Trong công nghiệp người ta điều chế HNO3 theo phương pháp hiện đại từ
|
Câu hỏi: Để điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm, hoá chất nào sau đây được chọn làm nguyên liệu chính Show A. NaNO3, H2SO4 đặc B. NaNO3, N2, H2, HCl C. N2 và H2 D. AgNO3, HCl Lời giải Đáp án: A.NaNO3, H2SO4 đặc Giải thích Phương trình điều chếHNO3 trong phòng thí nghiệm: NaNO3tinh thể + H2SO4đặct°→NaHSO4+ HNO3 Cùng Top lời giải mở rộng kiến thức vềHNO3nhé: Giới thiệu chung về axit nitric HNO3
4NO2+ O2+ 2H2O → 4HNO3
Tính chất hóa học của HNO3Nitric acid là một axit mạnh, phải nói là một trong những axit mạnh nhất, do đó, nó mang đặc trưng của một axit và một vài đặc điểm của những axit mạnh nhất như: *Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ. - HNO3tác dụng kim loại đứng trước H tạo thành muối và khí hidro. Fe + 2HNO3→ Fe(NO3)2+ H2↑ 6HNO3+ 2Al → 2Al(NO3)3+ 3H2↑ 2HNO3+ Mg → Mg(NO3)2+ H2↑ - HNO3tác dụng với oxit kim loại HNO3tác dụng oxit kim loại tạo thành muối và nước. 6HNO3+ Al2O3→2Al(NO3)3+ 3H2O Fe3O4+ 8HNO3 → 4H2O + Fe(NO3)2+ 2Fe(NO3)3 2HNO3+ CuO → Cu(NO3)2+ H2O - HNO3tác dụng với bazơ. HNO3tác dụng bazơ dung dịch hoặc bazơ rắn tạo thành muối và nước 3HNO3+ Al(OH)3→ Al(NO3)3+ 3H2O 2HNO3+ 2NaOH → 2NaNO3+ H2O 2HNO3+ Ca(OH)2→ Ca(NO3)2+ 2H2O 2HNO3+ Fe(OH)2→ Fe(NO3)2+ 2H2O - HNO3tác dụng với muối HNO3tác dụng muối tạo thành muối và axit mới *Điều kiện: tạo kết tủa, khí bay lên hoặc axit mới yếu hơn K2CO3+ 2HNO3→ 2KNO3+ H2O + CO2↑ 2HNO3+ BaS → Ba(NO3)2+ H2S↑ CaCO3+ 2HNO3→ Ca(NO3)2+ H2O + CO2↑ - Bình thường, HNO3 không giải phóng Hidro (H2) khi có phản ứng với kim loại và tạo thành các muối có trạng thái oxy hóa ở mức cao hơn. Vì vậy, khi bảo quản Axit nitric thì không nên chứa trong những dụng cụ bằng kim loại, phổ biến là người ta sẽ chứa Acid nitric trong các can nhựa tối màu, thường thấy nhất là màu đen. Điều chế HNO3- Trong phòng thí nghiệm Để điều chếHNO3 trong phòng thí nghiệm, người ta cho muối natri nitrat tinh thể tác dụng với axit sunfuric đặc, chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của axit nitric là 83 °C cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng theo phương trình như sau: H2SO4đặc+ NaNO3(tinh thể) → HNO3+ NaHSO4 Axit nitric bốc khói đỏ thu được có thể chuyển thành axit nitric màu trắng. Khi thực hiện thí nghiệm , các dụng cụ phải làm từ thủy tinh, đặc biệt là bình cổ cong nguyên khối do axit nitric khan. Ngoài ra còn một cách khác nữa đó là: Axit nitric có thể được tạo ra bằng cách phân hủy nhiệt của đồng (II) nitrat , tạo ra khí nitơ dioxide và khí oxy, sau đó được truyền qua nước để tạo ra axit nitric. 2Cu(NO3)2 → 2 CuO + 4 NO2 + O2 4 NO2+ O2 →HNO2 +HNO3 - Trong công nghiệp Dung dịch HNO3 cấp thương mại thường có nồng độ giữa 52% và 68%. Việc sản xuất nó được thực hiện bằng công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh. Axit nitrit loãng có thể cô đặc đến 68% axit với một hỗn hợp azeotropic với 32% nước. Để thu được axit có nồng độ cao hơn, tiến hành chưng cất với axit sunfuric H2SO4. H2SO4 đóng vai trò là chất khử sẽ hấp thụ lại nước. 