Aхit Nitric HNO3 là là một trong những aхit rất quen thuộc có công thức là HNO3, nó là một dung dịch nitrat hiđrô (axít nitric khan), là một chất axít độc và ăn mòn có thể dễ gây cháy. Acid nitric tinh khiết không màu sắc còn nếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ của các ôxít nitơ. Vậy các em đã tìm hiểu kỹ về loại axit này chưa, sản phẩm khử của axit Nitric này là gì? Hãy tìm hiểu ngay cùng chúng tôi qua bài viết này nhé.
Cách xác định sản phẩm khử của Axit Nitric ( HNO3 ) :
Sản phẩm khử của HNO3 không phải H2 mà là các sản phẩm khử khác của Nitơ như: NO2 (nếu là HNO3 đặc), NO, N2O, N2, NH4NO3 (nếu là HNO3 loãng): Các kim loại khí phản ứng với HNO3 đặc sản phẩm khử sinh ra là NO2 (khí màu nâu đỏ), còn HNO3 loãng sinh ra nhiều sản phẩm khử khác.
Xem thêm tại đây :
Tính chất đặc trưng của axit nitric
Tính chất vật lý
– Axit nitric khan tinh khiết là một chất lỏng có tỷ trọng khoảng 1522 kg/m³, đông đặc để hình thành nên các tinh thể trắng ở nhiệt độ – 42 ℃ và sôi ở 83 ℃. Khi sôi trong ánh sáng, kể cả trong điều kiện nhiệt độ phòng, một phần HNO3 sẽ bị phân hủy thành nito dioxide. Phương trình phản ứng xảy ra như sau:
4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2 (72 ℃)
Điều này đồng nghĩa với việc cần bảo quản acid nitric khan ở nhiệt độ dưới 0 ℃ để tránh bị phân hủy.
– Nito dioxide hòa tan trong axit nitric tạo thành dung dịch có màu vàng hoặc đỏ (khi ở nhiệt độ cao hơn).
– Axit nitric tinh khiết khi để ra không khí có xu hướng bốc khói trắng còn axit với NO2 bốc khói hơi màu nâu hơi đỏ.
– Có thể pha trộn HNO3 với nước theo bất kỳ tỷ lệ nào và khi chưng cất, nó sẽ tạo ra một azeotrope có nồng độ HNO3 là 68%. Azeotrope này có nhiệt độ sôi là 120,5 ℃ tại áp suất 1 atm. Có 2 hydrat thường được nhắc tới, đó chính là trihydrat (HNO3·3H2O) và monohydrat (HNO3·H2O).
– NOx tan trong axit nitric và điều này cũng gây ra ít nhiều ảnh hưởng đến các tính chất vật lý liên quan đến nồng độ của các oxide này, chủ yếu là áp suất hơi trên chất lỏng, nhiệt độ sôi và màu sắc.
– HNO3 bị phân hủy khi gặp nhiệt độ cao hoặc bị ánh sáng chiếu vào với nồng độ tăng lên.
Tính chất hóa học của Axit Nitric HNO3
Axit nitric là một dung dịch nitrat hidro và là một axit khan, một monoaxit mạnh với tính oxy hóa mạnh. Nó có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ và có hằng số cân bằng axit (pKa) là −2. Bên cạnh đó thì axit nitric cũng là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên khi ở trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành một proton hydrat (ion hidroni) và các ion nitrat NO3−.
HNO3 + H3O+ H2O → H3O+ + NO3-
Axit nitric là một axit mạnh
– HNO3 có khả năng làm giấy quỳ chuyển thành màu đỏ.
– Tác dụng với oxit bazo, bazo mà khi ở trong oxit, bazo tương ứng, kim loại đã đạt hóa trị cao nhất để tạo thành muối và nước:
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
Mg(OH)2 + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + 2H2O
– Tác dụng với muối mà khi ở trong muối đó, kim loại đã đạt hóa trị cao nhất để tạo thành muối mới và axit mới:
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Axit nitric là chất oxi hóa mạnh
– Tác dụng với kim loại:
Axit nitric phản ứng với hầu hết các kim loại trừ vàng và Platin để tạo thành muối nitrat, nước và sản phẩm khử của N+5 (NO, N2O, NO2, N2 và NH4NO3).
Nếu axit đặc và nóng thì sản phẩm tạo ra là NO2
Nếu axit loãng thì sản phẩm tạo ra thường là NO
Nếu chất khử mạnh và trong điều kiện nồng độ axit và nhiệt độ thích hợp thì sản phẩm tạo ra có thể là N2O, N2, NH4NO3.
