Azotna kiselina. Soli dušične kiseline
Uporedne karakteristike hemijske reakcije u osnovi proizvodnje azotne kiseline i uslovi za njihovu pojavu Jednačine hemijska reakcija Znakovi poređenja Uslovi nastanka Reverzibilna i ireverzibilna reakcija Egzotermna i endotermna reakcija Homogena i heterogena tp
Proces proizvodnje razrijeđene dušične kiseline 1. konverzija amonijaka u proizvodnju dušikovog oksida 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O 2. oksidacija dušikovog oksida u dušikov dioksid 2NO + O 2 2NO 2 3. apsorpcija azotnih oksida vodom višak kiseonika 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O 4HNO 3
Proizvodnja azotne kiseline po shemi AK-72 uključuje zatvoreni energetski tehnološki ciklus sa dvostepenom konverzijom amonijaka i hlađenjem azotnih gasova pod pritiskom od 0,42 - 0,47 MPa apsorpcijom azotnih oksida pod pritiskom od 1,1 - 1,26 MPa, proizvodi se proizvode u obliku 60% - noah HNO 3
Optimalni uslovi za oksidaciju azot-oksida (IV) 2NO + O 2 = 2NO, 92 kcal Kada se temperatura smanji i pritisak gasa poveća, ravnoteža reakcije se pomera udesno.
Izgledi za razvoj proizvodnje azotne kiseline Izuzetan značaj azotne kiseline za mnoge sektore nacionalne privrede i odbrambene tehnologije i veliki obim proizvodnje doveli su do intenzivnog razvoja efikasnih i isplativih oblasti za unapređenje proizvodnje azotne kiseline.
Opšti naučni principi Korišćenje toplote hemijskih reakcija Razmena toplote, korišćenje toplote reakcija Zaštita okruženje i ljudi Automatizacija opasnih industrija, plombiranje uređaja, odlaganje otpada, neutralizacija atmosferskih emisija Mehanizacija i automatizacija proizvodnje Princip kontinuiteta Mehanizacija i automatizacija proizvodnje
Ekološki problemi Proizvodnja azotne kiseline Rješenja: - Upotreba odgovarajućih materijala za izradu opreme, komunikacija, priključaka, ventila, ventila, zaptivki, zaptivki. - Pažljiva montaža opreme, precizno uklapanje svih delova, čvrsti spojevi. - Zaštita svih keramičkih a posebno staklenih dijelova od mehaničkih oštećenja. - Tokom rada potrebno je pažljivo nadgledati neispravnost svih dijelova opreme.
Proizvodnja dušične kiseline Dušična kiselina je jedna od najvažnijih mineralnih kiselina i po obimu proizvodnje zauzima drugo mjesto nakon sumporne kiseline. Stvara soli rastvorljive u vodi (nitrate), deluje nitrirajuće i oksidativno na organska jedinjenja, au koncentrisanom obliku pasivira crne metale. Sve je to dovelo do široke upotrebe dušične kiseline u nacionalnoj ekonomiji i odbrambenoj tehnologiji.
Optimalni uslovi za oksidaciju azot-oksida (II) u azot-oksid (IV) Na temperaturama ispod 1000C, ravnoteža se skoro u potpunosti pomera ka stvaranju azot-oksida (IV). Kako temperatura raste, pomiče se ulijevo i više. Gotovo da ne dolazi do stvaranja dušikovog oksida (IV). Budući da dušikovi plinovi izlaze iz reaktora na temperaturi od oko C, u njima praktički nema dušikovog oksida. Za pretvaranje dušikovog oksida (II) u dušikov oksid (IV), plinovi se moraju ohladiti ispod C.
Mere predostrožnosti u centralnoj fabričkoj laboratoriji Opšti zahtevi: Prilikom primanja novog (nepoznatog) posla zahtevajte dodatnu obuku o bezbednosti od majstora. Prilikom obavljanja posla morate biti pažljivi, da vas ne ometaju strane stvari i razgovori i da ne ometate druge. U slučaju ozljede ili bolesti prestati s radom, obavijestiti nadzornika i otići u stanicu prve pomoći. Nemojte bez potrebe šetati po drugim radionicama preduzeća.
Dobiveni proizvod je čista dušična kiselina – bezbojna, dimljiva tekućina sa jakim iritirajućim mirisom. Koncentrirana dušična kiselina je obično žute boje. Ovu boju mu daje dušikov oksid (IV), koji nastaje djelomičnim razlaganjem dušične kiseline i rastvara se u njoj.
Načini povećanja prinosa proizvoda Jedini način za postizanje velikih prinosa NO je povećanje brzine glavne reakcije u odnosu na sporedne reakcije. Prema Arrheniusovoj jednačini, povećanje konstante brzine može se postići povećanjem temperature ili smanjenjem energije aktivacije reakcije.
