CLASA 9
Continuare. Vezi Nr. 34, 35, 36, 37, 38/2003
Lucrare practică numărul 13.
Acid azotic. Nitrați
(sfarsitul)
HNO3 este un agent oxidant puternic. Acidul azotic concentrat oxidează nemetalele la stări de oxidare superioare:
Pasivarea are loc din cauza formării de pelicule insolubile de oxid de metal:
2Al + 6HNO 3 \u003d Al 2 O 3 + 6NO 2 + 3H 2 O.
HNO 3 (conc.) poate fi depozitat și transportat fără acces de aer în recipiente din Fe, Al, Ni.
O reacție calitativă este interacțiunea HNO 3 cu Cu cu formarea de gaz brun NO 2 cu miros înțepător (în plus, se formează sare și apă).
Pe măsură ce concentrația (diluția) scade, HNO3 cu Zn poate forma diferiți produși care conțin azot:
și în toate cazurile sare și apă.
Notă
. Pentru recunoașterea anionului azotat se folosește un indicator de difenilamină (o soluție de (C 6 H 5) 2 NH în H 2 SO 4 conc.).
Experiență Demo
. Recunoașterea se realizează „pe urme” sau prin contact cu picătură: apare o culoare albastru închis.
Nitrați- săruri ale acidului azotic, solide cristaline, foarte solubile în apă. Nitrați de metale alcaline, calciu și amoniu - salpetru.
Majoritatea nitraților sunt îngrășăminte minerale foarte bune.
Nitrații sunt agenți puternici de oxidare! Cărbunele, sulful și alte substanțe combustibile ard în salitrul topit, deoarece toți nitrații (cum ar fi HNO 3) eliberează oxigen atunci când sunt încălziți și, în funcție de activitatea chimică a sării metalului, dau diferite produse:
| Procedura de operare | Sarcini | Observații și concluzii |
|---|---|---|
| Asamblați dispozitivul (conform schemei), puneți puțin nitrat de sodiu cristalin (Chile) într-o cană, topiți-l. Încălzește o bucată de cărbune în flacăra unei lămpi cu alcool și coboară-o în salpetru topit
|
De ce se aprinde cărbunele? Scrieți ecuațiile reacțiilor în curs pe baza balanței electronice, trageți concluziile corespunzătoare | |
| Luați mostre din toate cele trei soluții în eprubetele nr. 1–3 (vezi nr. 38/2003) și adăugați mai întâi aproximativ o cantitate (volum) de acid sulfuric concentrat la fiecare probă, apoi adăugați puțin așchii de cupru, încălziți un mic. Observați modificările caracteristice ale uneia dintre probe | Trei tuburi numerotate conțin soluții de clorură, sulfat și azotat de sodiu. Recunoașteți soluția de salpetru. De ce se adaugă mai întâi acid sulfuric concentrat într-o soluție de nitrat? Scrieți ecuațiile reacțiilor moleculare și ionice. Verificați rezultatul prin reacție „pentru urme” cu un indicator de difenilamină |
Substanțele complexe (terebentină, lemn, rumeguș) pot arde și în acid azotic. Un amestec de acizi azotic și sulfuric concentrați (amestec de nitrare) cu multe substanțe organice formează compuși nitro (reacție de nitrare).
Un amestec de 1 volum de HNO 3 (conc.) și 3 volume de HCl (conc.) se numește „aqua regia”. Chiar și aurul Au și platina Pt se dizolvă într-un astfel de amestec:
| Procedura de operare | Sarcini | Observații și concluzii |
|---|---|---|
| Într-o eprubetă cu acid azotic concentrat (1 ml), adăugați niște așchii de cupru (Cu). Cu efect întârziat, încălziți puțin. Turnați produsele dintr-o sticlă sanitară în sistemul de canalizare și clătiți cu un jet de apă | Ce explică evoluția gazului maro cu miros înțepător? Avand in vedere ca apa si azotat de cupru (II) se mai formeaza in acest caz, scrieti ecuatia reactiei. Desenați o diagramă de echilibru electronic și scrieți ecuația reacției în formă ionică | |
| Se amestecă pulberea de sulf cu granulație fină (S) cu 1 ml de HNO 3 concentrat, se încălzește amestecul (la aspirație). Luați o probă din produsele de reacție și testați-o cu 2-3 picături de soluție de clorură de bariu. Turnați imediat produsele din sticla sanitară în sistemul de canalizare | Ce explică modificările observate - dizolvarea sulfului, eliberarea unui gaz maro, cu miros ascuțit (și apă)? Scrieți o ecuație pentru această reacție. Întocmește o diagramă de echilibru electronic și o ecuație ionică pentru reacție. Ce demonstrează modificările observate în timpul interacțiunii unei probe de produse de reacție cu o soluție de clorură de bariu? Justificați răspunsul dvs |
Lucrări practice 14.
