Якщо нагрівати калієву або натрієву селітру, вони втрачають частину свого кисню і переходять у солі азотистої кислоти HNO2. Розкладання йде легше в присутності свинцю, що зв'язує :

KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO

Солі азотистої кислоти – нітрити – кристалічні, добре розчинні у воді (за винятком срібної солі). NaNO 2 широко застосовується під час виробництва різних барвників.

При дії на розчин якогось нітриту розведеною сірчаною кислотою виходить вільна азотиста кислота:

2NaNO 2 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2HNO 2

Вона належить до слабких кислот (До= 5 10 -4) і відома тільки сильно розбавлених водних розчинах. При концентруванні розчину або при його нагріванні азотиста кислота розпадається з виділенням окису та двоокису азоту:

2HNO 2 = NO + NO 2 + H 2 O

Азотиста кислота- сильний, але водночас при дії інших, більш енергійних окислювачів сама може окислюватися в азотну кислоту.

Ви читаєте, стаття на тему HNO2

Три з п'яти оксидів азоту реагують з водою, утворюючи азотисту Н1М0 2 та азотну HN0 3 кислоти.

Азотиста кислота слабка та нестійка. Вона може бути лише в невеликій концентрації в охолодженому водному розчині. Практично її одержують дією сірчаної кислоти на розчин солі (найчастіше NaN02) при охолодженні майже до 0°С. При спробі підвищення концентрації азотистої кислоти розчину на дно судини виділяється синя рідина - оксид азоту(Ш). При підвищенні температури азотиста кислота розкладається, але реакції

Оксид азоту(1У) реагує з водою, даючи дві кислоти (див. вище). Але з урахуванням розкладання азотистої кислоти сумарна реакція N 2 0 4 з водою під час нагрівання записується так:

Солі азотистої кислоти (нітрити) досить стійкі. Нітрити калію або натрію можна отримати розчиненням оксиду азоту(1У) у лугу:

Утворення суміші солей цілком зрозуміло, оскільки реагуючи з водою, N 2 0 4 утворює дві кислоти. Нейтралізація лугом запобігає розкладанню нестійкої азотистої кислоти і призводить до зміщення рівноваги реакції N 2 0 4 з водою повністю вправо.

Нітрити лужних металів виходять також при термічному розкладанні їх нітратів:

Солі азотистої кислоти добре розчиняються у воді. Розчинність деяких нітритів винятково висока. Наприклад, при 25°З коефіцієнт розчинності нітриту калію дорівнює 314, тобто. у 100 г води розчиняється 314 г солі. Нітрити лужних металів термічно стійкі та плавляться без розкладання.

У кислому середовищі нітрити діють досить сильні окислювачі. Фактично окислювальні властивості виявляє слабка азотиста кислота, що утворюється. З розчинів йодидів виділяється йод:

Йод виявляється за фарбуванням, а оксид азоту - за характерним запахом. Азот переходить із СО+3 в СО +2.

Окислювачі сильніші, ніж азотиста кислота, окислюють нітрити до нітратів. У кислому середовищі розчин перманганату калію знебарвлюється при додаванні нітриту натрію:

Азот переходить із СО+3 в СО+5. Таким чином, азотиста кислота та нітрити виявляють окисно-відновну двоїстість.

Нітрити отруйні, оскільки вони окислюють в гемоглобіні залізо(П) до заліза(Н1) і гемоглобін втрачає здатність приєднувати та переносити кисень у крові. Застосування великої кількості азотних добрив значно прискорює зростання рослин, але вони містять у підвищеної концентрації нітрати і нітрити. Вживання вирощених таким чином овочів та ягід (кавуни, дині) призводить до отруєнь.

Величезне практичне значеннямає азотну кислоту. У її властивостях поєднуються сила кислоти (практично повна іонізація у водному розчині), сильні окисні властивості та здатність передавати нітрогрупу N0 2 + іншим молекулам. Азотну кислоту застосовують у великих кількостях для добрив. У цьому випадку вона є джерелом необхідного для рослин азоту. Її застосовують для розчинення металів та отримання добре розчинних солей – нітратів.

Надзвичайно важливим напрямом використання азотної кислоти є нітрування органічних речовин для отримання різноманітних органічних продуктів, що містять нітрогрупи. Серед органічних нітросполук є лікарські речовини, барвники, розчинники, вибухові речовини. Щорічно світове виробництво азотної кислоти перевищує 30 млн.т.

У період до промислового освоєння синтезу аміаку та його окислення азотну кислоту отримували з нітратів, наприклад, з чилійської селітри NaN0 3 . Селітру нагрівали з концентрованою сірчаною кислотою:

Пари азотної кислоти, що виділяються, в охолоджуваному приймачі конденсуються в рідину з високим вмістом HN0 3 .

В даний час азотну кислоту отримують за різним варіантамметоду, у якому вихідною речовиною є оксид азоту(П). Як випливає з розгляду властивостей азоту, його оксид NO можна отримати з кисню і азоту при температурі більше 2000°С. Підтримка такої високої температури потребує великої витрати енергії. Метод був технічно здійснений у 1905 р. у Норвегії. Нагріте повітря проходило через зону горіння вольтової дуги при температурі 3000-3500°С. Гази, що виходять з пристрою, містили всього 2-3% оксиду азоту(Н). До 1925 р. світове виробництво азотних добрив з цього способу досягло 42 000 т. За сучасними масштабами виробництва добрив - дуже мало. Надалі розширення виробництва азотної кислоти пішло шляхом окислення аміаку до оксиду азоту(І).

При звичайному горінні аміаку утворюються азот та вода. Але при проведенні реакції при нижчій температурі із застосуванням каталізатора окислення аміаку закінчується утворенням NO. Поява NO при пропусканні суміші аміаку та кисню через платинову сітку було відомо вже давно, але цей каталізатор не дає достатньо високого виходуоксиду. Використовувати цей процес для заводського виробництва вдалося лише в XX ст., коли було знайдено ефективніший каталізатор - сплав платини та родію. Метал родій, що виявився надзвичайно необхідним у виробництві азотної кислоти, приблизно в 10 разів рідкіший, ніж платина. З каталізатором Pt/Rh у суміші аміаку та кисню певного складу при 750°С реакція

дає вихід NO до 98%. Цей процес термодинамічно менш вигідний, ніж згоряння аміаку до азоту та води (див. вище), але каталізатор забезпечує швидке з'єднання атомів азоту, що залишаються після втрати водню молекулою аміаку, з киснем, запобігаючи утворенню молекул N 2 .

