშლება:
3HNO 2 "HNO 3 + H 2 O + 2NO
ეს რეაქცია შექცევადია, ამიტომ, თუმცა NO 2-ის დაშლას თან ახლავს ორი მჟავის წარმოქმნა: 2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 2 + HNO 3
პრაქტიკულად NO 2 წყალთან ურთიერთქმედებით, HNO 3 მიიღება:
3NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + NO
მჟავე თვისებების თვალსაზრისით, აზოტის მჟავა მხოლოდ ოდნავ უფრო ძლიერია ვიდრე ძმარმჟავა. მის მარილებს ნიტრიტები ეწოდება და, თავად მჟავისგან განსხვავებით, სტაბილურია. მისი მარილების ხსნარებიდან, გოგირდმჟავას დამატებით, მიიღება HNO 2 ხსნარი:
Ba(NO 2) 2 + H 2 SO 4 \u003d 2HNO 2 + BaSO 4 ¯
მისი ნაერთების მონაცემებზე დაყრდნობით, შემოთავაზებულია აზოტის მჟავის სტრუქტურის ორი ტიპი:
რომლებიც შეესაბამება ნიტრიტებს და ნიტრო ნაერთებს. აქტიური ლითონების ნიტრიტებს აქვთ I ტიპის სტრუქტურა, ხოლო დაბალაქტიურ ლითონებს - II ტიპის. ამ მჟავას თითქმის ყველა მარილი ძალიან ხსნადია, მაგრამ ვერცხლის ნიტრიტი ყველაზე რთულია. აზოტის მჟავას ყველა მარილი შხამიანია. ქიმიური ტექნოლოგიისთვის მნიშვნელოვანია KNO 2 და NaNO 2, რომლებიც აუცილებელია ორგანული საღებავების წარმოებისთვის. ორივე მარილი მიიღება აზოტის ოქსიდებისგან:
NO + NO 2 + NaOH \u003d 2NaNO 2 + H 2 O ან როდესაც მათი ნიტრატები თბება:
KNO 3 + Pb \u003d KNO 2 + PbO
Pb საჭიროა გამოთავისუფლებული ჟანგბადის დასაკავშირებლად.
HNO 2-ის ქიმიური თვისებებიდან უფრო გამოხატულია ჟანგვითი თვისებები, ხოლო თავად ის მცირდება NO-მდე:
თუმცა, ასეთი რეაქციების მრავალი მაგალითის მოყვანა შეიძლება, სადაც აზოტის მჟავა ავლენს შემცირების თვისებებს:
ხსნარში აზოტის მჟავისა და მისი მარილების არსებობა შეიძლება განისაზღვროს კალიუმის იოდიდისა და სახამებლის ხსნარის დამატებით. ნიტრიტის იონი აჟანგებს იოდის ანიონს. ეს რეაქცია მოითხოვს H +-ს არსებობას, ე.ი. მუშაობს მჟავე გარემოში.
აზოტის მჟავა
ლაბორატორიულ პირობებში აზოტის მჟავას მიღება შესაძლებელია ნიტრატებზე კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მოქმედებით:
NaNO 3 + H 2 SO 4 (c) \u003d NaHSO 4 + HNO 3 რეაქცია მიმდინარეობს მცირე გაცხელებით.
სამრეწველო მასშტაბით აზოტის მჟავას მიღება ხორციელდება ამიაკის კატალიზური დაჟანგვით ატმოსფერული ჟანგბადით:
1. პირველ რიგში, ამიაკის და ჰაერის ნარევი გადადის პლატინის კატალიზატორზე 800°C ტემპერატურაზე. ამიაკი იჟანგება აზოტის ოქსიდად (II):
4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O
2. გაციებისას NO შემდგომში იჟანგება NO 2-მდე: 2NO + O 2 \u003d 2NO 2
3. მიღებული აზოტის ოქსიდი (IV) იხსნება წყალში ჭარბი O 2 თანდასწრებით HNO 3-ის წარმოქმნით: 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 \u003d 4HNO 3
საწყისი პროდუქტები - ამიაკი და ჰაერი - საფუძვლიანად იწმინდება მავნე მინარევებისაგან, რომლებიც წამლავს კატალიზატორს (წყალბადის სულფიდი, მტვერი, ზეთები და ა.შ.).