Determinarea ortofosfaților
Goluri. Învățați să recunoașteți ortofosfații, hidrogen ortofosfații și dihidroortofosfații după solubilitatea lor în apă, hidroliză și reacția calitativă la anionul ortofosfat.
Echipamente și reactivi. Stand cu eprubete, tuburi de sticla cu inele de cauciuc, balon sanitar, spatule (3 buc.); Ca 3 (PO 4) 2 cristalin, CaHPO 4, Ca (H 2 PO 4) 2, apă distilată, un indicator universal, soluții de H 3 PO 4, NaCH 3 COO ( \u003d 10%), AgNO 3.
| Procedura de operare | Sarcini | Observații și concluzii |
|---|---|---|
| Se toarnă 1 cm 3 de ortofosfat de calciu, hidrogen ortofosfat și dihidrogen ortofosfat de calciu în trei eprubete, se adaugă puțină (aceeași cantitate) de apă, se amestecă | Faceți o concluzie despre solubilitatea ortofosfaților primari, secundari și terțiari. Solubilitatea diferită a acestor fosfați poate fi considerată o metodă pentru recunoașterea lor? | … |
| Folosind soluții și suspensii apoase în trei eprubete cu experiență anterioară, testați-le cu un indicator universal | Determinați pe scara pH-ului tuturor soluțiilor și explicați de ce pH-ul în acest caz are valori diferite | … |
| K o soluție apoasă de acid fosforic într-o eprubetă (1 ml) și o soluție de superfosfat în altul (1 ml) se adaugă soluţie de acetat de sodiu 10% şi câteva picături de azotat de argint(I). |
Ce este un ion reactiv? Scrieți ecuațiile reacțiilor corespunzătoare în forme moleculare și ionice, indicați semnele reacțiilor | … |
Lucrări practice 15.
Determinarea îngrășămintelor minerale.
Rezolvarea problemelor experimentale pe tema
„Subgrupul de azot”
Goluri. Repetați compoziția și proprietățile compușilor de azot și fosfor, interconversiile acestora și metodele de recunoaștere.
Echipamente și reactivi. Lampa cu spirit, chibrituri, sticla albastra, hartie de filtru, suport pentru eprubete, suport pentru eprubete (2 buc), spatule (3 buc), mortar, pistil, sticla sanitara;
în eprubete nr. 1–3:
eu optiunea
- superfosfat dublu, NH 4 NO 3, (NH 4) 2 SO 4,
varianta II
- NH4CI, NaN03, KCI,
varianta III
- KNO3, (NH4)2S04, superfosfat dublu;
săruri cristaline (NH4)2SO4, NH4Cl, amofos, soluții apoase de CH3COONa (= 10%), AgNO3, BaCl2,
CH3COOH (= 10%), NaOH, hârtie de turnesol, CuO, Cu (ras), HNO3 (razb.), HNO3 (conc.), H2SO4 (conc.), indicator difenil, (C6 H 5) 2 NH în H 2 SO 4 concentrat,
Ca(OH) 2 (uscat), apă distilată, AgNO 3 în HNO 3 , în eprubete Nr. 4–6 substanțe cristaline uscate: Na 2 SO 4 , NH 4 Cl, NaNO 3 , în eprubete Nr. 7 și 8 : H3PO4 şi H2SO4 (soluţii sortate), în eprubete Nr. 9 şi 10: Na3PO4 şi Ca3 (PO4)2.
Problemă experimentală . Patru baloane numerotate conțin soluții apoase de ortofosfat de sodiu, sulfat de amoniu, azotat de sodiu, clorură de potasiu. Folosind cele mai raționale metode de recunoaștere (vezi tabel), determinați unde se află fiecare substanță.