При охолодженні суміші, що містить оксид азоту(П) та кисень, утворюється оксид азоту(1У) N0 2 . Далі застосовуються різні варіанти перетворення N0 2 в азотну кислоту. Розведену азотну кислоту одержують розчиненням NQ 2 у воді при підвищеній температурі. Реакцію наведено вище (с. 75). Азотну кислоту з масовою часткою до 98% отримують реакції в суміші рідкого N 2 0 4 з водою в присутності газоподібного кисню під великим тиском. У цих умовах оксид азоту(П), що утворюється одночасно з азотною кислотою, встигає окислюватися киснем до N0 2 , який відразу ж реагує з водою. Виходить наступна сумарна реакція:

Весь ланцюжок послідовних реакцій перетворення атмосферного азоту на азотну кислоту можна так:

Реакції оксиду азоту(1У) з водою та киснем йдуть досить повільно, і практично не вдається досягти повного його перетворення на азотну кислоту. Тому на заводах, що виробляють азотну кислоту, завжди відбувається викид оксидів азоту в атмосферу. З заводської труби виходить рудуватий дим – «лисий хвіст». Забарвлення диму обумовлено присутністю N0 2 . На значному просторі довкола великого заводу від оксидів азоту гинуть ліси. Особливо чутливі до дії N02 хвойні породи дерев.

Безводна азотна кислота - безбарвна рідина з щільністю 1,5 г/см 3 кипляча при 83°С і замерзає при -41,б°С в прозору кристалічну речовину. На повітрі азотна кислота подібно до концентрованої соляної кислоти диміт, так як пари кислоти утворюють з водяною парою повітря краплі туману. Тому азотна кислота з малим вмістом води називається димної.Вона, зазвичай, має жовте забарвлення, оскільки під впливом світла розкладається з утворенням N0 2 . Димна кислота застосовується порівняно рідко.

Зазвичай азотна кислота випускається промисловістю як водного розчину з часткою 65-68%. Такий розчин називають концентрованою азотною кислотою. Розчини з масовою часткою HN0 3 менш як 10% - розбавлена ​​азотна кислота. Розчин з масовою часткою 68,4% (щільність 1,41 г/см 3) є азеотропну сумішкиплячу при 122°С. Азеотропна суміш характеризується однаковим складом як рідини, так і пари над нею. Тому перегонка азеотропної суміші не призводить до зміни її складу. У концентрованій кислоті поряд зі звичайними молекулами HN0 3 присутні малодисоціювальні молекули ортоазотної кислоти H 3 N0 4 .

Концентрована азотна кислота пасивуєповерхню деяких металів, наприклад, заліза, алюмінію, хрому. При контакті цих металів із концентрованою HN() 3 хімічна реакція не йде. Це означає, що вони перестають реагувати із кислотою. Азотну кислоту можна транспортувати у сталевих цистернах.

Як димна, і концентрована азотна кислота є сильним окислювачем. Вугілля, що тліє, спалахує при зіткненні з азотною кислотою. Краплі скипидару, потрапляючи в азотну кислоту, займаються, утворюючи велике полум'я (рис. 20.3). Концентрована кислота окислює при нагріванні сірку та фосфор.

Мал. 20.3.

Азотна кислота у суміші з концентрованою сірчаною кислотою виявляє основні властивості. Від молекули HN0 3відщеплюється гідроксид-іон, і утворюється іон нітроїл (нітроній) NOJ:

Рівноважна концентрація нітронію невелика, але така суміш нітрує органічні речовини за участю цього іона. З цього прикладу випливає, що в залежності від характеру розчинника поведінка речовини може докорінно змінитись. У воді HN0 3 виявляє властивості сильної кислоти, а сірчаної кислоті виявляється основою.

У розведених водяних розчинах азотна кислота практично повністю іонізована.

У концентрованих розчинах азотної кислоти як окислювач діють молекули HN0 3 , а розведених - іони N0 3 за підтримки кислого середовища. Тому азот залежно від концентрації кислоти та природи металу відновлюється до різних продуктів. У нейтральному середовищі, тобто в солях азотної кислоти, іон N0 3 стає слабким окислювачем, але при додаванні сильної кислоти до нейтральних розчинів нітратів останні діють як азотна кислота. За силою окисних властивостей у кислому середовищі іон N0 3 сильніше, ніж Н+. Звідси випливає важливе слідство.

При дії азотної кислоти на метали замість водню виділяються різні оксиди азоту, а реакціях з активними металами азот відновлюється до іона NH*.

Розглянемо найважливіші приклади реакцій металів із азотною кислотою. Мідь реакції з розведеною кислотою відновлює азот до NO (див. вище), а реакції з концентрованою кислотою - до N0 2:

Залізо пасивується концентрованою азотною кислотою, а кислотою середньої концентрації окислюється до ступеня окиснення +3:

Алюміній реагує з сильно розведеною азотною кислотою без виділення газу, оскільки азот відновлюється до СО-3, утворюючи сіль амонію:

Солі азотної кислоти, або нітрати, відомі всім металів. Нерідко застосовується стара назва деяких нітратів. селітра(Натрієва селітра, калійна селітра). Це єдине сімейство солей, в якому всі солі розчиняються у воді. Іон N0 3 не забарвлений. Тому нітрати або виявляються безбарвними солями, або мають забарвлення катіону, що входить до їх складу. Більшість нітратів виділяються з водних розчинів у вигляді кристалогідратів. Безводними нітратами є NH 4 N0 3і нітрати лужних металів, крім LiN0 3*3H 2 0.

Нітрати часто застосовують щодо обмінних реакцій у розчинах. Нітрати лужних металів, кальцію та амонію у великих кількостях використовуються як добрива. Протягом кількох століть нітрат калію мав велике значення у військовій справі, оскільки був компонентом єдиного вибухового складу – пороху. Його отримували головним чином із сечі коней. азот, Що міститься в сечі, за участю бактерій в особливих селитрових купах переходив у нітрати. При випаровуванні рідини в першу чергу кристалізувався нітрат калію. Цей

приклад показує, наскільки були обмежені джерела отримання сполук азоту до освоєння промисловістю синтезу аміаку.

Термічне розкладання нітратів відбувається за температур нижче 500°С. При нагріванні нітратів активних металів вони перетворюються на нітрити з кисню (див. вище). Нітрати менш активних металів при термічному розкладанні дають оксид металу, оксид азоту(1 У) та кисень:

Азотна кислота (HNO2) може існувати лише у вигляді розчину або газу. Розчин має приємний блакитний відтінок і стійкий при нулі градусів. Газова фаза азотної кислоти вивчена набагато краще, ніж . Її молекула має пласку структуру. Валентні кути, утворені атомами рівні 102? і 111? відповідно. Атом азоту знаходиться в стані sp2-гібридизації і має пару непов'язаних із молекулою електронів. Його ступінь окиснення в азотистій кислоті становить +3. Довжина зв'язку атомів вбирається у 0,143 нм. Таке пояснює значення температури плавлення та кипіння цієї кислоти, які становлять 42 та 158 градусів відповідно.

Ступінь окислення азоту в поєднанні не є вищим або нижчим. Це означає, що азотиста кислота може виявляти і окисні, і відновлювальні властивості. При нагріванні її розчину утворюється азотна кислота (її хімічна HNO3), діоксид азоту NO, отруйний безбарвний газ, і вода. Її окислювальні властивості виявляються реакції з йодоводородной кислотою (утворюється вода, йод і NO).