Nusproizvodi i metode njihove upotrebe U laboratorijskoj metodi za proizvodnju azotne kiseline, nusproizvod je natrijum hidrogen sulfat - NaHSO 4 Natrijum hidrogen sulfat je kisela so natrijuma i sumporne kiseline formule NaHSO 4, bezbojni kristali. Formira kristalni hidrat NaHSO 4 H 2 O
Zadatak za specijaliste: Grupa 1 Volumen gasa (n y) koji se oslobađa tokom interakcije 10 litara azotnog oksida (IV) sa vodom, kiseonikom u nedostatke, jednak je ....... l. Napišite broj na najbližu desetinu. Grupa 2 Volumen gasa koji se oslobađa tokom oksidacije azot-oksida (II) zapremine 22 litra do azot-oksida (IV) u normalnim uslovima jednak je ....... l. Napišite broj na najbliži cijeli broj. Grupa 3 Volumen amonijaka koji je ušao u reakciju, koja je rezultirala stvaranjem dušikovog oksida (II) zapremine 34 l, jednaka je …….. l. Napišite broj na najbliži cijeli broj.
Uspostavite korespondenciju između faza proizvodnje azotne kiseline i odgovarajućih jednačina za fazu proizvodnje A) oksidacija amonijaka B) oksidacija azotnog oksida (II) u azot oksid (IV) C) oksidacija azotnog oksida (IV) jednačine 1) 2NO + O 2 = 2NO 2 + Q 2) 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O + Q 3) 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 = 4HNO 3 4) 2NH 3 + 5O 2 = 2NO + 6H 2 O 5) 2NO + O 2 = 2NO 2 - Q A BV
Uporedne karakteristike hemijskih reakcija koje su u osnovi proizvodnje azotne kiseline i uslovi za njihov nastanak Jednačine hemijske reakcije Znakovi poređenja Uslovi nastanka Reverzibilna i ireverzibilna reakcija Egzotermna i endotermna reakcija Homogena i heterogena tp 4NH 3 +5O 2 =4NO+6H 2 Nereverzibilno+ Qheterogeno C- 2NO+O 2 = 2NO 2 reverzibilno+ Qhomogeno-1 MPa 4NO 2 +O 2 =4HNO 3 reverzibilno+ Qheterogeno-5 MPa
Reflektivna mapa Danas na času I ________________________________ (F.I.): - iznosi ideje, hipoteze, verzije - obrazlaže - radi sa tekstom - rješava probleme - analizira gradivo - generalizira, donosi zaključke - organizira rad grupe - prezentira rezultat rada u grupi Moja ocjena :____________
Da biste koristili preglede prezentacija, kreirajte Google račun i prijavite se na njega: https://accounts.google.com
Naslovi slajdova:
Ovu supstancu je opisao arapski hemičar u 8. vijeku Jabir ibn Hayyan (Geber) u svom djelu “Kočijaš mudrosti”, a od 15. stoljeća ova supstanca se kopa u industrijske svrhe. - Zahvaljujući ovoj supstanci, ruski naučnik V.F. Petruševski je prvi put primio dinamit 1866. - Ova supstanca je rodonačelnik većine eksploziva (na primjer, TNT ili tola). - Ova supstanca je komponenta raketnog goriva, korišćena je za motor prvog sovjetskog mlaznog aviona BI-1 - Ova supstanca, pomešana sa hlorovodoničnom kiselinom, otapa platinu i zlato, prepoznato kao "kralj" metala. Sama smjesa, koja se sastoji od 1 zapremine ove supstance i 3 zapremine hlorovodonične kiseline, naziva se "kraljevska voda".
MALO ISTORIJE Monah alhemičar Bonaventura je 1270. godine, u potrazi za univerzalnim rastvaračem "alkahestom", odlučio zagrijati mješavinu željeznog sulfata i salitre. Posuda u kojoj se nalazila smjesa ubrzo se napunila crveno-smeđim "dimom". Monah se ukočio od čuđenja, a zatim ugasio vatru i vidio kako je žućkasta tekućina počela kapati u bocu prijemnika. Djelovao je na sve metale, čak i na srebro i živu. Alhemičari su mislili da je crveni dim koji sedi u tečnosti demon koji kontroliše jedan od elemenata prirode - vodu. Stoga se žućkasta tečnost nazivala „jaka voda“ ili „jaka votka“. Ovo ime je preživjelo do vremena M.V. Kako se sada zove ova supstanca?
2 FeSO 4 7H 2 O + 4 KNO 3 = Fe 2 O 3 + 2 K 2 SO 4 + 2HNO 3 + 13H 2 O + 2NO 2
DUŠNA KISELINA
HNO 3 – azotna kiselina Fizička svojstva 1. Molarna masa 63,016 g/mol 2. Bezbojna tečnost oštrog mirisa, „dim“ na vazduhu, tačka ključanja. = 86 3. Visoko rastvorljiv u vodi (jaka jednobazna kiselina) 4. Molekul ima ravnu strukturu 5. Valencija (N) = IV 6. Oksidaciono stanje (N) = +5
Hemijska svojstva Zajednička s drugim kiselinama Specifična
1) Mijenja boju indikatora (disocijacija) HNO 3 2) Interakcija sa bazičnim i amfoternim oksidima CuO+2HNO 3 3) Interakcija sa bazama i amonijakom KOH+HNO 3 NH 3 +HNO 3 sa solima 4) Interakcija Na 2 CO 3 +2HNO 3 Zajedničko sa drugim kiselinama
Specifična svojstva - interakcija sa metalima ZAPAMTITE! Kada dušična kiselina bilo koje koncentracije stupi u interakciju s metalima, vodik se nikada ne oslobađa. Proizvodi ovise o koncentraciji metala i kiseline.