მიღებული მჟავა განზავებულია (40-60%). კონცენტრირებული აზოტმჟავა (96-98%) მიიღება კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან შერეული განზავებული მჟავას დისტილაციით. ამ შემთხვევაში აორთქლდება მხოლოდ აზოტის მჟავა.
ფიზიკური თვისებები
აზოტის მჟავა არის უფერო სითხე მძაფრი სუნით. ძალიან ჰიგიროსკოპიული, "კვამლი" ჰაერში, რადგან. მისი ორთქლები ჰაერის ტენიანობით ქმნიან ნისლის წვეთებს. წყალთან შერევა ნებისმიერი თანაფარდობით. -41,6°C-ზე გადადის კრისტალურ მდგომარეობაში. ადუღდება 82,6°C-ზე.
HNO 3-ში აზოტის ვალენტობაა 4, ჟანგვის მდგომარეობა +5. აზოტის მჟავას სტრუქტურული ფორმულა გამოსახულია შემდეგნაირად:
ჟანგბადის ორივე ატომი, მხოლოდ აზოტთან დაკავშირებული, ექვივალენტურია: ისინი აზოტის ატომიდან ერთსა და იმავე მანძილზე არიან და თითოეული ატარებს ელექტრონის ნახევარ მუხტს, ე.ი. აზოტის მეოთხედი თანაბრად იყოფა ორ ჟანგბადის ატომს შორის.
აზოტის მჟავის ელექტრონული სტრუქტურა შეიძლება გამოვიდეს შემდეგნაირად:
1. წყალბადის ატომი ჟანგბადის ატომს უკავშირდება კოვალენტური კავშირით:
2. დაუწყვილებელი ელექტრონის გამო ჟანგბადის ატომი ქმნის კოვალენტურ კავშირს აზოტის ატომთან:
3. აზოტის ატომის ორი დაუწყვილებელი ელექტრონი ქმნის კოვალენტურ კავშირს ჟანგბადის მეორე ატომთან:
4. ჟანგბადის მესამე ატომი, აღგზნებული, ქმნის თავისუფალს 2p-ორბიტალი ელექტრონების დაწყვილებით. აზოტის მარტოხელა წყვილის ურთიერთქმედება ჟანგბადის მესამე ატომის თავისუფალ ორბიტალთან იწვევს აზოტის მჟავას მოლეკულის წარმოქმნას:
ქიმიური თვისებები
1. განზავებული აზოტის მჟავა ავლენს მჟავების ყველა თვისებას. მიეკუთვნება ძლიერ მჟავებს. იხსნება წყალხსნარებში:
HNO 3 "H + + NO - 3 სითბოს გავლენის ქვეშ და შუქზე ნაწილობრივ იშლება:
4HNO 3 \u003d 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 ამიტომ შეინახეთ გრილ და ბნელ ადგილას.
2. აზოტის მჟავას ახასიათებს ექსკლუზიურად ჟანგვის თვისებები. ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური თვისება არის ურთიერთქმედება თითქმის ყველა ლითონთან. წყალბადი არასოდეს გამოიყოფა. აზოტის მჟავის აღდგენა დამოკიდებულია მის კონცენტრაციაზე და შემცირების აგენტის ბუნებაზე. შემცირების პროდუქტებში აზოტის დაჟანგვის ხარისხი +4-დან -3-მდეა:
HN +5 O 3 ®N +4 O 2 ®HN +3 O 2 ®N +2 O®N +1 2 O®N 0 2 ®N -3 H 4 NO 3
შემცირების პროდუქტები სხვადასხვა კონცენტრაციის აზოტის მჟავას სხვადასხვა აქტივობის ლითონებთან ურთიერთქმედებისას ნაჩვენებია ქვემოთ სქემაში.