Trăsături caracteristice ale unor săruri
(metode de recunoaștere)
Masa
| Numele substanței | Aspect | Solubilitate in apa) | Interacțiunea unei soluții din această sare cu | Colorare cu flacără | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H2SO4 (conc.) și Cu |
soluţii de BaCl2 şi CH3COOH | Soluție de NaOH când este încălzită | Soluție de AgNO3 | ||||
| Azotat de amoniu NH4NO3 | Bun | NO 2 , maro, cu miros înțepător | – | NH 3 , incolor, cu miros înțepător | – | galben (din impurități) |
|
| Clorura de amoniu NH4Cl | Pulbere cristalină albă | Bun | – | – | NH3 | AgCl, precipitat alb | galben (din impurități) |
| Nitrat de potasiu KNO 3 | Cristale fine gri deschis | Bun | NU 2 | – | – | – | Violet |
| Sulfat de amoniu (NH4)2S04 | Cristale mari incolore | Bun | – | BaS04, alb, insolubil în CH3COOH | NH3 | Ag2SO4, alb, ușor solubil în acizi | – |
| Superfosfat Ca (H2PO4)22H2O | Pulbere sau granule gri deschis | Se dizolvă încet | – | Ba 3 (PO 4) 2, alb, parțial solubil în CH 3 COOH |
– | Ag3PO4, galben (în prezența CH3COOHa) | Cărămidă- roșu |
| Silvinit KCl NaCl | cristale roz | Bun | – | – | AgCl | Galben cu note de violet | |
| Clorura de potasiu KCl | Cristale incolore | Bun | – | – | – | AgCl | Violet |
Decizie
Toți ionii din mediul acvatic incolor, este imposibil să le recunoști după culoare.
2) Deoarece niciuna dintre substanțe (baloanele nr. 1–4) nu diferă în solubilitate mai slabă, soluțiile nu pot fi distinse prin această caracteristică, toate sunt soluții transparente.
3) În două soluții există cationi identici, dar în toate - anioni diferiți, prin urmare, recunoașterea calitativă ar trebui efectuată de către anioni. Reactiv - AgNO3 în prezenţa unei soluţii 10% de CH3COOHa (sau BaCl2 şi CH3COOH); reactiv - soluție de BaCl 2; reactiv pentru Cl – soluție de AgNO 3 în HNO 3 ; reactiv - H 2 SO 4 concentrat și Cu (ras). Puteți identifica imediat, apoi, folosind un reactiv (AgNO 3), recunoașteți toate cele trei soluții rămase (sau invers). Alte opțiuni sunt mai lungi și necesită un consum semnificativ mai mare de reactivi.
4) Testați toate cele patru probe de soluții cu o soluție de AgNO 3 (1-2 picături): soluția din sticla nr. 4 a rămas neschimbată - ar trebui să fie o soluție de NaNO 3; în balonul nr. 2, un precipitat cristalin alb, insolubil în acizi, este o soluție de KCl; celelalte două probe dau soluții tulburi, când se adaugă o soluție 10% de CH 3 COOHa, proba nr. 3 dă un precipitat galben - aceasta este o soluție de Na 3 PO 4, iar proba nr. 1 - o soluție de (NH 4 ). ) 2 SO 4 (turbiditatea dispare la adăugarea acidului HNO 3).
Verificarea testelor primare.
Adăugați 1–2 picături de soluții de BaCl 2 și CH 3 COOH la proba de soluție din balonul nr. 1, soluția devine lăptoasă, deoarece precipită un precipitat cristalin alb:
Puteți verifica aceeași probă adăugând o soluție alcalină cu încălzire. Se eliberează NH 3 gaz, care este determinat de mirosul caracteristic și albastrul hârtiei de turnesol roșu umed. Ecuația reacției:
Se adaugă H 2 SO 4 concentrat și Cu (ras) la proba de soluție din sticla nr. 4, se încălzește puțin. Se eliberează un gaz maro cu miros înțepător, iar soluția devine verzuie-azur:
5) Concluzie .
În baloane:
Nr. 1 - soluție (NH4)2SO4,
Nr. 2 - soluție de KCl,
Nr. 3 - soluție de Na 3 PO 4,
Nr. 4 - soluție de NaNO 3.