Відновлювальні реакції азотистої кислоти зводяться до одержання азотної кислоти. При реакції з пероксидом водню утворюється водяний розчин азотної кислоти. Взаємодія з сильною марганцевою кислотою призводить до виділення водного розчину нітрату марганцю та азотної кислоти.

Азотиста кислота при попаданні до організму людини викликає мутагенні зміни, тобто. різні мутації. Вона стає причиною якісної чи кількісної зміни хромосом.

Солі азотистої кислоти

Солі азотистої кислоти називаються нітритами. Вони стійкіші до високих температур. Деякі їх токсичні. При реакції з сильними кислотами вони утворюють сульфати відповідних металів та азотисту кислоту, яка витісняється сильнішими кислотами. Багато хто використовується у виробництві деяких барвників, а також у медицині.

Нітрит натрію використовується у харчовій промисловості (добавка E250). Це гігроскопічний порошок білого або жовтуватого кольору, який окислюється повітря до нітрату натрію. Він здатний вбивати бактерії та запобігати процесам окислення. Завдяки цим властивостям його застосовують і в медицині як протиотруту при отруєнні людей або тварин ціанідами.

Солі азотистої та азотної кислот

Азотні добрива

9 клас

Тип уроку – вивчення нового матеріалу.

Вигляд уроку- Бесіда.

Цілі та завдання уроку.

Навчальні. Ознайомити учнів зі способами отримання, властивостями та областями застосування нітратів та нітритів. Розглянути проблему підвищеного вмісту нітратів у сільськогосподарській продукції. Дати уявлення про азотні добрива, їх класифікацію та представників.

Розвиваючі. Продовжити розвиток умінь: виділяти головне, встановлювати причинно-наслідкові зв'язки, вести конспект, проводити експеримент, застосовувати знання практично.

Виховні. Продовжити формування наукового світогляду, виховання позитивного ставлення до знань.

Методи та методичні прийоми.Самостійна робота учнів із науково-популярною літературою, підготовка повідомлень, виконання лабораторних дослідів та демонстраційного експерименту, діалогічний метод викладу знань з елементами дослідження, поточний контроль знань за допомогою тесту.

Структура уроку.

Оголошення теми, цілей.

Повідомлення домашнього завдання та коментар до нього.

Викладення нового матеріалу (евристична бесіда з опорою на експеримент).

Поточний контроль знань за допомогою тесту.

Підбиття підсумків уроку.

Обладнання та реактиви.Плакат з техніки безпеки; таблиці «Розкладання нітратів при нагріванні», «Класифікація азотних добрив», «Витискальний ряд кислот»; тест «Азот та його сполуки» (два варіанти); картки з умовами завдань.

Для демонстраційного експерименту: демонстраційний штатив для пробірок, спиртовка, сірники, тримач для пробірок, щипці тигельні, залізна ложечка для спалювання речовин, скіпка, залізний лист для спалювання чорного пороху, великі пробірки, вата, просочена концентрованим розчином лугу, чашка з піском, чашка з піском, чашка з піском; концентровані розчини гідроксиду натрію та сірчаної кислоти, кристалічні солі – нітрат калію, нітрат міді(II), нітрат срібла; деревне вугілля, мідна пластина, сірка, розчин дифеніламіну в концентрованій сірчаній кислоті (темна склянка, 0,1 г дифеніламіну на
10 мл H 2 SO 4 (конц.); розчини йодиду калію, розведеної сірчаної кислоти, нітриту калію; у демонстраційних пробірках – рослинні соки капусти, кабачка, гарбуза; йодкрохмальний папірець.

Для лабораторних дослідів:пробірка з двома гранулами цинку, три порожні пробірки, скляні палички, дві пробірки з кристалічними нітратами (об'ємом з горошину) – нітрату барію та нітрату алюмінію, лакмус, розчини нітрату міді(II), нітрату срібла, соляної кислоти, хлориду барію .

Епіграф.«Жодна наука не потребує експерименту такою мірою як хімія» (Майкл Фарадей).

ХІД УРОКУ

Відомості з техніки безпеки

Усі нітрати відносяться до вогневибухових речовин. Зберігати нітрати необхідно окремо від органічних та неорганічних речовин. Усі досліди з утворенням оксиду азоту(IV) необхідно проводити у великих пробірках, закритих ватними тампонами, змоченими концентрованим розчином лугу. Азотну кислоту слід зберігати у темних склянках, берегти від вогню. Особливо токсичні нітрити.

Домашнє завдання

Підручник О.С.Габрієляна «Хімія-9», § 26, упр. 7. Сильні учні одержують індивідуальні завдання.

Індивідуальні завдання

1. Перекладіть з алхімічної мови такий запис: "Міцна горілка" пожирає "місяць", випускаючи "лисий хвіст". Згущення отриманої рідини породжує "пекельний камінь", який чорнить тканину, папір та руки. Щоб “місяць” знову зійшов, прожарюй “пекельний камінь” у печі».

Відповідь.

«Пекельний камінь» – нітрат срібла – при нагріванні розкладається з утворенням срібла – «місяць зійшов»:

2АgNO 3 (кр.) 2Аg + 2NO 2 + O 2 .

2. В одному старовинному науковому трактаті описаний досвід отримання «червоного преципітату»*: «Ртуть розчиняють в азотній кислоті, розчин випарюють і залишок нагрівають, поки він не стане червоним». Що є «червоним преципітатом»? Напишіть рівняння реакцій, що ведуть до його утворення, враховуючи, що ртуть у сполуках, що утворюються, має ступінь окислення +2 і що при дії азотної кислоти на ртуть виділяється газ, що буріє на повітрі.

Відповідь. Рівняння реакцій:

Оксид ртуті(II) HgO в залежності від способу отримання буває червоного або жовтого кольору(Hg 2 O - Чорного кольору). На повітрі ртуть за кімнатної температури не окислюється. При тривалому нагріванні ртуть з'єднується з киснем повітря, утворюючи червоний оксид ртуті (II)НgО, який при більш сильному нагріванні знову розкладається на ртуть та кисень:

2НgО = 2Нg + O 2 .

Вивчення нового матеріалу

Склад та номенклатура солей азотної кислоти

Вчитель. Що означають латинську назву «нітрогеніум» та грецьку «нітрат»?

Учень. "Нітрогеніум" означає "що народжує селітру", а "нітрат" означає "селітра".

Вчитель. Нітрати калію, натрію, кальцію та амонію називають селітрами. Наприклад, селітри: KNO 3 – нітрат калію (індійська селітра), NаNО 3 – нітрат натрію (чілійська селітра), Са(NО 3) 2 – нітрат кальцію (норвезька селітра), NH 4 NO 3 – нітрат амонію (аміачна чи амонійна селітра, її родовищ у природі немає). Німецька промисловість вважається першою у світі, що отримала сіль NH 4 NO 3 з азоту N 2 повітря та водню води, придатну для живлення рослин.