Razrijeđen
Koncentrirano
Interakcija sa nemetalima Pri interakciji sa nemetalima nastaje kiselina u kojoj se nemetal najviši stepen oksidacije, a proizvod prema šemi: NO ne Me + HNO 3 NO 2 P+5HNO 3 (c.) H 3 PO 4 +5NO 2 + H 2 O 3P+5HNO 3 (p) + 2H 2 O 3H 3 PO 4 +5NO
Utjecaj na organske tvari Proteini se u interakciji s koncentriranom dušičnom kiselinom uništavaju i dobivaju žutu boju. Pod uticajem azotne kiseline zapaljuju se papir, ulje, drvo i ugalj.
Mješavina koncentrisane dušične i hlorovodonične kiseline (volumenski omjer 1:3) naziva se carska voda; rastvara čak i plemenite metale. Mješavina koncentracije HNO 3 100% i H 2 SO 4 koncentracije 96 % sa volumnim omjerom 9:1 naziva se melanž.
Upotreba Proizvodnja: NH 4 NO 3 mineralna đubriva, nitrati Na, K, Ca i dr. u hidrometalurgiji za proizvodnju eksploziva, H 2 SO 4, H 3 PO 4, aromatična nitro jedinjenja, boje, raketno gorivo. bakropis metala, proizvodnja poluprovodnika
Slajd 2
HNO3 Sastav. Struktura. Svojstva. H O N O O - - stepen oksidacije valencije azota +5 IV hemijska veza kovalentna polarna Azotna kiselina je bezbojna higroskopna tečnost, oštrog mirisa, "dim" u vazduhu, neograničeno rastvorljiva u vodi. tboil. = 83ºC.. Kada se čuva na svetlosti, razlaže se na azot-oksid (IV), kiseonik i vodu, dobijajući žućkastu boju: 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O Azotna kiselina je otrovna.
Slajd 3
Slajd 4
Kada se dušična kiselina raspadne, oslobađa se kisik, zbog čega se terpentin zapali.
Slajd 5
Dušična kiselina (HNO3) Klasifikacija prema prisustvu kiseonika: bazičnost: rastvorljivost u vodi: isparljivost: stepen elektrolitičke disocijacije: monobazna rastvorljiva isparljiva jaka azotna kiselina koja sadrži kiseonik prema:
Slajd 6
Proizvodnja azotne kiseline u industriji NH3NONO2HNO3 4NH3+ 5O2 = 4NO + 6H2O 2NO+O2 = 2NO2 4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3 1. Kontaktna oksidacija amonijaka u azot oksid (II): 2. Oksidacija azota (II) u azotoksid (II) (IV) : 3. Adsorpcija (apsorpcija) dušikovog oksida (IV) vodom sa viškom kisika
Slajd 7
U laboratoriji se dušična kiselina priprema reakcijom koncentrirane sumporne kiseline s nitratima na niskoj temperaturi. Napišite jednadžbu reakcije za proizvodnju dušične kiseline. NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3
Slajd 8
Hemijska svojstva azotne kiseline 1. Tipične osobine kiselina 2. Interakcija azotne kiseline sa metalima 3. Interakcija azotne kiseline sa nemetalima
Slajd 9
Hemijska svojstva dušične kiseline Dušična kiselina pokazuje sva tipična svojstva kiselina. Navedite svojstva karakteristična za kiseline. Kiseline stupaju u interakciju s bazičnim i amfoternim oksidima, s bazama, amfoternim hidroksidima i sa solima. Sastaviti jednačine za reakcije azotne kiseline: 1 3 2 sa bakar (II) oksidom, aluminijum oksidom; sa natrijum hidroksidom, cink hidroksidom; sa amonijum karbonatom, natrijum silikatom. Razmotrite reakcije iz perspektive. TED. Dajte imena nastalim supstancama. Odredite vrstu reakcije. 3
Slajd 10
2HNO3 + CuO = Cu(NO3)2 + H2O 1 2H+ + 2NO3– + CuO = Cu2+ + 2NO3– + H2O 2H+ + CuO = Cu2+ + H2O 6HNO3 + Al2O3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O 6H+ + 6NO3 – Al 2Al3+ + 6NO3– + 3H2O 6H+ + Al2O3 = 2Al3+ + 3H2O HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O H+ + NO3– + Na+ + OH– = Na+ + NO3– + H2O H+ + OH– = H2O 2 Z(2HNO3) + = Zn(NO3)2 + 2H2O 2H+ + 2NO3– + Zn(OH)2 = Zn2+ +2NO3– + 2H2O 2H+ + Zn(OH)2 = Zn2+ + 2H2O
Slajd 11
+ 2NO3 –+ 2Na+ + SiO32– = ↓H2SiO3 + 2Na+ + 2NO3– 2H+ + SiO32– = ↓H2SiO3 Aktivne kiseline istiskuju slabe isparljive ili nerastvorljive kiseline iz rastvora soli.