Schema de recunoaștere
Soluții determinate |
|||
| № 1 | № 2 | № 3 | № 4 |
| (NH4)2S04 | KCl | Na3PO4 | NaNO 3 |
| Toate soluțiile sunt limpezi și incolore. | |||
| +AgNO3 | |||
| Turbiditatea soluției (Ag2SO4, solubil în acizi) |
Precipitat alb de brânză (AgCl | După variantă, notați soluțiile a căror săruri sunt date în eprubetele nr. 1–3. Determinați unde se află fiecare dintre aceste substanțe. În concluzii, notați ecuațiile reacțiilor efectuate în forme moleculare și ionice. Marcați semnele fiecărei reacții calitative | … |
| 1) Într-o eprubetă cu o cantitate mică de CuO (la vârful unei spatule), se adaugă o soluție de HNO 3, se agită. 2) Puneți câteva așchii de cupru într-o eprubetă cu HNO 3 concentrat (dacă efectul nu este observat imediat, încălziți puțin amestecul) |
Folosind reactivii dați, pregătiți o soluție de azotat de cupru (II) în două moduri. Marcați semnele reacțiilor și scrieți ecuațiile reacțiilor moleculare și ionice. Care reacție este o reacție redox? |
… | |
| Într-un mojar se amestecă și se pisează amestecul de Ca (OH) 2 (ușor umezit) cu sare de amoniu, se mirosește ușor. Repetați experimentul cu alte săruri de amoniu |
Demonstrați empiric că sulfatul, azotatul și clorura de amoniu nu trebuie amestecate cu var. Dă explicații adecvate |
… | |
| Întocmește un plan (comandă) de recunoaștere, cel mai rațional din punct de vedere al timpului și al consumului de reactivi | În eprubetele nr. 4–6, determinați cristalin sulfat de sodiu, clorură de amoniu și azotat de sodiu. Scrieți ecuațiile de reacție. Observați semnele de reacții observate |
... | |
| Cel mai bine este să testați mostre de soluții din eprubetele nr. 7 și 8 cu reactivi BaCl 2 și CH 3 COOH, observând foarte atent rezultatul la agitarea amestecului de reacţie |
Prin recunoaștere calitativă a determina în care dintre eprubetele nr. 7 şi 8 sunt soluţii acizi sulfuric și fosforic. Scrieți ecuațiile de reacție |
... | |
| Realizați un plan pentru recunoașterea substanțelor Na 3 PO 4 și Ca 3 (PO 4) 2 în eprubetele nr. 9 și 10 |
Determinați practic în eprubetele nr. 9 și 10 ortofosfați cristalini de sodiu și calciu |
... | |
Definiție săruriîn cadrul teoriei disocierii. Sărurile sunt de obicei împărțite în trei grupe: mediu, acru și de bază.În sărurile medii, toți atomii de hidrogen ai acidului corespunzător sunt înlocuiți cu atomi de metal, în sărurile acide sunt înlocuiți doar parțial, în sărurile bazice ale grupului OH a bazei corespunzătoare sunt înlocuiți parțial cu resturi acide.
Există și alte tipuri de săruri, cum ar fi săruri duble, care conţin doi cationi diferiţi şi un anion: CaCO3MgCO3 (dolomit), KCl NaCl (silvinit), KAl (SO4)2 (alaun de potasiu); săruri amestecate, care conţin un cation şi doi anioni diferiţi: CaOCl 2 (sau Ca(OCl)Cl); săruri complexe, care include complexitate, format dintr-un atom central legat de mai multe liganzi: K 4 (sare de sânge galben), K 3 (sare de sânge roșu), Na, Cl; săruri hidratate(hidrati de cristal), care conțin molecule apa de cristalizare: CuS045H20 (sulfat de cupru), Na2S0410H20 (sare Glauber).
Numele sărurilor se formează din numele anionului urmat de numele cationului.
Pentru sărurile acizilor fără oxigen, se adaugă un sufix la numele nemetalului id, de exemplu, clorură de sodiu NaCl, sulfură de fier (H) FeS etc.
La denumirea sărurilor acizilor care conțin oxigen, în cazul stărilor de oxidare superioare, terminația este adăugată la rădăcina latină a numelui elementului — a.m, în cazul stărilor de oxidare inferioare terminaţia -aceasta.În numele unor acizi, prefixul este folosit pentru a desemna cele mai scăzute stări de oxidare ale unui nemetal. hipo-, pentru sărurile acizilor percloric și permanganic, folosiți prefixul pe-, ex: carbonat de calciu CaCO 3, sulfat de fier (III) Fe 2 (SO 4) 3, sulfit de fier (II) FeSO 3, hipoclorit de potasiu KOSl, clorit de potasiu KOSl 2, clorat de potasiu KOSl 3, perclorat de potasiu KOSl 4, permanganat de potasiu KMnO 4, dicromat de potasiu 2 O 7 .