Фізичні властивості нітратів

Вчитель. Про те, який взаємозв'язок існує між будовою речовини та її властивостями, ми дізнаємося з лабораторного досвіду.

Фізичні властивості нітратів

Завдання. У двох пробірках містяться кристалічні нітрати: (NO 3) 2 і Al (NO 3) 3 . У кожну пробірку налити по 2 мл дистильованої води, перемішати скляною паличкою. Спостерігати процес розчинення солей. Розчини зберігати до вивчення характеру середовища.

Вчитель. Що називають солями?

Учень. Солі – це складні речовини, що складаються з іонів металів та іонів кислотних залишків.

Вчитель. Потрібно побудувати логічний ланцюжок: вид хімічного зв'язку – тип кристалічних ґрат – сили взаємодії між частинками у вузлах ґрат – фізичні властивості речовин.

Учень. Нітрати відносяться до класу солей, тому для них характерні іонний зв'язок та іонна кристалічна решітка, В якій іони утримуються електростатичними силами. Нітрати – тверді кристалічні речовини, тугоплавки, розчинні у воді, сильні електроліти.

Отримання нітратів та нітритів

Вчитель. Назвіть десять способів одержання солей, заснованих на хімічних властивостях найважливіших класів неорганічних сполук.

Учень.

1) Метал + неметал = сіль;

2) метал + кислота = сіль + водень;

3) оксид металу + кислота = сіль + вода;

4) гідроксид металу + кислота = сіль + вода;

5) гідроксид металу + кислотний оксид = сіль + вода;

6) оксид металу + оксид неметалу = сіль;

7) сіль 1 + гідроксид металу (луг) = сіль 2 + гідроксид металу (нерозчинна основа);

8) сіль 1+ кислота (сильна) = сіль 2+ кислота (слабка);

10) сіль 1+метал (активний) = сіль 2+метал (менш активний).

Специфічні способи одержання солей:

12) сіль 1 + неметал (активний) = сіль 2 + неметал (менш активний);

13) амфотерний метал + луг = сіль + водень;

14) неметал + луг = сіль + водень.

Специфічний спосіб отримання нітратів та нітритів:

оксид азоту(IV) + луг = сіль1 + сіль2 + вода, наприклад (пише на дошці):

Це – окислювально-відновна реакція, її тип – дисмутація чи диспропорціонування.

У присутності кисню з NO 2 і NaOH виходить не дві солі, а одна:

Тип окиснювально-відновної реакції – міжмолекулярний.

Вчитель. Чому досліди з утворенням оксиду азоту(IV) слід проводити у великих пробірках, закритих ватними тампонами, змоченими водним лугом?

Учень. Оксид азоту(IV) – отруйний газ, він взаємодіє зі лугом і знешкоджується.

Хімічні властивостінітратів

Учні виконують лабораторні досліди за надрукованою методикою.

Властивості нітратів, спільні з іншими солями

Взаємодія нітратів з металами,
кислотами, лугами, солями

Завдання. Відзначити ознаки кожної реакції, записати молекулярні та іонні рівняння, що відповідають схемам:

Cu(NO 3) 2 + Zn … ,

AgNO 3 + HCl … ,

Cu(NO 3) 2 + NaOH … ,

AgNO 3 + BaCl 2 … .

Гідроліз нітратів

Завдання. Визначити реакцію середовища запропонованих розчинів солей: (NO 3) 2 і Al (NO 3) 3 . Записати молекулярне та іонні рівняння можливих реакцій із зазначенням середовища розчину.

Специфічні властивості нітратів та нітритів

Вчитель. Усі нітрати термічно нестійкі. При нагріваннівони розкладаютьсяіз заснуванням кисню. Характер інших продуктів реакції залежить від положення металу, що утворює нітрат, в електрохімічному ряду напруг:

Особливе становище займає нітрат амонію, що розкладається без твердого залишку:

NH 4 NO 3 (кр.) N 2 O + 2H 2 O.

Вчитель робить демонстраційні досліди.

Досвід 1. Розкладання нітрату калію. У велику пробірку помістити 2-3 г кристалічного калію нітрату, нагріти до розплавлення солі. У розплав кинути заздалегідь нагрітий в металевій ложечці дерев'яний куточок. Учні спостерігають яскравий спалах та горіння вугілля. Під пробірку потрібно підставити чашку з піском.

Вчитель. Чому вугілля, опущене в розплавлену калійну селітру, миттєво згоряє?

Учень. Селітра розкладається з утворенням газу кисню, тому попередньо нагрітий вугілля миттєво згоряє в ньому:

З + Про 2 = СО 2 .

Досвід 2. Розкладання нітрату міді (ІІ). У велику пробірку помістити кристалічний нітрат міді(II) (об'ємом з горошину), закрити пробірку ватним тампоном, змоченим концентрованим розчином лугу. Закріпити пробірку в штативі горизонтально та нагріти.

Вчитель. Зверніть увагу на ознаки реакції.

Учні спостерігають утворення бурого газу NО 2 та чорного оксиду міді(II) СuО.

Учень біля дошки становить рівняння реакції:

Тип окиснювально-відновної реакції – внутрішньомолекулярний.

Досвід 3. Розкладання нітрату срібла. Розжарити в пробірці, закритій ватним тампоном, змоченим концентрованим розчином лугу, кілька кристаликів нітрату срібла.

Вчитель. Які гази виділяються? Що залишилось у пробірці?

Учень біля дошки відповідає питанням, становить рівняння реакції:

Тип окиснювально-відновної реакції – внутрішньомолекулярний. У пробірці залишився твердий залишок – срібло.

Вчитель. Якісна реакція на нітрат-іон NO 3 – – взаємодія нітратів з металевою міддю при нагріванні у присутності концентрованої сірчаної кислоти або з розчином дифеніламіну в Н 2 SO 4 (Конц.).

Досвід 4. Якісна реакція на іон NO 3 – . У велику суху пробірку помістити зачищену мідну платівку, кілька кристаликів калію нітрату, прилити кілька крапель концентрованої сірчаної кислоти. Пробірку закрити ватним тампоном, змоченим концентрованим розчином лугу та нагріти.

Вчитель. Назвіть ознаки реакції.

Учень. У пробірці виникають бурі пари оксиду азоту(IV), що краще спостерігати білому екрані, але в межі мідь – реакційна суміш виникають зелені кристали нітрату міді(II).

Вчитель(Демонструє схему зменшення відносної сили кислот). Відповідно до ряду кислот кожна попередня кислота може витіснити з солі наступну.

Учень біля дошки складає рівняння реакцій:

КNO 3 (кр.) + Н 2 SO 4 (конц.) = КНSО 4 + НNО 3

Тип окиснювально-відновної реакції – міжмолекулярний.