Slajd 12
Interakcija dušične kiseline s metalima Kako metali reagiraju s kiselim otopinama? Metali koji su u nizu aktivnosti prije vodonika istiskuju ga iz kiselina. Metali koji stoje nakon vodonika iz kiselina ga ne istiskuju, tj. ne stupaju u interakciju sa kiselinama, ne rastvaraju se u njima. Karakteristike interakcije azotne kiseline sa metalima: 1. Nijedan metal nikada ne oslobađa vodonik iz azotne kiseline. Oslobađaju se različita jedinjenja azota: N+4O2, N+2O, N2+1O, N20, N–3H3 (NH4NO3) 2. Metali koji dolaze pre i posle vodonika u nizu aktivnosti reaguju sa azotnom kiselinom. 3. Dušična kiselina ne stupa u interakciju sa Au, Pt 4. Koncentrovana azotna kiselina pasivira metale: Al, Fe, Be, Cr, Ni, Pb i druge (zbog stvaranja gustog oksidnog filma). Kada se zagrije i kada se dušična kiselina razrijedi, ovi metali se u njoj rastvaraju. iskustvo iskustvo iskustvo N–3H4+ N20 N2+1O N+2O N+4O2 koncentracija kiselina aktivnost metala
Slajd 13
Oksidativna svojstva dušične kiseline
Slajd 14
Napišite jednadžbu za reakciju između koncentrirane dušične kiseline i žive. Razmotrite reakciju iz perspektive. OVR. 4HN+5O3 + Hg0= Hg+2(NO3)2 + 2N+4O2 + 2H2O N+5 + 1e → N+4 1 2 Hg0– 2e → Hg+2 2 1 HNO3 (zbog N+5) – oksidant , proces oporavka; Hg0 – redukciono sredstvo, proces oksidacije.
Slajd 15
Dovršite reakcijske šeme: Razmotrite transformacije u svjetlu ORR 1) HNO3(konc.) + Cu → Cu(NO3)2 + … + H2O 2) HNO3(dil.) + Cu → Cu(NO3)2 + … + H2O 1) HN +5O3(konc.) + Cu0= Cu+2(NO3)2 + N+4O2 + H2O 2 2 N+5+ 1e → N+41 2 Cu0– 2e → Cu+2 2 1 2) HN +5O3(konc. .) + Cu0= Cu+2(NO3)2 + N+2O + H2O 3 3 4 2 8 N+5+ 3e → N+23 2 Cu0– 2e → Cu+2 2 3 redukciono oksidaciono sredstvo oxidizer 4 redukcija oksidacija oxidizer redukciono sredstvo
Slajd 16
Slajd 17
Interakcija dušične kiseline sa nemetalima Oksidira nemetale u odgovarajuće kiseline. Koncentrisana (više od 60%) azotna kiselina redukuje se u NO2, a ako je koncentracija kiseline (15-20%), onda u NO. HNO3 + S→SO2 + H2O + NO2 N+5+ 1e → N+4 1 4 S0 –4e → S+44 1 4 4 2 HNO3 + P → H3PO4 + NO2 + H2O N+5+ 1e → N+4 1 5 P0 – 5e → P+5 5 1 5 2 5 HNO3 + P + H2O → H3PO4 + NO N+5+ 3e → N+2 3 5 P0 – 5e → P+5 5 3 3 5 3 5 Dušična kiselina kao jak oksidant Rasporedite koeficijente na dijagramima koristeći metodu elektronske ravnoteže. HNO3 (zbog N+5) – oksidant, proces redukcije C – redukcijski agens, oksidacijski proces HNO3 (zbog N+5) – oksidant, proces redukcije P – redukcijski agens, oksidacijski proces HNO3 (zbog N+5) – oksidant itd. redukcija P – redukciono sredstvo, iskustvo oksidacionog procesa
Slajd 18
Reakcija dušične kiseline sa ugljem
Slajd 19
Reakcija dušične kiseline sa bijelim fosforom
Slajd 20
Primena azotne kiseline 1 5 4 6 2 3 Proizvodnja azotnih i kompleksnih đubriva. Proizvodnja eksploziva Proizvodnja boja Proizvodnja lijekova Proizvodnja filmova, nitro-lakova, nitro-emajla Proizvodnja umjetnih vlakana 7 Kao komponenta smjese za nitriranje, za povlacenje metala u metalurgiji
Slajd 21
Soli azotne kiseline Kako se zovu soli azotne kiseline? nitrati Nitrati K, Na, NH4+ se nazivaju nitrati Napišite formule za navedene soli. KNO3 NaNO3 NH4NO3 Nitrati su bijele kristalne supstance. Jaki elektroliti se u otopinama potpuno disociraju na ione. Ulaze u reakcije razmjene. Kako možete odrediti nitratni ion u otopini? U so se dodaju sumporna kiselina i bakar (koja sadrži nitratni jon). Smjesa se lagano zagrije. Oslobađanje smeđeg gasa (NO2) ukazuje na prisustvo nitratnog jona.