Săruri acide și bazice poate fi considerat ca un produs al conversiei incomplete a acizilor si bazelor. Conform nomenclaturii internaționale, atomul de hidrogen, care face parte din sarea acidă, este notat prin prefix hidro-, grup OH - prefix hidroxi, NaHS - hidrosulfură de sodiu, NaHSO 3 - hidrosulfit de sodiu, Mg (OH) Cl - hidroxiclorura de magneziu, Al (OH) 2 Cl - dihidroxi clorură de aluminiu.
În denumirile ionilor complecși, liganzii sunt indicați mai întâi, urmați de numele metalului, indicând starea de oxidare corespunzătoare (cifrele romane între paranteze). În denumirile cationilor complecși, se folosesc denumiri rusești de metale, de exemplu: Cl 2 - clorură de cupru (P) tetraamină, 2 SO 4 - sulfat de argint diamina (1). În denumirile de anioni complecși se folosesc denumirile latine ale metalelor cu sufixul -at, de exemplu: K[Al (OH) 4] - tetrahidroxialuminat de potasiu, Na - tetrahidroxicromat de sodiu, K 4 - hexacianoferrat de potasiu (H) .
Denumiri de săruri hidratate (hidraţii cristalini) se formează în două moduri. Puteți utiliza sistemul complex de numire a cationilor descris mai sus; de exemplu, sulfatul de cupru SO 4 H 2 0 (sau CuSO 4 5H 2 O) poate fi numit sulfat de tetraacvacupru(II). Cu toate acestea, pentru cele mai cunoscute săruri hidratate, cel mai adesea numărul de molecule de apă (gradul de hidratare) este indicat printr-un prefix numeric la cuvânt "hidrat", de exemplu: CuSO 4 5H 2 O - sulfat de cupru (I) pentahidrat, Na 2 SO 4 10H 2 O - sulfat de sodiu decahidrat, CaCl 2 2H 2 O - clorură de calciu dihidrat.
Solubilitatea sărurilor
În funcție de solubilitatea lor în apă, sărurile se împart în solubile (P), insolubile (H) și ușor solubile (M). Pentru a determina solubilitatea sărurilor, utilizați tabelul cu solubilitatea acizilor, bazelor și sărurilor în apă. Dacă nu există nicio masă la îndemână, atunci puteți folosi regulile. Sunt ușor de reținut.
1. Toate sărurile acidului azotic sunt solubile - nitrați.
2. Toate sărurile acidului clorhidric sunt solubile - cloruri, cu excepția AgCl (H), PbCl 2 (M).
3. Toate sărurile acidului sulfuric - sulfații sunt solubile, cu excepția BaSO 4 (H), PbSO 4 (H).
4. Sărurile de sodiu și potasiu sunt solubile.
5. Toți fosfații, carbonații, silicații și sulfurile nu se dizolvă, cu excepția sărurilor de Na + și K + .
Dintre toți compușii chimici, sărurile sunt cea mai numeroasă clasă de substanțe. Acestea sunt solide, diferă unele de altele prin culoare și solubilitate în apă. La începutul secolului al XIX-lea. Chimistul suedez I. Berzelius a formulat definiția sărurilor ca produse de reacție a acizilor cu baze sau compuși obținuți prin înlocuirea atomilor de hidrogen dintr-un acid cu un metal. Pe această bază, sărurile se disting ca medii, acide și bazice. Sărurile medii sau normale sunt produse ale înlocuirii complete a atomilor de hidrogen dintr-un acid cu un metal.
De exemplu:
N / A 2 CO 3 - bicarbonat de sodiu;
CuSO 4 - sulfat de cupru (II) etc.
Astfel de săruri se disociază în cationi metalici și anioni ai reziduului acid:
Na 2 CO 3 \u003d 2Na + + CO 2 -
Sărurile acide sunt produse ale înlocuirii incomplete a atomilor de hidrogen dintr-un acid cu un metal. Sărurile acide includ, de exemplu, bicarbonat de sodiu NaHC03, care constă dintr-un cation metalic Na+ și un reziduu acid încărcat unic HCO3-. Pentru o sare acidă de calciu formula se scrie astfel: Ca (HCO 3) 2. Denumirile acestor săruri sunt alcătuite din denumirile sărurilor medii cu adăugarea prefixului hidro- , De exemplu:
Mg (HSO 4) 2 - hidrosulfat de magneziu.