Вчитель. Другу якісну реакцію на нітрат-іон NO 3 – проведемо трохи пізніше, при дослідженні вмісту нітратів у продуктах харчування.

Якісна реакція на нітрит-іон NO 2 –– взаємодія нітритів із розчином йодиду каліюКI , підкисленим розведеною сірчаною кислотою.

Досвід 5. Якісна реакція на іон NO 2 – . Взяти 2-3 краплі розчину йодиду калію, підкисленого розведеною сірчаною кислотою, і додати кілька крапель розчину нітриту калію. Нітрити в кислому середовищі здатні окислювати йодид-іон I – до вільного I 2 , який виявляється йодкрохмальним папірцем, змоченим у дистильованій воді.

Вчитель. Як має змінити забарвлення йодкрохмальний папірець під дією вільного I 2?

Учень. Проста речовина I 2 виявляється з посинення крохмалю.

Вчитель складає рівняння реакції:

Вчитель. У цій реакції NO 2 – є окислювачем. Однак існують інші якісні реакції на іон NO 2 – , У яких він є відновником. Звідси можна зробити висновок, що іон NO 3 – виявляє тільки окисні властивості, а іон NO 2 – – як окисні, так і відновлювальні властивості.

Застосування нітратів та нітритів

Вчитель(Задає проблемне питання). Чому азоту у природі багато (він входить до складу атмосфери), а рослини часто дають поганий урожай через азотне голодування?

Учень. Рослини не можуть засвоювати молекулярний азот N 2 з повітря. Це проблема «пов'язаного азоту». При нестачі азоту затримується утворення хлорофілу, тому рослини мають блідо-зелене забарвлення, як наслідок, затримується ріст та розвиток рослини. Азот – життєво важливий елемент. Без білка немає життя, а без азоту немає білка.

Вчитель. Назвіть способи засвоєння атмосферного азоту.

Учень. Частина зв'язаного азоту надходить у ґрунт під час гроз. Хімія процесу така:

Вчитель. Які рослини здатні підвищувати родючість ґрунту і в чому їхня особливість?

Учень. Ці рослини (люпин, люцерна, конюшина, горох, віка) відносяться до сімейства бобових (метеликові), на коренях яких розвиваються бульбочкові бактерії, здатні пов'язувати атмосферний азот, переводячи його в сполуки, доступні для рослин.

Вчитель. Знімаючи врожаї, людина щороку забирає разом з ними величезну кількість зв'язаного азоту. Цей спад він покриває внесенням не тільки органічних, а й мінеральних добрив(Нітратних, аміачних, амонійних). Азотні добрива вносять під усі культури. Азот засвоюється рослинами у вигляді катіону амоніюта нітрат-аніону NO 3 – .

Вчитель демонструє схему «Класифікація азотних добрив».

Схема

Вчитель. Однією з важливих характеристик є вміст живильного елемента у добривах. Розрахунок поживного елемента для азотних добрив ведуть за вмістом азоту.

Рослини, що пов'язують атмосферний азот

Завдання. Яка масова частка азоту в рідкому аміаку та аміачній селітрі?

Формула аміаку - NH3.

Масова частка азоту в аміаку:

(N) = A r(N)/ M r(NH 3) 100%,

(N) = 14/17 100% = 82%.

Формула аміачної селітри – NH 4 NO 3 .

Масова частка азоту в аміачній селітрі:

(N) = 2 A r(N)/ M r(NH 4 NO 3) 100%,

Вплив нітратів на довкілля та організм людини

1-й учень.Азот як основний поживний елемент впливає зростання вегетативних органів – зелених стебел і листя. Азотні добрива не рекомендується вносити пізньої осені або напровесні, тому що талі води змивають до половини добрив. Важливо дотримуватись норм і термінів внесення добрив, вносити їх не відразу, а в кілька прийомів. Застосовувати повільно діючі форми добрив (гранули, покриті захисною плівкою), при посадці використовувати сорти, схильні до низького накопичення нітратів. Коефіцієнт використання азотних добрив – 40–60%. Надмірне вживання азотних добрив не тільки веде до акумуляції нітратів у рослинах, а й призводить до забруднення ними водойм та ґрунтових вод. Антропогенними джерелами забруднення водойм нітратами є також металургія, хімічна, у тому числі целюлозно-паперова, та харчова галузі промисловості. Однією з ознак забруднення водойм є «цвітіння» води, викликане бурхливим розмноженням синьо-зелених водоростей. Особливо інтенсивно воно відбувається під час танення снігу, літніх та осінніх дощів. Гранично допустима концентрація (ГДК) нітратів регламентується ГОСТом. Для суми нітрат-іонів у ґрунті прийнято значення 130 мг/кг, у воді різних вододжерел – 45 мг/л.(Учні записують у зошити: ГДК (NO 3 – у ґрунті) – 130 мг/кг, ГДК (NO 3 – у воді) – 45 мг/л.)

Для самих рослин нітрати нешкідливі, а для людини і травоїдних тварин вони небезпечні. Смертельна доза нітратів для людини – 8–15 г, допустиме добове споживання – 5 мг/кг. Багато рослин здатні накопичувати великі кількості нітратів, наприклад: капуста, кабачки, петрушка, кріп, буряк столовий, гарбуз та ін.

Такі рослини називають нітратонакопичувачами. В організм людини 70% нітратів надходить з овочами, 20% - з водою, 6% - з м'ясом та рибою. Потрапляючи в організм людини, частина нітратів всмоктується в шлунково-кишковому тракті в незміненому вигляді, інша частина, залежно від присутності мікроорганізмів, значення рН та інших факторів, може перетворюватися на отруйні нітрити, аміак, гідроксиламін. NН 2 ВІН ; у кишечнику з нітратів можуть утворитися вторинні нітрозаміни R 2 N–N=О , що володіють високою мутагенною та канцерогенною активністю. Ознаки невеликого отруєння – слабкість, запаморочення, нудота, розлад шлунка тощо. буд. Знижується працездатність, можлива втрата свідомості.

В організмі людини нітрати взаємодіють з гемоглобіном крові, перетворюючи його на метгемоглобін, в якому залізо окислене до Fe 3+ і може служити переносником кисню. Саме тому одна із ознак гострого отруєння нітратами – синюшність шкірних покривів. Виявлено пряму залежність між випадками появи злоякісних пухлин та інтенсивністю надходження в організм нітратів при надлишку їх у ґрунті.

Досвід. Дослідження вмісту нітратів у продуктах харчування
(якісна реакція на нітрат-іон NO 3 –)

Три великі демонстраційні пробірки помістити по 10 мл рослинного соку капусти, кабачка, гарбуза (на білому тлі). У кожну пробірку прилити по кілька крапель розчину дифеніламіну в концентрованій сірчаній кислоті.

Синє забарвлення розчину вказуватиме на присутність нітрат-іонів:

NO 3 – + дифеніламін речовина інтенсивного синього кольору.