კონცენტრირებული აზოტის მჟავა ნორმალურ ტემპერატურაზე არ ურთიერთქმედებს ალუმინს, ქრომს, რკინას. ის მათ პასიურ მდგომარეობაში აყენებს. ზედაპირზე წარმოიქმნება ოქსიდების ფილმი, რომელიც არ არის გამტარი კონცენტრირებული მჟავისთვის.
3. აზოტის მჟავა არ რეაგირებს Pt, Rh, Ir, Ta, Au. პლატინა და ოქრო იხსნება "aqua regia"-ში - 3 მოცულობის კონცენტრირებული მარილმჟავას და 1 მოცულობის კონცენტრირებული აზოტის მჟავის ნარევი:
Au + HNO 3 + 3HCl \u003d AuCl 3 + NO + 2H 2 O HCl + AuCl 3 \u003d H
3Pt + 4HNO 3 + 12HCl \u003d 3PtCl 4 + 4NO + 8H 2 O 2HCl + PtCl 4 \u003d H 2
"სამეფო არყის" მოქმედება არის ის, რომ აზოტის მჟავა აჟანგებს მარილმჟავას თავისუფალ ქლორამდე:
HNO 3 + HCl \u003d Cl 2 + 2H 2 O + NOCl 2NOCl \u003d 2NO + Cl 2 გამოთავისუფლებული ქლორი აერთიანებს ლითონებს.
4. არამეტალები აზოტის მჟავით იჟანგება შესაბამის მჟავებამდე და კონცენტრაციის მიხედვით მცირდება NO ან NO 2-მდე:
S + bHNO 3 (კონც.) \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 OR + 5HNO 3 (კონს.) \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O I 2 + 10HNO 3 (კონკ) \u003d 2 + 10NO 2 + 4H 2 O 3P + 5HNO 3 (p azb) + 2H 2 O \u003d 3H 3 RO 4 + 5NO
5. ასევე ურთიერთქმედებს ორგანულ ნაერთებთან.
აზოტის მჟავას მარილებს ნიტრატები ეწოდება, ისინი კრისტალური ნივთიერებებია, რომლებიც წყალში ძალიან ხსნადია. ისინი მიიღება HNO 3 ლითონებზე, მათ ოქსიდებსა და ჰიდროქსიდებზე მოქმედებით. კალიუმის, ნატრიუმის, ამონიუმის და კალციუმის ნიტრატებს უწოდებენ მარილიანებს. მარილის პიტნა ძირითადად გამოიყენება როგორც მინერალური აზოტის სასუქი. გარდა ამისა, KNO 3 გამოიყენება შავი ფხვნილის მოსამზადებლად (75% KNO 3, 15% C და 10% S ნარევი). ამონალური ასაფეთქებელი ნივთიერება მზადდება NH 4 NO 3, ალუმინის ფხვნილისა და ტრინიტროტოლუენისგან.
აზოტმჟავას მარილები იშლება გაცხელებისას და დაშლის პროდუქტები დამოკიდებულია მარილის წარმომქმნელი ლითონის პოზიციაზე სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალების სერიაში:
გახურებისას დაშლა (თერმოლიზი) აზოტის მჟავას მარილების მნიშვნელოვანი თვისებაა.
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2
2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + NO 2 + O 2
Mg-ის მარცხნივ რიგში განლაგებული ლითონის მარილები ქმნიან ნიტრიტებს და ჟანგბადს, Mg-დან Cu-მდე - ლითონის ოქსიდს, NO 2 და ჟანგბადს, Cu-ს შემდეგ - თავისუფალ ლითონს, NO 2 და ჟანგბადს.
განაცხადი
აზოტის მჟავა ქიმიური მრეწველობის ყველაზე მნიშვნელოვანი პროდუქტია. დიდი რაოდენობით იხარჯება აზოტოვანი სასუქების, ასაფეთქებელი ნივთიერებების, საღებავების, პლასტმასის, ხელოვნური ბოჭკოების და სხვა მასალების მომზადებაზე. fuming
აზოტის მჟავა გამოიყენება სარაკეტო ტექნოლოგიაში, როგორც სარაკეტო საწვავის ჟანგვის აგენტი.