Disociați sărurile acide după cum urmează:
NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 -
Mg (HSO 4) 2 \u003d Mg 2+ + 2HSO 4 -
Sărurile bazice sunt produse ale substituției incomplete a grupărilor hidroxo în bază pentru un reziduu acid. De exemplu, astfel de săruri includ faimosul malachit (CuOH) 2 CO 3, despre care ați citit în lucrările lui P. Bazhov. Este format din doi cationi bazici CuOH + și un anion dublu încărcat al reziduului acid CO 3 2- . Cationul CuOH + are o sarcină +1, prin urmare, în moleculă, doi astfel de cationi și un anion CO 3 2- încărcat dublu sunt combinați într-o sare neutră din punct de vedere electric.
Numele acestor săruri vor fi aceleași ca și pentru sărurile normale, dar cu adăugarea prefixului hidroxo-, (CuOH)2CO3 - hidroxocarbonat de cupru (II) sau AlOHCI2 - hidroxoclorura de aluminiu. Majoritatea sărurilor bazice sunt insolubile sau puțin solubile.
Acestea din urmă se disociază astfel:
AlOHCl 2 \u003d AlOH 2 + + 2Cl -
Proprietățile sării
Primele două reacții de schimb au fost discutate în detaliu anterior.
A treia reacție este, de asemenea, o reacție de schimb. Curge între soluțiile sărate și este însoțită de formarea unui precipitat, de exemplu:
A patra reacție a sărurilor este asociată cu poziția metalului în seria electrochimică a tensiunilor metalice (vezi „Seria electrochimică a tensiunilor metalice”). Fiecare metal înlocuiește din soluțiile sărate toate celelalte metale situate în dreapta lui într-o serie de tensiuni. Aceasta este supusă următoarelor condiții:
1) ambele săruri (atât care reacţionează, cât şi formate ca urmare a reacţiei) trebuie să fie solubile;
2) metalele nu trebuie să interacționeze cu apa, prin urmare, metalele principalelor subgrupe ale grupelor I și II (pentru acestea din urmă, începând cu Ca) nu înlocuiesc alte metale din soluțiile sărate.
Metode de obținere a sărurilor
Metode de obținere și proprietăți chimice ale sărurilor. Sărurile pot fi obținute din compuși anorganici din aproape orice clasă. Alături de aceste metode, sărurile acizilor anoxici pot fi obținute prin interacțiunea directă a unui metal și a unui nemetal (Cl, S etc.).
Multe săruri sunt stabile atunci când sunt încălzite. Cu toate acestea, sărurile de amoniu, precum și unele săruri ale metalelor slab active, acizii slabi și acizii în care elementele prezintă stări de oxidare mai mari sau mai scăzute, se descompun atunci când sunt încălzite.
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
2Ag 2 CO 3 \u003d 4Ag + 2CO 2 + O 2
NH 4 Cl \u003d NH 3 + HCl
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2
2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3
4FeSO 4 \u003d 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2
2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2
2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2
NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2H 2 O
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
2KSlO 3 \u003d MnO 2 \u003d 2KCl + 3O 2
4KClO 3 \u003d 3KSlO 4 + KCl
oxizi. Azotul formează cinci oxizi cu stări de oxidare +1, +2, +3, +4, +5.
Oxizii N 2 O și NO nu formează sare (ce înseamnă asta?), iar restul oxizilor sunt acizi: corespunde acidului azotic, a - acid azotic. Oxidul nitric (IV), atunci când este dizolvat în apă, formează simultan doi acizi - HNO2 și HNO3:
2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 2 + HNO 3.
Dacă se dizolvă în apă în prezența excesului de oxigen, se obține numai acid azotic:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3.
Oxidul nitric (IV) NO 2 este un gaz brun, foarte toxic. Se obține ușor prin oxidarea oxidului azotic (II) incolor, care nu formează sare, cu oxigenul din aer:
2NO + O 2 \u003d 2NO 2.
Acid azotic HNO3. Este un lichid incolor care „fumă” în aer. Când este depozitat la lumină, acidul azotic concentrat devine galben, deoarece se descompune parțial odată cu formarea de gaz NO 2 maro:
4HNO 3 \u003d 2H 2 O + 4NO 2 + O 2.
Acidul azotic prezintă toate proprietățile tipice ale acizilor tari: interacționează cu oxizii și hidroxizii metalelor, cu sărurile (faceți ecuațiile de reacție adecvate).