Синє забарвлення було тільки в рослинному соку кабачка, причому забарвлення було неінтенсивно-синє. Отже, вміст нітратів у кабачку незначний, а в капусті з гарбузом – і того менше.

Перша допомога при отруєнні нітратами

2-й учень.Перша допомога при отруєнні нітратами - це промивання шлунка, прийом активованого вугілля, сольових проносних - глауберової солі Na 2 SO 4 10H 2 O та англійської солі (гірка сіль) MgSO 4 7H 2 O , свіже повітря.

Зменшити шкідливий вплив нітратів на організм людини за допомогою аскорбінової кислоти (вітаміну С); якщо її співвідношення з нітратами становить 2:1, то нітрозаміни не утворюються. Доведено, що насамперед вітамін С, а також вітаміни Е та А є інгібіторами – речовинами, що запобігають та гальмують процеси перетворення нітратів і нітритів в організмі людини. Необхідно ввести в раціон харчування якомога більше чорної та червоної смородини, інших ягід і фруктів (до речі, у висячих плодах нітратів практично немає). І ще один природний нейтралізатор нітратів в організмі людини – це зелений чай.

Причини накопичення нітратів у овочах.
та способи вирощування екологічно чистої
продукції рослинництва

3-й учень. Найбільш інтенсивно азот поглинається під час росту та розвитку стебел та листя. При дозріванні насіння споживання азоту із ґрунту практично припиняється. Плоди, що досягли повної зрілості, вже не містять нітратів – відбувається повне перетворення сполук азоту на білки. Але багато овочів цінується саме незрілий плід (огірки, кабачки). Удобрювати такі культури азотними добривами бажано не пізніше ніж за 2–3 тижні до збирання врожаю. Крім того, повному перетворенню нітратів на білки перешкоджають погана освітленість, надмірна вологість і незбалансованість поживних елементів (недолік фосфору та калію). Не слід захоплюватися позасезонними тепличними овочами. Наприклад, 2 кг тепличних огірків, з'їдених за прийом, можуть викликати небезпечне життя отруєння нітратами. Потрібно також знати, переважно в яких частинах рослини накопичуються нітрати: у капусти – у качанчику, у моркви – у серцевині, у кабачків, огірків, кавунів, дині, картоплі – у шкірці. У дині та кавуна не слід їсти незрілу м'якоть, що прилягає до кірки. Огірки краще почистити та зрізати місце прикріплення їх до стебла. У зелених культур нітрати накопичуються в стеблах (петрушка, салат, кріп, селера). Вміст нітратів у різних частинах рослин нерівномірний: у черешках листя, стеблі, корені вміст їх у 1,5–4,0 рази вищий, ніж у листі. Всесвітня організація охорони здоров'я вважає за допустимий вміст нітратів у дієтичних продуктах до 300 мг NO 3 – на 1 кг сирої речовини.(Учні записують у зошиті: ГДК (NO 3 – в дієтичних продуктах) – 300 мг/кг.

Якщо найвищий вміст нітратів відзначається у буряках, капусті, салаті, зеленій цибулі, то найнижчий вміст нітратів – у цибулі, томатах, часнику, перці, квасолі.

Щоб виростити екологічно чисту продукцію, насамперед необхідно грамотно вносити азотні добрива у ґрунт: у строго розрахованих дозах та оптимальні терміни. Вирощувати овочі, особливо зелені культури, треба при гарному освітленні, оптимальних показниках вологості ґрунту та температури. І все ж таки для зменшення вмісту нітратів овочеві культури краще підгодовувати органічними добривами. Несвоєчасне внесення добрив, особливо в надлишкових дозах, у тому числі і органічного добрива - гною, призводить до того, що мінеральні сполуки азоту, що надійшли в рослину, не встигають повністю перетворитися на білкові.

4-й учень.Навесні на прилавках магазинів та ринків з'являються зелені культури: салат, шпинат, зелена цибуля, огірки, вирощені у теплиці, у закритому ґрунті. Як зменшити вміст нітратів у них? Перелічимо деякі з них.

1. Такі ранні культури, як зелень петрушки, кропу, селери, необхідно поставити як букет у воду на пряме сонячне світло. У таких умовах нітрати в листі протягом 2-3 годин повністю переробляються і потім практично не виявляються. Після цього зелень можна без побоювань вживати в пишу.

2. Буряк, кабачки, гарбуз перед приготуванням необхідно нарізати дрібними кубиками і 2-3 рази залити теплою водою, витримуючи по 5-10 хвилин. Нітрати добре розчиняються у воді, особливо теплою, і вимиваються водою (дивіться таблицю розчинності кислот, основ, солей). При миття та чищенні втрачається 10–15% нітратів.

3. Варіння овочів знижує вміст нітратів на 50–80%.

4. Зменшує кількість нітратів у овочах квашення, соління, маринування.

5. При тривалому зберіганні вміст нітратів у овочах зменшується.

А ось сушіння, приготування соків та пюре, навпаки, підвищують кількість нітратів.

1) варіння овочів;

2) очищення від шкірки;

3) видалення ділянок максимального накопичення нітратів;

4) вимочування.

Щоб оцінити, наскільки реальна небезпека отруєння нітратами, учням пропонується розрахункове завдання.

Завдання. У столових буряках міститься в середньому 1200 мг нітрат-іонів на 1 кг. При очищенні буряка губиться 10% нітратів, а при варінні – ще 40%. Чи буде перевищено добову норму споживання нітратів (325 мг), якщо щодня з'їдати по 200 г вареного буряка?

Дано:

m(буряки) = 1 кг,

з(NO 3 –) = 1200 мг/кг,

mмакс (NO 3 - на добу) = 325 мг,

m(буряків) = 200 г (0,2 кг),

(втрат при очищенні) = 10%,

(Втрат при варінні) = 40%.

__________________________________

Знайти: m(NO 3 – у 200 г вареного буряка).

Рішення

1 кг буряків – 1200 мг NO 3 – ,

0,2 кг буряків – хмг NO 3 – .

Звідси х= 240 мг (NO 3 –).

Загальна частка втрат нітрат-іонів:

(Втрата NO 3 –) = 10% + 40% = 50%.

Отже, до організму потрапляє половина від 240 мг або 120 мг NO 3 – .

Відповідь.Після очищення та варіння буряків добова норма за нітратами (325 мг), що містяться в 200 г готового продукту (120 мг NO 3 –), не перевищена, вживати її можна.

Нітрати у виробництві вибухових речовин

Вчитель. Багато вибухових сумішей містять у своєму складі окислювач (нітрати металів або амонію та ін) та пальне (дизельне паливо, алюміній, деревне борошно). Тому солі - нітрат калію, нітрат барію, нітрат стронцію та інші - застосовуються в піротехніці.

Яке азотне добриво разом з алюмінієм та деревним вугіллям входить до складу вибухової суміші – аммоналу?