მონობაზური ძლიერი მჟავა, რომელიც სტანდარტულ პირობებში უფერო სითხეა, რომელიც შენახვისას ყვითლდება, შეიძლება იყოს მყარ მდგომარეობაში, ხასიათდება ორი კრისტალური მოდიფიკაციით (მონოკლინიკური ან რომბისებრი გისოსებით), მინუს 41,6 °C ტემპერატურაზე. ამ ნივთიერებას ქიმიური ფორმულით - HNO3 - აზოტის მჟავას უწოდებენ. მას აქვს მოლური მასა 63,0 გ/მოლ, ხოლო მისი სიმკვრივე შეესაბამება 1,51 გ/სმ³. მჟავას დუღილის წერტილი არის 82,6 °C, პროცესს თან ახლავს დაშლა (ნაწილობრივი): 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2. მჟავა ხსნარი, რომლის ძირითადი ნივთიერების მასური წილი 68%-ია, ადუღდება 121 °C ტემპერატურაზე. სუფთა ნივთიერება შეესაბამება 1.397. მჟავას შეუძლია წყალთან შერევა ნებისმიერი თანაფარდობით და, როგორც ძლიერი ელექტროლიტი, თითქმის მთლიანად იშლება H+ და NO3- იონებად. მყარი ფორმები - ტრიჰიდრატი და მონოჰიდრატი აქვს ფორმულები: HNO3. 3H2O და HNO3. შესაბამისად H2O.
აზოტის მჟავა არის კოროზიული, ტოქსიკური ნივთიერება და ძლიერი ჟანგვის აგენტი. შუა საუკუნეებიდან ცნობილია ისეთი სახელი, როგორიცაა "ძლიერი წყალი" (Aqua fortis). ალქიმიკოსებმა, რომლებმაც მე-13 საუკუნეში აღმოაჩინეს მჟავა, დაარქვეს ეს სახელი, დარწმუნდნენ მის არაჩვეულებრივ თვისებებში (ის ახშობდა ყველა ლითონს ოქროს გარდა), რომელიც მილიონჯერ აღემატებოდა ძმარმჟავას სიძლიერეს, რომელიც იმ დროს ყველაზე აქტიურად ითვლებოდა. მაგრამ კიდევ სამი საუკუნის შემდეგ, გაირკვა, რომ ოქროც კი შეიძლება იყოს კოროზიირებული მჟავების ნარევით, როგორიცაა აზოტისა და მარილმჟავა, მოცულობითი თანაფარდობით 1: 3, რომელსაც ამ მიზეზით ეწოდა "aqua regia". შენახვის დროს ყვითელი შეფერილობის გამოჩენა განპირობებულია მასში აზოტის ოქსიდების დაგროვებით. გასაყიდად, მჟავა უფრო ხშირად არის 68% კონცენტრაციით, ხოლო როდესაც ძირითადი ნივთიერების შემცველობა 89% -ზე მეტია, მას უწოდებენ "fuming".
აზოტის მჟავას ქიმიური თვისებები განასხვავებს მას განზავებული გოგირდის ან ჰიდროქლორინის მჟავებისგან იმით, რომ HNO3 უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტია, ამიტომ წყალბადი არასოდეს გამოიყოფა ლითონებთან რეაქციებში. მისი დაჟანგვის თვისებების გამო, ის ასევე რეაგირებს ბევრ არამეტალთან. ორივე შემთხვევაში ყოველთვის წარმოიქმნება აზოტის დიოქსიდი NO2. რედოქს რეაქციებში აზოტის შემცირება ხდება სხვადასხვა ხარისხით: HNO3, NO2, N2O3, NO, N2O, N2, NH3, რაც განისაზღვრება მჟავის კონცენტრაციით და ლითონის აქტივობით. მიღებული ნაერთების მოლეკულები შეიცავს აზოტს ჟანგვის მდგომარეობით: +5, +4, +3, +2, +1, 0, +3, შესაბამისად. მაგალითად, სპილენძი კონცენტრირებული მჟავით იჟანგება სპილენძის(II) ნიტრატად: Cu + 4HNO3 → 2NO2 + Cu(NO3)2 + 2H2O, ხოლო ფოსფორი მეტაფოსფორის მჟავად: P + 5HNO3 → 5NO2 + HPO3 + 2H2O.
