\(HNO_{3}\) là một axit cơ bản quan trọng trong chương trình hóa học phổ thông. Vậy axit nitric và muối nitrat có tính chất hóa học gì đặc trưng? Bài viết sau hãy cùng DINHNGHIA.VN tìm hiểu sâu hơn về axit nitric và muối nitrat nhé!
Tính chất vật lý của axit nitric
Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm. Ở điều kiện thường, axit nitric \(HNO_{3}\) kém bền, ở điều kiện có ánh sáng nó phân hủy một phần thành khí nito dioxit (\(NO_{2}\))
Trong tự nhiên, axit nitric có ở đâu? Nó được hình thành trong những cơn mưa giông kèm sấm chớp và hiện nay chúng là một trong những tác nhân gây ra mưa axit.
Axit nitric có D=1,53g/cm3, sôi ở 86\(^{0}C\). Trong phòng thí nghiệm thường sử dụng loại axit đặc có nồng độ 68%, D=1,40g/cm3.
Tính chất hóa học của axit nitric
Tính axit
Axit nitric \(HNO_{3}\) là một trong những axit mạnh, trong dung dịch nó phân li hoàn toàn thành \(H^{+}\) và \(NO_{3}^{-}\), thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của một axit đặc trưng ( tương tự như tính axit của axit HCl và axit \(H_{2}SO_{4}\) .Cụ thể:
- Dung dịch \(HNO_{3}\) làm hóa đỏ quỳ tím
- Dung dịch axit \(HNO_{3}\) tác dụng với oxit bazo tạo muối nitrat và nước:
\(2HNO_{3} + CuO \rightarrow Cu(NO_{3})_{2} + H_{2}O\)
- Dung dịch \(HNO_{3}\) tác dụng với bazo (pản ứng trung hòa) tạo muối nitrat và nước:
\(HNO_{3} + NaOH \rightarrow NaNO_{3} + H_{2}O\)
- Dung dịch \(HNO_{3}\) tác dụng với muối của axit yếu hơn (điều kiện cần có chất bay hơi):
\(2HNO_{3} + CaCO_{3} \rightarrow Ca(NO_{3})_{2} + CO_{2} + H_{2}O\)
Tính oxi hóa học
Trong hợp chất \(HNO_{3}\), nguyên tố Nito có oxi hóa cao nhất là +5 nên nó dễ dàng bị khử, thể hiện tính oxi hóa mạnh. Tùy thuộc vào nồng độ của axit mà \(HNO_{3}\) có thể bị khử đến một số loại sản phẩm khác nhau của nito.
Axit nitric tác dụng với kim loại
\(HNO_{3}\) oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Pt và Au).
_ Khi tác dụng với kim loại có tính khử yếu, axit nitric \(HNO_{3}\) đặc bị khử đến \(NO_{2}\), \(HNO_{3}\) loãng bị khử đến NO
\(\overset{0}{Cu} + 4H\overset{+5}{N}O_{3} \rightarrow \overset{+2}{Cu}(NO_{3})_{2} + 2\overset{+4}{N}O_{2} + 2H_{2}O\)
\(3\overset{0}{Cu} + 8H\overset{+5}{N}O_{3} \rightarrow 3\overset{+2}{Cu}(NO_{3})_{2} + 2\overset{+2}{N}O + 4H_{2}O\)
_ Khi tác dụng với kim loại có tín khử mạnh như Mg, Al, Zn,… \(HNO_{3}\) có thể bị khử đến \(\overset{+1}{N_{2}}O\), \(\overset{0}{N_{2}}\), \(\overset{-3}{N}H_{4}NO_{3}\):
\(8\overset{0}{Al} + 30H\overset{+5}{N}O_{3} \rightarrow 8\overset{+3}{Al}(NO_{3})_{3} + 3\overset{-1}{N_{2}}O + 15H_{2}O\)
_ Lưu ý: Fe, Al bị thụ động hóa trong dung dịch axit nitric \(HNO_{3}\) đặc nguội vì tạo nên một màng oxit bền trên bề mặt của kim loại, ngăn cản kim loại tác dụng với axit.
Tác dụng với phi kim
Khi đun nóng, axit nitric có thể oxi hóa nhiều phi kim. Phi kim bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao nhất còn \(HNO_{3}\) bị khử đến NO hay \(NO_{2}\) tùy nồng độ axit.
\(\overset{0}{S} + 6H\overset{+5}{N}O_{3} \rightarrow H_{2}\overset{+6}{S}O_{4} + 6\overset{+4}{N}O_{2} + 2H_{2}O\)
Tác dụng với hợp chất
\(3H_{2}\overset{-2}{S} + 2H\overset{+5}{N}O_{3} \rightarrow \overset{0}{S} + 2\overset{+2}{N}O + 4H_{2}O\)
Nhiều chất hữu cơ bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với \(HNO_{3}\) đặc.
Điều chế axit nitric
Trong phòng thí nghiệm
Axit nitric được điều chế bằng cách cho natri nitrat hoặc kali nitrat rắn tác dụng với axit sunfuric đặc nóng:
\(NaNO_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow HNO_{3} + NaHSO_{4}\)
Tuy nhiên phương pháp này chỉ điều chế được một lượng nhỏ axit nitric bốc khói.
Trong công nghiệp
Axit nitric được điều chế theo quy trình:
\(4NH_{3} + 5O_{2} \xrightarrow[t^{0}]{Pt} 4NO + 6 H_{2}O\)
\(2NO + O_{2} \rightarrow 2NO_{2}\)
\(4NO_{2} + 2H_{2}O + O_{2} \rightarrow 4HNO_{3}\)
Ứng dụng của axit nitric và muối nitrat:
Axit nitric và muối nitrat được ứng dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp. Cụ thể:
Phần lớn axit nitric được dùng để điều chế phân đạm \(NH_{4}NO_{3}\), sản xuất thuốc nổ TNT, thuốc nhuộm ay dược phẩm,…
Muối nitrat được sử dụng làm phân bón hóa học (phân đạm), điều chế thuốc nổ đen ( chứa 75% \(KNO_{3}\), 10% S và 15% C).
Bài tập về axit nitric và muối nitrat:
Trên đây là lý thuyết về axit nitric và muối nitrat để bạn có thể vận dụng vào giải các bài tập về nó. Bài tập axit nitric và muối nitrat là một chuyên đề khó và rất quan trọng trong chương trình học hóa phổ thông được học ở lớp 11 và là nội dung thi đại học. Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn trong bài viết khác của DINHNGHIA.VN nhé, bạn hãy theo dõi đón xem.
Hy vọng bạn đã nắm rõ các kiến thức trọng tâm trong bài axit nitric và muối nitrat qua bài viết. Nếu có gì không rõ hoặc có những bài tập về axit nitric và muối nitrat cần giải hãy để lại bên dưới nhé!
Xem thêm >>> Đá khô co2 là gì? Tình chất và Ứng dụng của đá khô co2
Xem thêm >>> Auramine o là gì? Thực trạng xã hội trong việc sử dụng auramine o