Учень. Амонал містить також нітрат амонію. Основна реакція, яка протікає під час вибуху:

3NН 4 NО 3 + 2Аl 3N 2 + 6Н 2 О + Аl 2 O 3 + Q.

Висока теплота згоряння алюмінію збільшує енергію вибуху. Застосування нітрату амонію у складі амоналу засноване на його властивості розкладатися при детонації з утворенням газоподібних речовин:

2NН 4 NО 3 (кр.) = 2N 2 + 4Н 2 О + O 2 .

У руках терористів вибухові речовини приносять мирним людям лише страждання.

Шість століть тривало панування чорного пороху у військовій справі. Тепер його застосовують як вибухову речовину в гірській справі, у піротехніці (ракети, феєрверки), а також як мисливський порох. Чорний або димний порох – це суміш 75% нітрату калію, 15% деревного вугілля та 10% сірки.

Досвід. Горіння чорного або димного пороху

Готують чорний порох змішуванням 7,5 г нітрату калію, 1 г сірки та 1,5 г деревного вугілля. Перед змішуванням кожну речовину подрібнюють у фарфоровій ступці. Під час демонстрації досвіду суміш гіркою поміщають на залізний лист і підпалюють лучиною, що горить. Суміш згоряє, утворюючи хмару диму (потяг).

Вчитель. Яку роль відіграє селітра?

Учень. Селітра виступає у ролі окислювача при нагріванні:

Застосування нітратів та нітритів у медицині

5-й учень. Нітрат срібла AgNO 3 , який чорнить тканину, папір, парти та руки (ляпис), застосовують як протимікробний засіб для лікування шкірних виразок, для припікання бородавок(Вчитель демонструє техніку припікання бородавок на руці) і як протизапальний засіб при хронічному гастриті та виразці шлунка: пацієнтам призначають пити 0,05%-й розчинАgNO 3 . Порошкоподібні метали Zn, Мg, Al, змішані з нітратом срібла, використовують у петардах.

Основний нітрат вісмутуВi(ОН) 2 NО 3 призначають внутрішньо при виразковій хворобі шлунка та дванадцятипалої кишки як в'яжучий та антисептичний засіб. Зовнішньо – у мазях, присипках при запальних захворюваннях шкіри.

Сіль нітрит натрію NaNО 2 застосовують у медицині як спазмолітичний засіб.

Застосування нітритів у харчовій галузі промисловості

6-й учень. Нітрити застосовують у ковбасному виробництві: 7 г на 100 кг фаршу. Нітрити надають ковбасі рожевого кольору, без них вона сіра, як варене м'ясо, і не має товарного вигляду. До того ж присутність нітритів у ковбасі потрібна ще й з іншої причини: вони запобігають розвитку мікроорганізмів, що виділяють токсичні отрути..

Контроль знань за допомогою тесту «Азот та його сполуки»

Варіант I

1. Найбільш міцна молекула:

а) Н 2; б) F 2; в) Про 2; г) N 2 .

2. Забарвлення фенолфталеїну в розчині аміаку:

а) малинова; б) зелена;

в) жовта; г) синя.

3. Ступінь окислення +3 у атома азоту в поєднанні:

а) NH 4 NO 3; б) NaNО 3; в) NО 2; г) КNO 2 .

4. При термічному розкладанні нітрату міді(II) утворюються:

а) нітрит міді(II) та Про 2 ;

б) оксид азоту(IV) та Про 2 ;

в) оксид міді(II), бурий газ NO 2 і 2 ;

г) гідроксид міді(II), N 2 та О 2 .

5. Який іон утворений за донорно-акцепторним механізмом?

а); б) NO 3 -; в) Сl -; г) SO 4 2-.

6. Вкажіть сильні електроліти:

а) азотна кислота;

б) азотиста кислота;

в) водний розчин аміаку;

г) нітрат амонію.

7. Водень виділяється при взаємодії:

а) Zn + HNO 3 (розб.);

б) Cu + HCl (р-р);

в) Al + NaOH + H2O;

г) Zn + H 2 SO 4 (розб.);

д) Fe + HNO 3 (Конц.).

8. Складіть рівняння реакції цинку з дуже розведеною азотною кислотою, якщо один із продуктів реакції – нітрат амонію. Вкажіть коефіцієнт, що стоїть перед окислювачем.

9.

Дайте назви речовин А, В, С.

Варіант ІІ

1. Засобом витіснення води не можна зібрати:

а) азот; б) водень;

в) кисень; г) аміак.

2. Реактивом на іон амонію служить розчин:

а) сульфату калію; б) нітрату срібла;

в) гідроксиду натрію; г) хлориду барію.

3. При взаємодії НNО 3 (конц.) з мідною стружкою утворюється газ:

а) N 2 O; б) NН 3; в) NO 2; г) Н2.

4. При термічному розкладанні нітрату натрію утворюється:

а) оксид натрію, бурий газ NO 2 , O 2;

б) нітрит натрію та Про 2 ;

в) натрій, бурий газ NO 2, O 2;

г) гідроксид натрію, N 2 , Про 2 .

5. Ступінь окислення азоту в сульфаті амонію:

а) -3; б) -1; в) +1; г) +3.

6. З якими із зазначених речовин реагує концентрована HNO 3 за звичайних умов?

а) NаОН; б) АgСl; в) Al; г) Fе; д) Су.

7. Вкажіть кількість іонів у скороченому іонному рівнянні взаємодії сульфату натрію та нітрату срібла:

а) 1; б) 2; у 3; г) 4.

8. Складіть рівняння взаємодії магнію з розведеною азотною кислотою, якщо один із продуктів реакції – проста речовина. Вкажіть коефіцієнт, що стоїть у рівнянні перед окислювачем.

9. Напишіть рівняння реакцій для наступних перетворень:

Дайте назви речовин А, В, С, D.

Відповіді на запитання тестів

Варіант I

1 - Г; 2 – а; 3 - Г; 4 - В; 5 – а; 6 - А, г; 7 - В, г; 8 – 10,

9. А - NH 3 B - NH 4 NO 3 C - NO,

Варіант ІІ

1 - Г; 2 - В; 3 - В; 4 - б; 5 – а; 6 - А, д; 7 - в,

2Ag + + SO 4 2– = Ag 2 SO 4 ;

8 – 12,

9. А - NO, B - NO 2, C - HNO 3, D - NH 4 NO 3,

На закінчення уроку вчитель висловлює своє ставлення до виконаної учнями роботі, оцінює їх виступи та відповіді.

ЛІТЕРАТУРА

Габрієлян О.С. Хімія-9. М: Дрофа, 2001; Габрієлян О.С, Остроумов І.Г. Настільна книгавчителі. Хімія. 9 клас. М: Дрофа, 2002; Пічугіна Г.В. Узагальнення знань про перетворення сполук азоту у ґрунті та в рослинах. Хімія в школі, 1997 № 7; Харківська Н.Л.,
Ляшенко Л.Ф., Баранова Н.В. Обережно – нітрати! Хімія у школі, 1999 № 1; Железнякова Ю.В., Назаренко В.М. Навчально-дослідницькі екологічні проекти. Хімія в школі, 2000 № 3.