წინააღმდეგ შემთხვევაში, განზავებული აზოტის მჟავა ურთიერთქმედებს არალითონებთან. ფოსფორთან რეაქციის მაგალითი: 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO გვიჩვენებს, რომ აზოტი შემცირებულია ორვალენტიან მდგომარეობაში. შედეგად წარმოიქმნება აზოტის მონოქსიდი და ფოსფორი იჟანგება მარილმჟავასთან შერეული კონცენტრირებული აზოტის მჟავად ხსნის ოქროს: Au + 4HCl + HNO3 → NO + H + 2H2O და პლატინა: 3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 4NO + 8H3H. ამ რეაქციებში, საწყის ეტაპზე, მარილმჟავა იჟანგება აზოტის მჟავასთან ერთად ქლორის გამოყოფით, შემდეგ კი ლითონები წარმოქმნიან კომპლექსურ ქლორიდებს.
აზოტის მჟავა სამრეწველო მასშტაბით იწარმოება სამი ძირითადი გზით:
- პირველი არის მარილების ურთიერთქმედება გოგირდმჟავასთან: H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4. ადრე ეს იყო ერთადერთი გზა, მაგრამ, სხვა ტექნოლოგიების მოსვლასთან ერთად, ამჟამად გამოიყენება ლაბორატორიაში აორთქლების მჟავის მისაღებად.
- მეორე არის რკალის მეთოდი. როდესაც ჰაერი 3000-დან 3500 ° C ტემპერატურამდე აფრქვევს, ჰაერში აზოტის ნაწილი რეაგირებს ჟანგბადთან და წარმოიქმნება აზოტის მონოქსიდი: N2 + O2 → 2NO, რომელიც გაციების შემდეგ იჟანგება აზოტის დიოქსიდში ( მაღალ ტემპერატურაზე, მონოქსიდი არ ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან): O2 + 2NO → 2NO2. შემდეგ თითქმის მთელი აზოტის დიოქსიდი, ჟანგბადის ჭარბი რაოდენობით, იხსნება წყალში: 2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3.
- მესამე არის ამიაკის მეთოდი. ამიაკი იჟანგება პლატინის კატალიზატორზე აზოტის მონოქსიდში: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. შედეგად მიღებული აზოტის გაზები გაცივდება და წარმოიქმნება აზოტის დიოქსიდი, რომელიც შეიწოვება წყლით. ეს მეთოდი აწარმოებს მჟავას კონცენტრაციით 60-დან 62%-მდე.
აზოტის მჟავა ფართოდ გამოიყენება მრეწველობაში წამლების, საღებავების, აზოტოვანი სასუქების და აზოტმჟავას მარილების წარმოებისთვის. გარდა ამისა, იგი გამოიყენება ლითონების (მაგ. სპილენძი, ტყვია, ვერცხლი) დასაშლელად, რომლებიც არ რეაგირებენ სხვა მჟავებთან. სამკაულებში მას იყენებენ შენადნობში ოქროს დასადგენად (ეს მეთოდი მთავარია).
სტრუქტურული ფორმულა
ჭეშმარიტი, ემპირიული ან უხეში ფორმულა: HNO3
აზოტის მჟავას ქიმიური შემადგენლობა
მოლეკულური წონა: 63.012
აზოტის მჟავა ( HNO3) არის ძლიერი მონობაზის მჟავა. მყარი აზოტის მჟავა აყალიბებს ორ კრისტალურ მოდიფიკაციას მონოკლინიკური და რომბული გისოსებით.