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Pt, 850oC) 2NO + O2 → NO2 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 Những tổn thương khi tiếp xúc HNO3 –Tiếp xúc theo đường mắt: Gây kích ứng có thể gây bỏng làm mù lòa. –Tiếp xúc theo đường thở: Gây kích ứng nghiêm trọng. Hít phải có thể gây khó thở và dẫn đến viêm phổi và tử vong. Triệu chứng khác bao gồm: Ho, nghẹt thở, kích ứng mũi và đường hô hấp. –Tiếp xúc theo đường da: Gây kích ứng, mẫn đỏ, đau và bỏng nặng. – Tiếp xúc theo đường tiêu hóa: nếu nuốt phải có thể gây cháy miệng, dạ dày. –Phơi nhiễm lâu có thể dẫn tới ung thư. + Hít phải: tìm kiếm không khí trong lành và chăm sóc y tế ngay lập tức. +Tiếp xúc mắt: ngay lập tức rửa mắt bằng nhiều nước trong ít nhất 15 phút để ngăn ngừa tổn thương thêm, sau đó lập tức tìm kiếm sự chăm sóc y tế. +Tiếp xúc với da: ngay lập tức rửa sạch vùng bị ảnh hưởng với nhiều nước trong ít nhất 15 phút.Loại bỏ quần áo bị ô nhiễm và rửa bằng xà bông.Chăm sóc y tế ngay lập tức khi được yêu cầu. +Nuốt phải: súc miệng bằng nước hoặc sữa. Lưu ý rằng không được phép cho bất cứ thứ gì vào miệng của nạn nhân khi họ đã bất tỉnh để tránh những trường hợp kích ứng. Tìm kiếm sự chăm sóc y tế nhanh nhất có thể. Chính vì vây, bạn nên trang bị đầy đủ những thiết bị bảo hộ an toàn như kính mắt, khẩu trang, mũ, găng tay, quần áo dài tay, giày,…và thường xuyên giữ cho nơi làm việc được sạch sẽ, thông thoáng, để xa những đồ dễ cháy nổ. Câu hỏi: Để điều chếHNO3trong phòng thí nghiệm người ta dùng: A.KNO3và H2SO4đặc B.NaNO3và HCl C.NO2và H2O D.NaNO2và H2SO4đ Lời giải Đáp án:A.KNO3và H2SO4đặc Để điều chếHNO3trong phòng thí nghiệm người ta dùng KNO3và H2SO4đặc. Giải thích NaNO3tinh thể + H2SO4đặct°→NaHSO4+ HNO3 Cùng Top lời giải mở rộng kiến thức về tính chất và ứng dụng của HNO3 nhé: HNO3 được gọi là dung dịch nitrat hidro hay còn được gọi là axit nitric khan. Axit này được hình thành ở trong tự nhiên, tạo ra từ những cơn mưa do sấm và sét tạo thành. Tính chất vật lý của HNO3- Ở dạng chất lỏng,HNO3thường không có màu và có bốc khói mạnh trong không khí có độ ẩm. Ở tự nhiên Axit Nitric được cấu thành và tạo ra từ những đợt sấm chớp và mưa sét. Cho đến hiện đại theo các chứng minh khoa học thì HNO3 là một tác nhân gây ra các trậnmưa Axithủy diệt. -Chính vì sự đặc biệt này nên HNO3 luôn là một hợp chất hóa học có tính sát thương và nguy hiểm cao. Nó là một chất axit cực độc, dễ ăn mòn và dễ tạo ra cháy nổ có tính sát thương cũng cực kỳ cao. Ngoài thực tế HNO3 không màu, ở dạng tinh khiết, nếu như bạn để lâu thì HNO3 sẽ bị chuyển sang màu vàng. -Màu vàng ở đây là do sự tích tụ của các nito oxit. Về cơ bản, nếu như một dung dịch có khoảng hơn 86% axit nitric, nó sẽ được gọi với cái tên đó làAxit nitricbốc khói. Axitnitric bốc khói có các đặc trưng đó là có bốc khói màu trắng và có axitnitric bốc khói màu đỏ. 2 đặc trưng này sẽ bị phụ thuộc vào số lượngnito dioxitđang hiện diện. -Một số đại lượng vật lý của HNO3 + Nhiệt độ đông đặc: -42 °C + Nhiệt độ sôi: 83 °C + Dưới tác dụng của ánh sáng, HNO3 bị phân hủy tạo thành nitơ dioxit NO2 (nhiệt độ thường). 