* «Червоний преципітат» – це одна з модифікацій оксиду ртуті (II) HgO. ( Прим. ред.)

Азотиста кислота HN0 2 відома лише розведених розчинах. Вона нестійка, тому у чистому вигляді не існує. Формула азотистої кислоти може бути представлена ​​у вигляді двох таутомерних форм:

Нітрит-іон N0 2 має кутову форму:

При нагріванні азотиста кислота розщеплюється:

Азот в азотистій кислоті має ступінь окислення +3, що відповідає проміжному стану між найвищим (+5) і нижчим (-3) ступенями окислення. Тому азотиста кислота виявляє як окисні, так і відновлювальні властивості.

Окислювач:

Відновник:

Солі азотистої кислоти - нітрити - є стійкими сполуками і крім AgN0 2 легко розчиняються у питній воді. Як і сама азотиста кислота, нітрити мають окисно-відновні властивості.

Окислювач:

Відновник:

Реакція з KI у кислому середовищі знаходить широке застосування в аналітичній хімії для виявлення нітрит-іону N0 2 (вільний йод, що виділяється, фарбує розчин крохмалю).

Більшість солей азотистої кислоти є отруйними. Найбільше застосування має нітрит натрію NaN0 2 який широко використовують у виробництві органічних барвників, лікарських речовин, в аналітичній хімії. У медичній практиці застосовується як судинорозширювальний засіб при стенокардії.

Азотну кислоту HN0 3 в лабораторних умовах можна отримати дією концентрованої сірчаної кислоти NaN0 3:

Азотну кислоту в промислових масштабах одержують каталітичним окисленням аміаку киснем повітря. Цей метод отримання HN() 3 складається з кількох стадій. Спочатку суміш аміаку з повітрям пропускають над платиновим каталізатором при 800°С. Аміак при цьому окислюється до NO:

При охолодженні відбувається подальше окислення NO до N02:

N0 2 , що утворюється, у воді з утворенням HN0 3:

Чиста азотна кислота - це безбарвна рідина, яка за 42°С перетворюється на кристалічний стан. На повітрі вона «димить», оскільки її пари з вологою повітря утворюють дрібні крапельки туману. З водою поєднується в будь-яких співвідношеннях. HN0 3 має плоску будову:

Азот HN0 3 є однозарядним і чотириковалентним. Нітрат-іон N0 3 має форму плоского трикутника, що пояснюється гібридизацією валентних орбіталей азоту:

Азотна кислота належить до найбільш сильних кислот. У водних розчинах вона повністю дисоційована на іони Н+ та N03.

Для азотної кислоти характерні виключно окисні властивості. Азот в азотній кислоті перебуває у стані найвищого окиснення +5, тому він може лише приєднувати електрони. Вже під впливом світла азотна кислота розкладається з виділенням N02 і 02:

Залежно від концентрації азотної кислоти та природи відновника утворюються різні продукти, де азот виявляє ступінь окислення від +4 до

Концентрована азотна кислота окислює більшість металів (крім золота та платини).

При взаємодії концентрованої HN03 з малоактивними металами, як правило, утворюється N02:

Однак розведена азотна кислота у цьому випадку відновлюється до NO:

Якщо в реакцію окислення з розведеною азотною кислотою вступають активніші метали, то виділяється N 3 0:

Дуже розбавлена ​​азотна кислота при взаємодії з активними металами відновлюється до солей амонію:

Залізо легко взаємодіє з розведеною азотною кислотою і не реагує на холод з концентрованою. Аналогічно поводяться хром та алюміній. Пояснюється це тим, що на поверхні цих металів утворюються оксидні плівки, які гальмують подальше окислення металу (пасивація металу).

Отже, при взаємодії азотної кислоти з металами водень не виділяється.

Неметали при нагріванні з HN03 окислюються до кисневих кислот. Залежно від концентрації азотна кислота відновлюється до N02 або NO:

Суміш, що складається з одного об'єму азотної та трьох об'ємів концентрованої соляної кислоти, називається царською горілкою.Ця суміш - сильніший окислювач і розчиняє такі шляхетні метали, як золото та платину. Дія царської горілки заснована на тому, що HN0 3 окислює НС1 з виділенням нітрозілхлориду, що розкладається з утворенням атомарного хлору та NO. Роль окислювача при взаємодії з металами виконує хлор:

Взаємодія із золотом протікає по реакції

Азотна кислота в залежності від концентрації по-різному поводиться по відношенню до сульфідів, що виявляють відновлювальні властивості. Так, розведена азотна кислота (до 20%) окислює сульфід-іон S 2 - до нейтральної сірки, а сама відновлюється до NO. Більш концентрована азотна кислота (30%-ний розчин) окислює S 2 до SOf, відновлюючись при цьому до NO:

У безводній азотній кислоті протікають такі рівноважні процеси:

Для розпізнавання нітрат-іону N0 3 і відхилення від нітрит-іону N0 2 користуються кількома реакціями:

а) нітрати в лужному середовищі можуть бути відновлені до аміаку металами - цинком або алюмінієм:

• (газоподібний аміак, що виділяється, можна виявити по посиненню вологого лакмусового паперу);
• б) сульфат заліза(П) у кислому середовищі окислюється азотною кислотою до сульфату заліза(Ш). Азотна кислота відновлюється до NO, який з надлишком FeSO утворює комплексне з'єднання бурого кольору:

Солі азотної кислоти, які називають нітратами, - кристалічні речовини, добре розчинні у воді. При нагріванні вони розкладаються із виділенням 0 9 . Нітрати, що містять лужні металиі метали, що стоять у ряді стандартних електродних потенціалів лівіше магнію (включаючи магній), з відщепленням кисню переходять у відповідні нітрити:

Нітрати металів, що стоять у ряді стандартних електродних потенціалів правіше за мідь, розщеплюються з утворенням вільних металів:

Нітрати інших металів розкладаються до оксидів:

Для якісного виявлення застосовується реакція

внаслідок якої виділяється бурий газ (N0 9).

Так як нітрати легко відщеплюють кисень при високих температурахі, отже, є окислювачами, їх застосовують для виготовлення легкозаймистих і вибухових сумішей. Наприклад, порох є сумішшю складу 68% KN0 3 , 15% S і 17% С.

Найбільш важливе значення мають NaNO ;j (чилійська селітра), KN0 3 (калійна селітра), NH 4 N0 3 (амонійна селітра) та Ca(NO:i) 2 (кальцієва селітра). Всі ці сполуки використовуються в сільському господарствіяк добрива.

Біологічна роль азоту.Азот - це макроелемент, що входить до складу амінокислот білків, РНК та ДНК, гормонів, ферментів, вітамінів та багатьох інших життєво важливих субстратів.