აზოტის მჟავა შერეულია წყალთან ნებისმიერი თანაფარდობით. წყალხსნარებში ის თითქმის მთლიანად იშლება იონებად. იგი ქმნის აზეოტროპულ ნარევს წყალთან კონცენტრაციით 68,4% და bp t 120 °C ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს. ცნობილია ორი მყარი ჰიდრატი: მონოჰიდრატი (HNO 3 · H 2 O) და ტრიჰიდრატი (HNO 3 · 3H 2 O).
აზოტი აზოტის მჟავაში ოთხვალენტიანია, ჟანგვის მდგომარეობა +5. აზოტის მჟავა არის უფერო სითხე ჰაერში, დნობის წერტილი -41,59 °C, დუღილის წერტილი +82,6 °C (ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს) ნაწილობრივი დაშლით. აზოტის მჟავა ყველა პროპორციით ერწყმის წყალს. HNO 3-ის წყალხსნარებს 0,95-0,98 მასის ფრაქციის მქონე აზოტმჟავას უწოდებენ, 0,6-0,7 მასური წილით - კონცენტრირებული აზოტმჟავა. ქმნის აზეოტროპულ ნარევს წყალთან (მასური ფრაქცია 68,4%, d20 = 1,41 გ/სმ, Tbp = 120,7 °C)
მაღალ კონცენტრირებულ HNO 3-ს, როგორც წესი, აქვს ყავისფერი ფერი, შუქზე მიმდინარე დაშლის პროცესის გამო. გაცხელებისას აზოტის მჟავა იშლება იგივე რეაქციით. აზოტის მჟავის გამოხდა შესაძლებელია მხოლოდ შემცირებული წნევით დაშლის გარეშე (ატმოსფერულ წნევაზე მითითებული დუღილის წერტილი გამოვლენილია ექსტრაპოლაციით).
ოქრო, პლატინის ჯგუფის ზოგიერთი ლითონი და ტანტალი ინერტულია აზოტის მჟავას მიმართ კონცენტრაციების მთელ დიაპაზონში, დანარჩენი ლითონები რეაგირებენ მასთან, რეაქციის მიმდინარეობა განისაზღვრება მისი კონცენტრაციით.
აზოტის მჟავა ნებისმიერ კონცენტრაციაში ავლენს ჟანგვის მჟავის თვისებებს, ხოლო აზოტი მცირდება +5-დან −3-მდე დაჟანგვის მდგომარეობამდე. შემცირების სიღრმე, პირველ რიგში, დამოკიდებულია შემცირების აგენტის ბუნებაზე და აზოტის მჟავას კონცენტრაციაზე.
აზოტისა და გოგირდის მჟავების ნარევს მელანჟი ეწოდება.
აზოტის მჟავა ფართოდ გამოიყენება ნიტრო ნაერთების მისაღებად.
სამი მოცულობის მარილმჟავას და ერთი მოცულობის აზოტის მჟავას ნარევს ეწოდება aqua regia. Aqua regia ხსნის მეტალებს, მათ შორის ოქროსა და პლატინას. მისი ძლიერი ჟანგვის უნარი განპირობებულია შედეგად მიღებული ატომური ქლორით და ნიტროზილ ქლორიდით.
აზოტის მჟავა ძლიერი მჟავაა. მისი მარილები - ნიტრატები - მიიღება HNO 3 ლითონებზე, ოქსიდებზე, ჰიდროქსიდებზე ან კარბონატებზე მოქმედებით. ყველა ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია. ნიტრატის იონი წყალში არ ჰიდროლიზდება. ნიტრატები ფართოდ გამოიყენება როგორც სასუქი. ამავდროულად, თითქმის ყველა ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია, ამიტომ, მინერალების სახით, ისინი ბუნებით უკიდურესად მცირეა; გამონაკლისია ჩილეს (ნატრიუმის) ნიტრატი და ინდური ნიტრატი (კალიუმის ნიტრატი). ნიტრატების უმეტესობა მიიღება ხელოვნურად.