Slajd 22
Kalijum nitrat (kalijev nitrat) Bezbojni kristali značajno manje higroskopni u odnosu na natrijum, pa se široko koristi u pirotehnici kao oksidaciono sredstvo. Kada se zagreje iznad 334,5ºS topi se, iznad ove temperature se raspada uz oslobađanje kiseonika. Koristi se kao gnojivo; u staklarskoj i metaloprerađivačkoj industriji; za proizvodnju eksploziva, raketnog goriva i pirotehničkih smjesa. Natrijum nitrat
Slajd 23
Kristalna supstanca bijela. Tačka topljenja je 169,6 °C kada se zagrije iznad ove temperature, počinje postepeno raspadanje tvari, a na temperaturi od 210 °C dolazi do potpunog raspadanja. Amonijum nitrat
Slajd 24
Kada se zagreju, nitrati se razlažu što je potpunije što je više udesno metal koji formira so u nizu elektrohemijskog napona. Li K Ba Ca Na MgAl Mn Zn Cr Fe Co Sn PbCu Ag Hg Au nitrit + O2 metalni oksid + NO2 + O2 Me + NO2 + O2 Zapišite jednadžbe za reakcije razlaganja natrijevog nitrata, olovnog nitrata i srebrovog nitrata. 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 2Pb(NO3)2= 2PbO+ 4NO2 + O2 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2
Slajd 25
1. Stepen oksidacije azota u azotnoj kiselini je: A) +5; B) +4; U 3. A 2. U interakciji sa kojim supstancama azotna kiselina ispoljava posebna svojstva koja je razlikuju od ostalih kiselina: A) bazični oksidi; B) metali; B) razlozi. B 3. U redoks reakciji azotna kiselina može učestvovati kao: A) oksidaciono sredstvo; B) redukciono sredstvo; B) oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo. A 4. Koje od ovih jedinjenja azota se naziva čileanski nitrat: A) kalijum nitrat; B) kalcijum nitrat; B) natrijum nitrat; P 5. Zapišite jednačinu interakcije bakra sa koncentrovanom azotnom kiselinom. Koeficijent ispred formule kiseline je: A) 2; B) 4; C) 1. B 6. Koja od navedenih supstanci ne reaguje sa razblaženom azotnom kiselinom: A) bakar; B) natrijum hidroksid; B) natrijum bromid. B 7. Azotna kiselina se dobija u tri faze oksidacijom atoma azota prema sledećoj šemi: A) N–3→N+2→N+4→N+5 B) N–3 →N0 →N+4 → N+5C) N0 →N+2 →N+4 → N+5 A
Pogledajte sve slajdove
1 slajd
Dušična kiselina 1. Sastav. Struktura. Fizička svojstva 2. Klasifikacija 3. Priprema azotne kiseline 4. Hemijska svojstva 5. Test primjene Soli dušične kiseline
2 slajd
HNO3 Sastav. Struktura. Svojstva. H O N O O - - stepen oksidacije valencije azota +5 IV hemijska veza kovalentna polarna Azotna kiselina je bezbojna higroskopna tečnost, oštrog mirisa, "dim" u vazduhu, neograničeno rastvorljiva u vodi. tboil. = 83ºC.. Kada se čuva na svetlosti, razlaže se na azot-oksid (IV), kiseonik i vodu, dobijajući žućkastu boju: 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O Azotna kiselina je otrovna.
3 slajd
4 slajd
5 slajd
Dušična kiselina (HNO3) Klasifikacija prema prisustvu kiseonika: bazičnost: rastvorljivost u vodi: isparljivost: stepen elektrolitičke disocijacije: monobazna rastvorljiva isparljiva jaka azotna kiselina koja sadrži kiseonik prema:
6 slajd
Proizvodnja azotne kiseline u industriji NH3 NO NO2 HNO3 4NH3+ 5O2 = 4NO + 6H2O 2NO+O2 = 2NO2 4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3 1. Kontaktna oksidacija amonijaka u azot oksid (II): 2. Oksidacija azota (II) na dušikov oksid (IV): 3. Adsorpcija (apsorpcija) dušikovog oksida (IV) vodom sa viškom kisika
7 slajd
U laboratoriji se dušična kiselina priprema reakcijom koncentrirane sumporne kiseline s nitratima na niskoj temperaturi. Napišite jednadžbu reakcije za proizvodnju dušične kiseline. NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3
8 slajd
Hemijska svojstva azotne kiseline 1. Tipične osobine kiselina 2. Interakcija azotne kiseline sa metalima 3. Interakcija azotne kiseline sa nemetalima
Slajd 9
Hemijska svojstva dušične kiseline Dušična kiselina pokazuje sva tipična svojstva kiselina. Navedite svojstva karakteristična za kiseline. Kiseline stupaju u interakciju s bazičnim i amfoternim oksidima, s bazama, amfoternim hidroksidima i sa solima. Sastaviti jednačine za reakcije azotne kiseline: 1 3 2 sa bakar (II) oksidom, aluminijum oksidom; sa natrijum hidroksidom, cink hidroksidom; sa amonijum karbonatom, natrijum silikatom. Razmotrite reakcije iz perspektive. TED. Dajte imena nastalim supstancama. Odredite vrstu reakcije. 3
10 slajd
2HNO3 + CuO = Cu(NO3)2 + H2O 1 2H+ + 2NO3– + CuO = Cu2+ + 2NO3– + H2O 2H+ + CuO = Cu2+ + H2O 6HNO3 + Al2O3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O 6H+ + 6NO3 = 2Al3+ + 6NO3– + 3H2O 6H+ + Al2O3 = 2Al3+ + 3H2O HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O H+ + NO3– + Na+ + OH– = Na+ + NO3– + H2O H+ + OH– = H2O 2 Z(2HNO3) + = Zn(NO3)2 + 2H2O 2H+ + 2NO3– + Zn(OH)2 = Zn2+ +2NO3– + 2H2O 2H+ + Zn(OH)2 = Zn2+ + 2H2O
11 slajd
3 2HNO3 + (NH4)2CO3 = 2NH4NO3 + CO2 + H2O 2H+ + 2NO3– + 2NH4+ + CO22– = 2NH4+ +2NO3– + CO2 + H2O 2H+ + CO22– = CO2 + H2O 2HNO3 + Na2SiO23 = Na2SiO2 + Na2SiO2 – + 2Na+ + SiO32– = ↓H2SiO3 + 2Na+ + 2NO3– 2H+ + SiO32– = ↓H2SiO3 Aktivne kiseline istiskuju slabe isparljive ili nerastvorljive kiseline iz rastvora soli.