HNO3 + M → M(NO3)n + H2O + NO2 (NO, N2O, N2, NH4NO3)
Cụ thể như sau:
HNO3 đặc, nóng + Kim loại → Muối nitrat + NO + H2O
HNO3 loãng + Kim loại → Muối nitrat + NO + H2O
HNO3 loãng lạnh + Kim loại → Muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
Sản phẩm khử của N+5 phụ thuộc vào độ mạnh yếu của kim loại cũng như nồng độ của dung dịch axit. Thường thì dung dịch HNO3 đặc sẽ tạo ra khí NO2 còn dung dịch loãng tạo ra khí NO. Dung dịch HNO3 càng loãng và kim loại tác dụng càng mạnh thì N càng bị khử xuống mức sâu hơn.
Ví dụ như: 4HNO3 + Cu→ Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
HNO3 phản ứng mãnh liệt với đồng
4HNO3 loãng + Fe → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
10HNO3 + 8Na → 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O
Chú ý: Nếu cho sắt hoặc hỗn hợp sắt và đồng tác dụng với dung dịch axit nitric mà sau phản ứng còn dư kim loại thì trong dung dịch sắt thu được sẽ chỉ có muối ở dạng Fe2+.
– Tác dụng với phi kim:
HNO3 đặc tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, trừ silic và halogen) sẽ tạo ra khí NO2, nước và oxit của phi kim.
4HNO3 đặc + C → 4NO2 + 2H2O + CO2
5HNO3 đặc + P → 5NO2 + H2O + H3PO4
4HNO3 loãng + 3C → 3CO2 + 4NO + 2H2O
– Tác dụng với các chất khử khác như oxit bazo, bazo, muối mà khi ở trong oxit bazo, bazo, muối đó, kim loại chưa có hóa trị cao nhất.
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
– Phản ứng với hợp chất:
2HNO3 (>5%) + 3H2S → 3S + 2NO + 4H2O
8HNO3 đặc + PbS → PbSO4 + 8NO2 + 4H2O
Bạc(I) photphat – Ag3PO4 tan trong HNO3 còn thủy ngân(II) sulfide – HgS không tác dụng với HNO3.
– Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit HNO3 có khả năng phá hủy nhiều loại hợp chất hữu cơ nên nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể thì sẽ rất nguy hiểm.
Những điều liên quan đến HNO3:
1. HNO3 tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí và có tỉ khối d = 1,52 (g/ml).
2. HNO3 tinh khiết kém bền, dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng và nhiệt: 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O.
NO2 sinh ra tan vào acid nitric làm cho chất lỏng từ không màu thành màu vàng.
3. HNO3 tinh khiết tự ion hóa thành NO2+ và NO3-. Đây là tính chất rất đặc biệt khiến cho các hợp chất tan trong HNO3 tinh khiết có những tính chất kì lạ:
2HNO3 ⇌ NO2+ + NO3- + H2O
4. HNO3 đặc tan trong nước theo bất cứ tỉ lệ nào. Nó tạo thành hỗn hợp đẳng phí (đồng sôi) với nước chứa 69,2% thành phần acid và sôi ở 121,8°C.
5. HNO3 có thể tương tác với hầu hết các kim loại trừ Au, Pt, Rh, Ta, Ir.., HNO3 cũng có thể phản ứng với các phi kim như C, P, As, S…
6. Một số kim loại như Fe, Cr, Al không những không tương tác với HNO3 đặc nguội mà còn bị thụ động hóa, nghĩa là sau khi nhúng vào HNO3 đặc nguội thì chúng không cho tương tác với các acid trước đó mà chúng phản ứng dễ dàng.
7. Giống như HNO2, HNO3 cũng có khả năng oxi hóa Fe2+ lên Fe3+ còn bản thân bị khử thành NO. Khi có dư Fe2+, NO sẽ kết hợp với Fe2+ cho phức chất màu nâu kém bền:
6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O
FeSO4 + NO = [Fe(NO)]SO4
Phản ứng này có thể được sử dụng để nhận biết HNO3.
8. Hỗn hợp HNO3 đặc và HCl đặc theo tỉ lệ 1:3 được gọi là nước cường thủy (cường toan, aqua regia) có khả năng hòa tan được cả Au hay Pt.
Au + 3HCl + HNO3 = AuCl3 + NO + 2H2O
9. Trong công nghiệp HNO3 được điều chế từ NH3 theo sơ đồ: NH3 → NO → NO2 → HNO3.
10. Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể điều chế HNO3 từ muối KNO3 qua phản ứng trao đổi:
KNO3 + H2SO4 = KHSO4 + HNO3
Để acid khỏi bị phân hủy người ta thực hiện phản ứng ở 120°C -170°C và chưng cất acid trong chân không
Bài viết này chúng tôi đã hướng dẫn các bạn cách xác định được sản phẩm chất khử HNO3, Hi vọng sẽ giúp các em có thêm kiến thức để làm bài tập cũng như trong các kỳ thi khác nhau, Mời các bạn đón đọc các phương trình phản ứng khác của HNO3. Xin cảm ơn.