სხეულზე ზემოქმედების ხარისხის მიხედვით, აზოტის მჟავა მიეკუთვნება მე-3 საშიშროების კლასის ნივთიერებებს. მისი ორთქლები ძალიან მავნეა: ორთქლები სასუნთქი გზების გაღიზიანებას იწვევს, თავად მჟავა კი ხანგრძლივ შეხორცებულ წყლულებს ტოვებს კანზე. კანზე ზემოქმედებისას კანის დამახასიათებელი ყვითელი შეფერილობა ჩნდება ქსანტოპროტეინის რეაქციის გამო. როდესაც თბება ან ექვემდებარება შუქს, მჟავა იშლება და წარმოიქმნება უაღრესად ტოქსიკური აზოტის დიოქსიდი NO 2 (ყავისფერი აირი). MPC აზოტის მჟავისთვის სამუშაო ადგილის ჰაერში NO 2-ისთვის 2 მგ/მ3.
· სამრეწველო წარმოება, გამოყენება და გავლენა სხეულზე · მსგავსი სტატიები · შენიშვნები · ლიტერატურა · ოფიციალური საიტი & middot
მაღალ კონცენტრირებულ HNO 3-ს, როგორც წესი, აქვს ყავისფერი ფერი შუქზე მიმდინარე დაშლის პროცესის გამო:
გაცხელებისას აზოტის მჟავა იშლება იმავე რეაქციის მიხედვით. აზოტის მჟავის გამოხდა (დაშლის გარეშე) შესაძლებელია მხოლოდ შემცირებული წნევის ქვეშ (ატმოსფერულ წნევაზე მითითებული დუღილის წერტილი არის ექსტრაპოლაციით).
ოქრო, პლატინის ჯგუფის ზოგიერთი ლითონი და ტანტალი ინერტულია აზოტის მჟავის მიმართ კონცენტრაციების მთელ დიაპაზონში, დანარჩენი ლითონები მასზე რეაგირებენ, რეაქციის მიმდინარეობაც განისაზღვრება მისი კონცენტრაციით.
HNO 3, როგორც ძლიერი მონობაზური მჟავა, ურთიერთქმედებს:
ა) ძირითადი და ამფოტერული ოქსიდებით:
გ) ანაცვლებს სუსტ მჟავებს მათი მარილებიდან:
ადუღებისას ან სინათლის ზემოქმედებისას აზოტის მჟავა ნაწილობრივ იშლება:
აზოტის მჟავა ნებისმიერ კონცენტრაციაში ავლენს ჟანგვის მჟავას თვისებებს, გარდა ამისა, აზოტი მცირდება +4-დან 3-მდე დაჟანგვის მდგომარეობამდე. შემცირების სიღრმე პირველ რიგში დამოკიდებულია აღმდგენი აგენტის ბუნებაზე და აზოტის მჟავას კონცენტრაციაზე. როგორც ჟანგვის მჟავა, HNO 3 ურთიერთქმედებს:
ა) ლითონებით, რომლებიც დგანან წყალბადის მარჯვნივ ძაბვების სერიაში:
კონცენტრირებული HNO 3
განზავებული HNO 3
ბ) ლითონებით, რომლებიც დგანან წყალბადის მარცხნივ ძაბვის სერიაში:
ყველა ზემოაღნიშნული განტოლება ასახავს რეაქციის მხოლოდ დომინანტურ მიმდინარეობას. ეს ნიშნავს, რომ ამ პირობებში, ამ რეაქციის პროდუქტები უფრო მეტია, ვიდრე სხვა რეაქციების პროდუქტები, მაგალითად, როდესაც თუთია რეაგირებს აზოტის მჟავასთან (აზოტის მჟავას მასური ფრაქცია ხსნარში 0,3), პროდუქტები შეიცავს ყველაზე მეტ NO-ს. , მაგრამ ასევე შეიცავს (მხოლოდ მცირე რაოდენობით) და NO 2 , N 2 O, N 2 და NH 4 NO 3 .