12 slajd
Interakcija dušične kiseline s metalima Kako metali reagiraju s kiselim otopinama? Metali koji su u nizu aktivnosti prije vodonika istiskuju ga iz kiselina. Metali koji stoje nakon vodonika iz kiselina ga ne istiskuju, tj. ne stupaju u interakciju sa kiselinama, ne rastvaraju se u njima. Karakteristike interakcije azotne kiseline sa metalima: 1. Nijedan metal nikada ne oslobađa vodonik iz azotne kiseline. Oslobađaju se različita jedinjenja azota: N+4O2, N+2O, N2+1O, N20, N–3H3 (NH4NO3) 2. Metali koji dolaze pre i posle vodonika u nizu aktivnosti reaguju sa azotnom kiselinom. 3. Dušična kiselina ne stupa u interakciju sa Au, Pt 4. Koncentrovana azotna kiselina pasivira metale: Al, Fe, Be, Cr, Ni, Pb i druge (zbog stvaranja gustog oksidnog filma). Kada se zagrije i kada se dušična kiselina razrijedi, ovi metali se u njoj rastvaraju. iskustvo iskustvo iskustvo N–3H4+ N20 N2+1O N+2O N+4O2 koncentracija kiselina aktivnost metala
Slajd 13
14 slajd
Napišite jednadžbu za reakciju između koncentrirane dušične kiseline i žive. Razmotrite reakciju iz perspektive. OVR. 4HN+5O3 + Hg0 = Hg+2(NO3)2 + 2N+4O2 + 2H2O N+5 + 1e → N+4 1 2 Hg0 – 2e → Hg+2 2 1 HNO3 (zbog N+5) – oksidant , proces oporavka; Hg0 – redukciono sredstvo, proces oksidacije.
15 slajd
Dovršite reakcione šeme: Razmotrite transformacije u svjetlu ORR 1) HNO3(konc.) + Cu → Cu(NO3)2 + … + H2O 2) HNO3(dil.) + Cu → Cu(NO3)2 + … + H2O 1) HN +5O3(konc.) + Cu0 = Cu+2(NO3)2 + N+4O2 + H2O 2 2 N+5 + 1e → N+4 1 2 Cu0 – 2e → Cu+2 2 1 2) HN+5O3( konc.) + Cu0 = Cu+2(NO3)2 + N+2O + H2O 3 3 4 2 8 N+5 + 3e → N+2 3 2 Cu0 – 2e → Cu+2 2 3 redukcijska oksidacija redukciono sredstvo oksidaciono sredstvo 4 redukcija oksidacija oksidaciono sredstvo redukciono sredstvo
16 slajd
Slajd 17
Interakcija dušične kiseline sa nemetalima Oksidira nemetale u odgovarajuće kiseline. Koncentrisana (više od 60%) azotna kiselina se redukuje u NO2, a ako je koncentracija kiseline (15 - 20%), onda u NO. HNO3 + S → SO2 + H2O + NO2 N+5 + 1e → N+4 1 4 S0 – 4e → S+4 4 1 4 4 2 HNO3 + P → H3PO4 + NO2 + H2O N+5 + 1e → N+4 1 5 P0 – 5e → P+5 5 1 5 2 5 HNO3 + P + H2O → H3PO4 + NO N+5 + 3e → N+2 3 5 P0 – 5e → P+5 5 3 3 5 3 5 Dušična kiselina kao jak oksidant Rasporedite koeficijente na dijagramima koristeći metodu elektronske ravnoteže. HNO3 (zbog N+5) – oksidacijsko sredstvo, proces redukcije C – redukcijski agens, oksidacijski proces HNO3 (zbog N+5) – oksidant, proces redukcije P – redukcijski agens, oksidacijski proces HNO3 (zbog N+5) – oksidaciono sredstvo , redukcija ave P – redukciono sredstvo, iskustvo u procesu oksidacije
18 slajd
Slajd 19
20 slajd
Primena azotne kiseline 1 5 4 6 2 3 Proizvodnja azotnih i kompleksnih đubriva. Proizvodnja eksploziva Proizvodnja boja Proizvodnja lijekova Proizvodnja filmova, nitro-lakova, nitro-emajla Proizvodnja umjetnih vlakana 7 Kao komponenta smjese za nitriranje, za povlacenje metala u metalurgiji
21 slajd
Soli azotne kiseline Kako se zovu soli azotne kiseline? nitrati Nitrati K, Na, NH4+ se nazivaju nitrati Napišite formule za navedene soli. KNO3 NaNO3 NH4NO3 Nitrati su bijele kristalne supstance. Jaki elektroliti se u otopinama potpuno disociraju na ione. Ulaze u reakcije razmjene. Kako možete odrediti nitratni ion u otopini? U so se dodaju sumporna kiselina i bakar (koja sadrži nitratni jon). Smjesa se lagano zagrije. Oslobađanje smeđeg gasa (NO2) ukazuje na prisustvo nitratnog jona.