Experimentul de laborator nr 32
Proprietățile acidului azotic diluat
Faceți experimente care să demonstreze că acidul azotic prezintă proprietățile tipice ale acizilor.
|
Cu metalele, acidul azotic se comportă într-un mod special - niciunul dintre metale nu înlocuiește hidrogenul din acidul azotic, indiferent de concentrația acestuia (pentru acidul sulfuric, acest comportament este tipic doar în starea sa concentrată). Acest lucru se datorează faptului că HNO3 este un agent oxidant puternic, în care azotul are o stare de oxidare maximă de +5. El este cel care va fi restaurat atunci când interacționează cu metalele.
Produsul de reducere depinde de poziția metalului în seria de tensiuni, de concentrația acidului și de condițiile de reacție. De exemplu, atunci când interacționează cu cuprul, acidul azotic concentrat este redus la oxid azotic (IV):
Experimentul de laborator nr. 33
Interacțiunea acidului azotic concentrat cu cuprul
| Se toarnă cu grijă 1 ml de acid azotic concentrat într-o eprubetă. Scoateți puțină pudră de cupru cu vârful unui tub de sticlă și turnați-o într-o eprubetă cu acid. (Dacă nu există pulbere de cupru în dulap, puteți folosi o bucată mică de sârmă de cupru foarte subțire, care trebuie mai întâi rulată într-o bilă.) Ce observați? De ce are loc reacția fără încălzire? De ce această versiune a experimentului nu necesită utilizarea unei hote? Dacă aria de contact a cuprului cu acidul azotic este mai mică decât versiunea propusă a experimentului, atunci ce condiții trebuie respectate? După experiment, puneți imediat eprubetele cu conținutul într-o hotă. Notați ecuația reacției și luați în considerare procesele redox. |
Fierul și aluminiul, sub acțiunea HNO2 concentrat, sunt acoperite cu o peliculă puternică de oxid care protejează metalul de oxidarea ulterioară, adică acidul pasivează metalele. Prin urmare, acidul azotic, ca și acidul sulfuric, poate fi transportat în rezervoare din oțel și aluminiu.
Acidul azotic oxidează multe substanțe organice, decolorează coloranții. În acest caz, de obicei se eliberează multă căldură și substanța se aprinde. Deci, dacă se adaugă o picătură de terebentină la acidul azotic, atunci apare o fulgerare strălucitoare și o așchie mocnitoare în acid azotic se aprinde (Fig. 135).
Orez. 135.
Arderea unei așchii în acid azotic
Acidul azotic este utilizat pe scară largă în industria chimică pentru producerea de îngrășăminte cu azot, materiale plastice, fibre artificiale, coloranți și lacuri organice, medicinale și explozive (Fig. 136).
Orez. 136.
Acidul azotic este folosit pentru a produce:
1 - îngrășăminte; 2 - materiale plastice; 3 - medicamente; 4 - lacuri; 5 - fibre artificiale; 6 - explozivi
Sărurile acidului azotic - nitrații se obțin prin acțiunea acidului asupra metalelor, a oxizilor și hidroxizilor acestora. Nitrații de sodiu, potasiu, calciu și amoniu sunt numiți salpetri: NaNO 3 - azotat de sodiu, KNO 3 - azotat de potasiu, Ca (NO 3) 2 - azotat de calciu, NH 4 NO 3 - azotat de amoniu. Salpetrul este folosit ca îngrășământ cu azot.
Azotatul de potasiu este, de asemenea, folosit la fabricarea pulberii negre, iar azotatul de amoniu, după cum știți deja, este folosit pentru prepararea explozivilor de amoniu. Nitratul de argint, sau lapis, AgNO 3 este folosit în medicină ca agent de cauterizare.
Aproape toți nitrații sunt foarte solubili în apă. Când sunt încălzite, se descompun cu eliberarea de oxigen, de exemplu:
Cuvinte și concepte noi
- Oxizi de azot acizi care nu formează sare.
- Oxid nitric (IV).
- Proprietățile acidului azotic ca electrolit și ca agent oxidant.
- Interacțiunea acidului azotic concentrat și diluat cu cuprul.
- Aplicarea acidului azotic.
- Nitrați, salpetri.
Sarcini pentru munca independentă
- De ce acidul azotic nu formează săruri acide?
- Scrieți ecuațiile moleculare și ionice pentru reacțiile acidului azotic cu hidroxidul de cupru (II), oxidul de fier (III) și carbonatul de sodiu.
- Majoritatea sărurilor acidului azotic sunt solubile în apă, cu toate acestea, oferă o ecuație pentru reacția HNO3 cu sarea, în urma căreia se formează un precipitat. Scrieți ecuația ionică pentru această reacție.