აზოტის მჟავას ლითონებთან ურთიერთქმედების ერთადერთი ზოგადი ნიმუში: რაც უფრო განზავებულია მჟავა და რაც უფრო აქტიურია ლითონი, მით უფრო ღრმა აზოტი მცირდება:
მჟავას კონცენტრაციის მატება მეტალის აქტივობის ზრდა
აზოტის მჟავა, თუნდაც კონცენტრირებული, არ ურთიერთქმედებს ოქროსთან და პლატინთან. რკინა, ალუმინი, ქრომი პასივირებულია ცივი კონცენტრირებული აზოტის მჟავით. რკინა ურთიერთქმედებს განზავებულ აზოტმჟავასთან და, მჟავას კონცენტრაციიდან გამომდინარე, წარმოიქმნება არა მხოლოდ აზოტის შემცირების სხვადასხვა პროდუქტები, არამედ რკინის დაჟანგვის სხვადასხვა პროდუქტები:
აზოტის მჟავა ჟანგავს არამეტალებს, ხოლო აზოტი ჩვეულებრივ მცირდება NO ან NO 2-მდე:
და რთული ნივთიერებები, მაგალითად:
ზოგიერთი ორგანული ნაერთი (მაგ. ამინები, ტურპენტინი) სპონტანურად აალდება კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან შეხებისას.
ზოგიერთი ლითონი (რკინა, ქრომი, ალუმინი, კობალტი, ნიკელი, მანგანუმი, ბერილიუმი), რომლებიც რეაგირებენ განზავებულ აზოტმჟავასთან, პასივირებულია კონცენტრირებული აზოტის მჟავით და მდგრადია მისი ეფექტის მიმართ.
აზოტისა და გოგირდის მჟავების ნარევს მელანჟი ეწოდება.
აზოტის მჟავა ფართოდ გამოიყენება ნიტრო ნაერთების მისაღებად.
სამი მოცულობის მარილმჟავას და ერთი მოცულობის აზოტის მჟავას ნარევს ეწოდება aqua regia. სამეფო არაყი ხსნის მეტალებს, მათ შორის ოქროსა და პლატინას. მისი ძლიერი ჟანგვის უნარი გამოწვეულია ატომური ქლორის და ნიტროზილ ქლორიდის შედეგად:
ნიტრატები
აზოტის მჟავა ძლიერი მჟავაა. მისი მარილები - ნიტრატები - მიიღება HNO 3 ლითონებზე, ოქსიდებზე, ჰიდროქსიდებზე ან კარბონატებზე მოქმედებით. ყველა ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია. ნიტრატის იონი წყალში არ ჰიდროლიზდება.
აზოტის მჟავას მარილები გაცხელებისას შეუქცევადად იშლება და დაშლის პროდუქტების შემადგენლობა განისაზღვრება კატიონით:
ა) ლითონების ნიტრატები, რომლებიც დგანან მაგნიუმის მარცხნივ ძაბვის სერიაში:
ბ) მაგნიუმსა და სპილენძს შორის ძაბვის სერიაში მდებარე ლითონების ნიტრატები:
გ) ლითონების ნიტრატები, რომლებიც განლაგებულია ძაბვების სერიაში ვერცხლისწყლის მარჯვნივ:
დ) ამონიუმის ნიტრატი:
წყალხსნარებში ნიტრატები პრაქტიკულად არ აჩვენებენ ჟანგვის თვისებებს, მაგრამ მყარ მდგომარეობაში მაღალ ტემპერატურაზე ისინი ძლიერი ჟანგვის აგენტებია, მაგალითად, როდესაც მყარი ნივთიერებები შერწყმულია:
თუთია და ალუმინი ტუტე ხსნარში ამცირებს ნიტრატებს NH 3-მდე:
სასუქად ფართოდ გამოიყენება აზოტმჟავას მარილები - ნიტრატები. გარდა ამისა, თითქმის ყველა ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია, ამიტომ ბუნებაში მინერალების სახით ძალიან ცოტაა; გამონაკლისია ჩილეს (ნატრიუმის) ნიტრატი და ინდური ნიტრატი (კალიუმის ნიტრატი). ნიტრატების უმეტესობა მიიღება ხელოვნურად.
მინა, ფტოროპლასტი-4 არ რეაგირებს აზოტის მჟავასთან.