Slajd 23
Bijela kristalna supstanca. Tačka topljenja je 169,6 °C kada se zagrije iznad ove temperature, počinje postepeno raspadanje tvari, a na temperaturi od 210 °C dolazi do potpunog raspadanja. Amonijum nitrat
24 slajd
Kada se zagreju, nitrati se razlažu što je potpunije što je više udesno metal koji formira so u nizu elektrohemijskog napona. Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Sn Pb Cu Ag Hg Au nitrit + O2 metalni oksid + NO2 + O2 Me + NO2 + O2 Zapišite jednadžbe za reakcije razlaganja natrijevog nitrata, olovnog nitrata i srebrovog nitrata. 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 2Pb(NO3)2= 2PbO + 4NO2 + O2 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2
25 slajd
1. Stepen oksidacije azota u azotnoj kiselini je: A) +5; B) +4; U 3. A 2. U interakciji sa kojim supstancama azotna kiselina ispoljava posebna svojstva koja je razlikuju od ostalih kiselina: A) bazični oksidi; B) metali; B) razlozi. B 3. U redoks reakciji azotna kiselina može učestvovati kao: A) oksidaciono sredstvo; B) redukciono sredstvo; B) oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo. A 4. Koje od ovih jedinjenja azota se naziva čileanski nitrat: A) kalijum nitrat; B) kalcijum nitrat; B) natrijum nitrat; P 5. Zapišite jednačinu interakcije bakra sa koncentrovanom azotnom kiselinom. Koeficijent ispred formule kiseline je: A) 2; B) 4; C) 1. B 6. Koja od navedenih supstanci ne reaguje sa razblaženom azotnom kiselinom: A) bakar; B) natrijum hidroksid; B) natrijum bromid. B 7. Azotna kiselina se dobija u tri faze, oksidacijom atoma azota prema sledećoj šemi: A) N–3 →N+2 →N+4 → N+5 B) N–3 →N0 →N+4 → N+5 C ) N0 →N+2 →N+4 → N+5 A
Čas hemije u 9. razredu. "Oksidativna svojstva dušične kiseline." Cilj lekcije: Upoznavanje sa posebna svojstva dušična kiselina kao oksidacijsko sredstvo. Ciljevi: edukativni: razmotriti oksidativna svojstva dušične kiseline, uočiti njenu interakciju s metalima i nemetalima. Izjednačiti redoks reakcije koje uključuju dušičnu kiselinu koristeći metodu elektronske ravnoteže; razvoj: nastaviti razvoj logičko razmišljanje, vještine zapažanja, analiziranja i upoređivanja, pronalaženja uzročno-posljedičnih veza, izvođenja zaključaka, rada s algoritmima, razvijanja interesovanja za predmet; vaspitni: formirati naučni svetonazor učenika; naučite da slušate nastavnika i svoje drugove iz razreda, da budete pažljivi prema sebi i drugima i da razgovarate. Vrsta lekcije: učenje nove teme
Skinuti:
Pregled:
Da biste koristili preglede prezentacija, kreirajte Google račun i prijavite se na njega: https://accounts.google.com
Naslovi slajdova:
Oksidativna svojstva azotne kiseline Nastavnik hemije 1. kvalifikacijske kategorije MBOUSOSH br. 4, Sovetsky Khanty-Mansi Autonomni Okrug-Jugra Kazantseva A. G.
Cilj lekcije: Razmotriti oksidativna svojstva dušične kiseline, uočiti njenu interakciju s metalima i nemetalima. Izjednačite redoks reakcije koje uključuju dušičnu kiselinu koristeći metodu elektronske ravnoteže.
Sastaviti jednačine za reakcije azotne kiseline: 1 opcija sa bakar (II) oksidom, sa natrijum hidroksidom 2 opcija sa cink hidroksidom; natrijum silikat Ažuriranje znanja Razmotrite reakcije sa stanovišta TED-a.
Međusobna provjera Opcija 1 Opcija 2 2HNO 3 + Zn(OH) 2 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O 2H + + 2NO 3 – + Zn(OH) 2 = Zn 2+ +2NO 3 – + + 2H 2 O 2H + + Zn(OH) 2 = Zn 2+ + 2H 2 O 2HNO 3 + Na 2 SiO 3 = ↓ H 2 SiO 3 + 2NaNO 3 2H + + 2NO 3 – + 2Na + + SiO 3 2 – = ↓ H 2 SiO 3 + + 2Na + + 2NO 3 – 2H + + SiO 3 2 – = ↓ H 2 SiO 3 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O 2H + + 2NO 3 – + CuO = Cu 2+ + 2NO 3 – + H 2 O 2H + + CuO = Cu 2+ + H 2 O HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O H + + NO 3 – + Na + + OH – = Na + + NO 3 – + H 2 O H + + OH – = H 2 O
Karakteristično svojstvo dušične kiseline je njena izražena oksidacijska sposobnost. Dušična kiselina je jedan od najsnažnijih oksidacionih agenasa. Mnogi nemetali se njime lako oksidiraju, pretvarajući se u odgovarajuće kiseline. Koncentrirana (više od 60%) dušična kiselina reducira se na NO 2, a ako je koncentracija kiseline (15-20 %), onda na NO.
