Фізичні властивості. Безводна нітратна кислота HN03 — безбарвна летка рідина, з різким запахом, на повітрі «димить», дуже добре розчиняється у воді, змішуючись з нею у будь-яких співвідношеннях.
Ортофосфатна кислота Н3Р04, яку звичайно називають просто фосфатною,—тверда, безбарвна, кристалічна речо-
вина, нелетка, також добре розчиняється у воді і змішується з нею у будь-яких співвідношеннях.
Хімічні властивості
1. Дія на індикатори.
2. Дисоціація на йони. Нітратна кислота—сильний електроліт, у водному розчині практично повністю дисоціює на йони:
Дисоціація відбувається переважно за першим ступенем, за другим —менше, за третім —ще менше.
• Які кислі солі може утворювати фосфатна кислота з магнієм? Напишіть формули таких солей і назвіть їх. Чому нітратна кислота не утворює кислих солей?
3. Взаємодія з основними оксидами й основами. У даному разі нітратна і фосфатна кислоти виявляють властивості, типові для кислот.
• Напишіть рівняння реакцій нітратної і фосфатної кислот з оксидами натрію і барію та гідроксидами калію і кальцію.
• Як, на ваш погляд, взаємодіють нітратна і фосфатна кислоти з амфотерними гідроксидами? Відповідь обґрунтуйте, підтвердивши, де можливо, рівнянням реакції.
4. Взаємодія з солями. Нітратна й фосфатна кислоти вступають у реакцію з обмеженою кількістю солей. Це пояснюється тим, що нітратна кислота сильна, але летка, афосфатна кислота середньої сили, але нелетка. Взаємодія нітратної та фосфатної кислот з солями відбувається за умови, що береться сіль слабкішої або леткішої кислоти:
Під час нагрівання фосфатної кислоти з неї виділяється вода й утворюється дифосфатна кислота:
2Н3Р04 = Н20 + Н4Р207
6. Взаємодія з металами. Нітратна кислота реагує з металами інакше, ніж інші кислоти. Це пояснюється тим, що нітратна кислота —сильний окисник. Вона окиснює майже всі метали (за винятком золота, платини та деяких інших), перетворюючи їх на солі—нітрати. При цьому водень не виділяється, бо відновлюється Нітроген, а не Гідроген. Нітроген відновлюється тим повніше, чим активніший метал і чим розбавленіша кислота. Отже, продукти відновлення нітратної кислоти можуть бути різні. Проте концентрована кислота відновлюється, як правило, до N02в разі взаємодії з важкими металами.
Якщо на дно колби опустити обрізки мідного дроту і долити до них концентрованої нітратної кислоти (у витяжній шафі), то одразу ж почне виділятися бурий газ N02, а розчин забарвиться у синій колір:
5. Термічний розклад. Нітратна кислота під час нагрівання (і під впливом світла) розкладається з виділенням бурого газу N02, через що у процесі зберігання поступово жовтіє:
У процесі взаємодії концентрованої нітратної кислоти з активними металами (лужними та лужноземельними) утворюється оксид нітрогсну(І) N,0, наприклад:
Якщо ж узяти розбавлену нітратну кислоту, то під час взаємодії з міддю замість оксиду нітрогену(ІV) NOz виділяється оксид нітрогену (II) NO:
• У наведеній схемі реакції розставте коефіцісігги на підставі електронного балансу. Зазначте окисник і відновник
Завдяки яскраво вираженим окисним властивостям нітратна кислота, діючи на деякі метали (алюміній, хром, залізо), пасивує їх. Це особливо характерно для концентрованої HN03. Під її впливом на поверхні металів утворюється дуже щільна захисна оксидна плівка, стійка проти дії кислоти.
Нітратна кислота настільки сильний окисник, що вона може окиснювати різні органічні речовини і матеріали. Так, під час дії концентрованої нітратної кислоти спалахують солома, папір, тирса, скипидар (мал. 8). Вона руйнує вовну, роз'їдає шкіру, забарвлює її у жовтий колір і спричинює на ній виразки, що не можуть довго загоїтися. Тому з нітратною кислотою треба поводитися дуже обережно.
У разі взаємодії з розбавленою нітратною кислотою активних металів (Са, Mg, Zn) утворюються сполуки Нітрогену нижчих ступенів окиснення
(n2o, N2, nh3, nh4no3).
Фосфатна кислота, на відміну від нітратної, окисні властивості виявляє набагато слабше, тому реагує тільки з активними металами, утворюючи сіль і водень:
Фосфат магнію—нерозчинна сіль, викликає пасивацію металу, і реакція припиняється. А в надлишку кислоти реакція відбувається, але з утворенням кислої солі
Застосування. Нітратну кислоту використовують для виробництва добрив, барвників, пороху та інших вибухових речовин, пластмас, штучного волокна, лікарських препаратів (стрептоцид), кіно- і фотоплівки. Вона застосовується і як сильний окисник у самозаймистих ракетних паливах.
Завдання для самоконтролю
89. Напишіть рівняння реакцій концентрованої і розбавленої нітратної кислоти зі сріблом.
90. Наведіть по три способи добуваніія: а) нітрату купруму(ІІ); б) фосфату магнію.
91. Складіть рівняння реакції між нітратною кислотою і гідроксидом кальцію і запишіть його у повній і скороченій йонних формах.
Мал. 8. Займання скипидару в нітратній кислоті 92. Напишіть рівняння реакцій, які характеризують хімічні властивості фосфатної кислоти.
Має місце і такий процес: MgPO + 4Н3Р04 = 3Mg(H2P04)2.
93. Об'єм оксиду нітрогену(ІІ), що виділяється під час взаємодії міді з 2 моль розбавленої нітратної кислоти, становить (за н. у.)
(а) 5,6 л; (в) 22,4 л;
(б) 11,2 л; (г) 44,8 л.
94. Маса нітратної кислоти, яку можна добути з 1 г аміаку при 70%-вому виході, становить
(а) 1 г; (в) 2,6 г;
(б) 1,3 г; (г) 3,9 г.
95. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
96. Яка сіль утвориться, якщо до розчину, що містить 4,9 г ортофосфатної кислоти, долити розчин, який містить 2,8 г гідроксиду калію? Обчисліть масу добутої солі.
97*. У концентровану нітратну кислоту помістили суміш міді з оксидом купруму(ІІ) масою 32 г, в якій масова частка міді становить 20 96. Який об'єм і якого газу виділиться за нормальних умов унаслідок реакції? Визначте кількість речовини солі, що при цьому утворюється.
98*. Обчисліть масову частку ортофосфатної кислоти в розчині, що утворився внаслідок розчинення 71 г оксиду фосфору (V) в 600 мл розчину ортофосфатної кислоти з масовою часткою Н3Р04 85 % і густиною 1,7 г/мл.