4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2 + Ở nhiệt độ cao, nitơ dioxit bị hòa tan bởi axit HNO3 thành dung dịch có màu vàng hoặc đỏ. + Là một axit có tính ăn mòn cao, cực độc, dễ bắt lửa. + Khối lượng phân tử chính:63.012g · mol−1 + Ngoại quan:Chất lỏng bốc khói không màu, vàng hoặc đỏ + Mùi: vị chát, ngột ngạt + Tỉ trọng:1,51 g cm3, 1,41 g cm3[68% w / w] + Độ nóng chảy:−42 ° C (−44 ° F; 231 K) + Điểm sôi:83 ° C (181 ° F; 356 K) dung dịch 68% sôi ở 121 ° C (250 ° F; 394 K) + Áp suất hơi:48 mmHg (20 ° C) + Độ Axit:−1.4 Tính chất hóa học củaHNO3- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. -Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat 2HNO3+ CuO → Cu(NO3)2+ H2O 2HNO3+ Mg(OH)2→ Mg(NO3)2+ 2H2O 2HNO3+ CaCO3→ Ca(NO3)2+ H2O + CO2 -Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước . Kim loại + HNO3 đặc→ muối nitrat + NO + H2O ( to) Kim loại + HNO3 loãng→ muối nitrat + NO + H2O Kim loại + HNO3 loãng lạnh→ muối nitrat + H2 Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh→ Mg(NO3)2+ H2(khí) *Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc, nguội -Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp. -Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic vàhalogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim. C + 4HNO3 đặc→ 4NO2+ 2H2O + CO2 P + 5HNO3 đặc→ 5NO2+ H2O + H3PO4 3C + 4HNO3 loãng→ 3CO2+ 4NO + 2H2O -Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất: FeO + 4HNO3→ Fe(NO3)3+ NO2+ 2H2O FeCO3+ 4HNO3→ Fe(NO3)3+ NO2+ 2H2O + CO2 -Tác dụng với hợp chất: 3H2S + 2HNO3(>5%) → 3Skết tủa+ 2NO + 4H2O PbS + 8HNO3 đặc→ PbSO4 kết tủa+ 8NO2+ 4H2O Ag3PO4tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3. -Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người. Điều chế HNO3-Trong phòng thí nghiệm Người ta cho muối natri nitrat tinh thể tác dụng vớiaxit sunfuricđặc, chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của axit nitric là 83 °C cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tạo ra một lượng nhỏ axit. H2SO4 đặc+ NaNO3(tinh thể) → HNO3+ NaHSO4 Axit nitric bốc khói đỏ thu được có thể chuyển thành axit nitric màu trắng. Khi thực hiện thí nghiệm, các dụng cụ phải làm từ thủy tinh, đặc biệt là bình cổ cong nguyên khối do axit nitric khan. -Trong công nghiệp Dung dịch HNO3 cấp thương mại thường có nồng độ giữa 52% và 68%. Việc sản xuất nó được thực hiện bằng công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh. Axit nitrit loãng có thể cô đặc đến 68% axit với một hỗn hợp azeotropic với 32% nước. Để thu được axit có nồng độ cao hơn, tiến hành chưng cất với axit sunfuric H2SO4. H2SO4 đóng vai trò là chất khử sẽ hấp thụ lại nước. 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Pt, 850oC) 2NO + O2 → NO2 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 |