HNO 3 + C → C O 2 + H 2 O + NO 2 N +5 + 1e → N +4 1 C 0 – 4 e → C + 4 4 HNO 3 + P → H 3 PO 4 + NO 2 + H 2 O N +5 + 1e → N +4 P 0 – 5e → P +5 5 Napišimo jednačinu reakcije i uredimo koeficijente pomoću metode elektronske ravnoteže. HNO 3 (zbog N +5) - oksidant, proces redukcije C - redukcijski agens, proces oksidacije HNO 3 (zbog N +5) - oksidant, proces redukcije P - redukcijski agens, proces oksidacije Pogledajmo eksperiment 1 Interakcija azotne kiseline sa ugljenikom Pogledajmo eksperiment 2 Interakcija azotne kiseline sa fosforom Napišimo jednačinu reakcije i uredimo koeficijente koristeći metodu elektronske ravnoteže. 4 4 1 4 2 4 1 5 5 1 5 5
Dušična kiselina stupa u interakciju sa gotovo svim metalima, uključujući i one u nizu aktivnosti nakon N. Dubina redukcije dušika u takvim reakcijama ovisi o koncentraciji kiseline, o aktivnosti metala i o temperaturi. Snižavanje temperature potiče dublji oporavak dušika. Vodik se ne oslobađa u reakcijama kiseline s metalima jer dušična kiselina ispoljava svoja oksidacijska svojstva ne zbog H+, već zbog N+5. Koncentrirana hladna dušična kiselina pasivira metale: Al, Fe, Be, Cr, Ni, Pb i druge (zbog stvaranja gustog oksidnog filma). Kada se zagrije i razrijedi dušičnom kiselinom, ovi metali se u njoj rastvaraju
Aktivni metali Li Na……. Zn Metali srednje aktivnosti Cr……….. Sn Niski i neaktivni metali Pb …........ Ag Plemeniti metali Au Pt Os Ir Conc HNO 3 puta HNO 3 vrlo puta HNO 3 Conc HNO 3 puta HNO 3 vrlo puta HNO 3 Conc HNO 3 puta HNO 3 Sol. samo u mješavini carske vode 3 vol. HCl B 1 vol. HNO 3 NO NO 2 N 2 O ili N 2, NO 2 NH3 NH 4 NO 3 Ne reagiraju NO 2, NO,N 2 ONH 3 NO 2, NO, N 2 O, NH 3 NO 2 NO koncentrirani HNO3 >60% razrijeđen HNO 3 = 30-60% vrlo razrijeđen HNO 3
1) HN +5 O 3 (konc.) + Cu 0 = Cu +2 (NO 3) 2 + N +4 O 2 + H 2 O 2 2 N +5 + 1e → N +4 Cu 0 – 2e → Cu +2 2) HN +5 O 3 (razrijeđeno) + Cu 0 = Cu +2 (NO 3) 2 + N +2 O + H 2 O 3 3 4 2 8 N +5 + 3e → N +2 Cu 0 – 2e → Cu +2 oksidaciono sredstvo (redukcioni proces) Redukciono sredstvo (proces oksidacije) 4 Pogledajmo eksperiment 3 „Interakcija azotne kiseline sa nekim metalima“ Zapišimo jednačine ovih reakcija. 1 2 2 2 1 3 2 6 2 3 oksidant (proces redukcije) redukcijski agens (oksidacijski proces)
1) HN +5 O 3 (konc.) + Zn 0 = Zn +2 (NO 3) 2 + N +4 O 2 + H 2 O 2 2 N +5 + 1e → N +4 2) HN +5 O 3 (dil.) + Zn 0 = Zn +2 (NO 3) 2 + N -3 H 3 + H 2 O 4 4 3 9 N +5 + 3e → N +2 oksidant (redukcioni proces) redukcioni agens (oksidacija proces) 4 oksidant (proces redukcije) redukcioni agens (proces oksidacije) Zn 0 – 2e → Zn +2 1 2 2 2 1 Zn 0 – 2e → Zn +2 3 2 6 2 3
Dušična kiselina oksidira mnoge organske tvari. Kada dospije na kožu, na njoj se pojavljuju opekotine, a u lakšim slučajevima žute mrlje. Stoga ne biste trebali dozvoliti da kiselina dođe u kontakt sa kožom ili odjećom, jer se njeno djelovanje uništava i tkiva. Udisanje para azotne kiseline dovodi do trovanja.
Učvršćivanje naučenog gradiva Interakcija dušične kiseline sa metalima Rad na simulatoru
Domaći zadatak § 19 (str. 54-56), pr. 4,5,7 (str. 59). Sastavite i izbalansirajte pomoću elektronske ravnoteže 3 reakcije interakcije dušične kiseline s metalima
Dobro urađeno! Hvala na radu
Literatura: Hemija 9. razred, Rudzitis G.E., Feldman F.G., ur. Obrazovanje 20012 Oksidacijsko-redukcione reakcije. Khomchenko G. P., Sevastyanova K. I ur. Prosvjeta 2012 A.G. Kuhlman. Opšta hemija, Moskva-1989. Internet resursi: http://school-collection.edu.ru http://fcior.edu.ru