- Luați în considerare ecuațiile de reacție pentru acidul azotic diluat și concentrat cu cupru în ceea ce privește procesele redox.
- Sugerați două lanțuri de transformări care conduc la producerea de acid azotic pornind de la azot și amoniac. Descrieți reacțiile redox folosind metoda echilibrului electronic.
- Câte kilograme de acid azotic 68% se pot obține din 276 kg (n.a.) oxid azotic (IV)?
- La calcinarea a 340 g de azotat de sodiu s-au obținut 33,6 litri (n.a.) de oxigen. Calculați fracția de masă a impurităților din salpetru.
Pentru a reprezenta grafic formula sării, ar trebui:
1. Scrieți corect formula empirică a acestui compus.
2. Avand in vedere ca orice sare poate fi reprezentata ca un produs de neutralizare a acidului si bazei corespunzatoare, formulele acidului si bazei care formeaza aceasta sare trebuie prezentate separat.
De exemplu:
Ca (HSO 4) 2 - hidrosulfatul de calciu se poate obține prin neutralizarea incompletă a acidului sulfuric H 2 SO 4 cu hidroxid de calciu Ca (OH) 2.
3. Determinați câte molecule de acid și bază sunt necesare pentru a obține o moleculă din această sare.
De exemplu:
Pentru a obține o moleculă de Ca(HSO 4) 2, sunt necesare o moleculă de bază (un atom de calciu) și două molecule de acid (două resturi de acid HSO 4 - 1).
Ca (OH) 2 + 2H 2 SO 4 \u003d Ca (HSO 4) 2 + 2H 2 O.
În continuare, ar trebui să construiți imagini grafice ale formulelor numărului stabilit de molecule de bază și acide și, eliminând mental anionii hidroxil de bază și cationii de hidrogen acid care participă la reacția de neutralizare și formează apă, obțineți o imagine grafică a formulei sării:
O – H H - O O O O
Ca 
+ → Ca + 2 H - O - H
O – H H - O O O O
H-O O H-O O
Proprietățile fizice ale sărurilor
Sărurile sunt solide cristaline. În funcție de solubilitatea lor în apă, ele pot fi împărțite în:
1) foarte solubil,
2) ușor solubil,
3) practic insolubil.
Majoritatea sărurilor acizilor azotic și acetic, precum și sărurile de potasiu, sodiu și amoniu sunt solubile în apă.
Sărurile au o gamă largă de temperaturi de topire și descompunere termică.
Proprietățile chimice ale sărurilor
Proprietățile chimice ale sărurilor caracterizează relația lor cu metale, alcalii, acizi și săruri.
1. Sărurile din soluții interacționează cu metale mai active.
Metalul mai activ îl înlocuiește pe metalul mai puțin activ din sare (vezi Anexa Tabelul 9).
De exemplu:
Pb (NO 3) 2 + Zn \u003d Pb + Zn (NO 3) 2,
Hg (NO 3) 2 + Cu \u003d Hg + Cu (NO 3) 2.
2. Soluțiile sărate interacționează cu alcalii, aceasta produce o nouă bază și o nouă sare.
De exemplu:
CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + 2K 2 SO 4,
FeCl 3 + 3NaOH \u003d Fe (OH) 3 + 3NaCl.
3. Sărurile reacţionează cu soluţii de acizi mai puternici sau mai puţin volatili, aceasta produce o sare nouă și un acid nou.
De exemplu:
a) în urma reacției se formează un acid mai slab sau un acid mai volatil:
Na 2 S + 2HC1 \u003d 2NaCl + H 2 S
b) reacțiile sărurilor acizilor tari cu acizii mai slabi sunt posibile și dacă în urma reacției se formează o sare puțin solubilă:
CuSO 4 + H 2 S \u003d CuS + H 2 SO 4.
4. Sărurile din soluții intră în reacții de schimb cu alte săruri, rezultând două săruri noi.
De exemplu:
NaС1 + AgNO 3 \u003d AgCl + NaNO 3,
CaCI 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + 2NaCl,
CuSO 4 + Na 2 S \u003d CuS + Na 2 SO 4.
Trebuie amintit că reacțiile de schimb se desfășoară aproape până la sfârșit dacă unul dintre produșii de reacție este eliberat din sfera de reacție sub formă de precipitat, gaz sau dacă în timpul reacției se formează apă sau un alt electrolit slab.
