Презентация к уроку химии "азотная кислота". Производство азотной кислоты Сопоставление оксидов азота, кислот и солей

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Это вещество было описано арабским химиком в VIII веке Джабиром ибн Хайяном (Гебер) в его труде «Ямщик мудрости», а с ХV века это вещество добывалось для производственных целей. - Благодаря этому веществу русский учёный В.Ф. Петрушевский в 1866 году впервые получил динамит. - Это вещество – прародитель большинства взрывчатых веществ (например, тротила, или тола). - Это вещество является компонентом ракетного топлива, его использовали для двигателя первого в мире советского реактивного самолёта БИ – 1. - Это вещество в смеси с соляной кислотой растворяет платину и золото, признанное «царём» металлов. Сама смесь, состоящая из 1-ого объёма этого вещества и 3-ёх объёмов соляной кислоты, называется «царской водкой».

НЕМНОГО ИСТОРИИ Монах-алхимик Бонавентура в 1270 году в поисках универсального растворителя «алкагеста» решил нагреть смесь железного купороса с селитрой. Сосуд, в котором была смесь, вскоре наполнился красно-бурым «дымом». Монах в изумлении застыл, затем убрал огонь и увидел, как в колбу-приемник стала капать желтоватая жидкость. Она действовала на все металлы, даже на серебро и ртуть. Алхимики думали, что сидящий в жидкости рыжий дым является демоном, управляющим одной из стихий природы – водой. Поэтому желтоватую жидкость называли «крепкой водой» или «крепкой водкой». Это название сохранилось до времен М. В. Ломоносова. Как сейчас называют это вещество?

2 FeSO 4 · 7Н 2 О + 4 КNO 3 = Fe 2 О 3 + 2 К 2 SO 4 + 2НNO 3 +13Н 2 О + 2NO 2

АЗОТНАЯ КИСЛОТА

HNO 3 – азотная кислота Физические свойства 1. Молярная масса 63,016 г/моль 2. Бесцветная жидкость с резким запахом, «дымит» на воздухе, Т кип. = 86 3. Хорошо растворима в воде (сильная одноосновная кислота) 4. Молекула имеет плоскую структуру 5. Валентность (N)=IV 6. Степень окисления (N)=+5

Химические свойства Общие с другими кислотами Специфические

1) Изменяет цвет индикаторов (диссоциация) HNO 3  2) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами CuO+2HNO 3  3) Взаимодействие с основаниями и аммиаком KOH+HNO 3  NH 3 +HNO 3  4) Взаимодействие с солями Na 2 CO 3 +2HNO 3  Общие с другими кислотами

Специфические свойства – взаимодействие с металлами ЗАПОМНИ! При взаимодействии азотной кислоты любой концентрации с металлами водород никогда не выделяется. Продукты зависят от металла и концентрации кислоты.

Разбавленная

Концентрированная

Взаимодействие с неметаллами При взаимодействии с неметаллами образуется кислота, в которой у неметалла высшая степень окисления, и продукт по схеме: NO не Me + HNO 3 NO 2 P+5HNO 3 (к.)  H 3 PO 4 +5NO 2 +H 2 O 3P+5HNO 3 (р) + 2H 2 O  3H 3 PO 4 +5NO

Действие на органические вещества Белки при взаимодействии с конц.азотной кислотой разрушаются и приобретают жёлтую окраску. Под действием азотной кислоты воспламеняются бумага, масло, древесина, уголь.

Смесь концентрированных азотной и соляной кислот (соотношение по объему 1:3) называется царской водкой; она растворяет даже благородные металлы. Смесь HNO 3 концентрации 100% и H 2 SO 4 концентрации 96% при их соотношении по объему 9:1 называют меланжем.

Использование Производство: NH 4 NO 3 минеральных удобрений нитратов Na, К, Са и др. в гидрометаллургии получение ВВ, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , ароматических нитросоединений, красителей, ракетного топлива. травление металлов, получение полупроводников

Физические и физико-химические свойства Молекула имеет плоскую структуру (длины связей в нм): азот в азотной кислоте четырёхвалентен, степень окисления +5. азотная кислота - бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, концентрированная азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет, (высококонцентрированная HNO3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету процесса разложения: 4HNO3 == 4NO2  + 2H2O + O2 ) температура плавления -41,59°С, кипения +82,6°С с частичным разложением. растворимость азотной кислоты в воде неограничена. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы. С водой образует азеотропную смесь.

Химические свойства При нагревании азотная кислота распадается по той же реакции. 4HNO3 == 4NO2  + 2H2O + O2 ) HNO3 как сильная одноосновная кислота взаимодействует: а) с основными и амфотерными оксидами: CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O б) с основаниями: KOH + HNO3 = KNO3 + H2O в) вытесняет слабые кислоты из их солей: CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2  При кипении или под действием света азотная кислота частично разлагается: 4HNO3 = 4NO2  + O2  + 2H2O

Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до -3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до -3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. Как кислота-окислитель, HNO3 взаимодействует: а) с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода: Концентрированная HNO3 Cu + 4HNO3(60%) = Cu(NO3)2 + 2NO2  + 2H2O Разбавленная HNO3 3Cu + 8HNO3(30%) = 3Cu(NO3)2 + 2NO  + 4H2O б) с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода: Zn + 4HNO3(60%) = Zn(NO3)2 + 2NO2  + 2H2O 3Zn + 8HNO3(30%) = 3Zn(NO3)2 + 2NO  + 4H2O 4Zn + 10HNO3(20%) = 4Zn(NO3) 2 + N2O  + 5H2O 5Zn + 12HNO3 = 5Zn(NO3) 2 + N2  + 6H2O д 4Zn + 10HNO3(3%) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Все приведенные выше уравнения отражают только доминирующий ход реакции. Это означает, что в данных условиях продуктов данной реакции больше, чем продуктов других реакций, например, при взаимодействии цинка с азотной кислотой (массовая доля азотной кислоты в растворе 0,3) в продуктах будет содержаться больше всего NO, но также будут содержаться (только в меньших количествах) и NO2, N2O, N2 и NH4NO3.

Нитраты HNO3 - сильная кислота. Её соли - нитраты - получают действием HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде. Соли азотной кислоты - нитраты - при нагревании необратимо разлагаются, продукты разложения определяются катионом: а) нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений левее магния: 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 б) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений между магнием и медью: 4Al(NO3)3 = 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2 в) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений правее ртути: 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2 г) нитрат аммония: NH4NO3 = N2O + 2H2O Нитраты в водных растворах практически не проявляют окислительных свойств, но при высокой температуре в твердом состоянии нитраты - сильные окислители, например: Fe + 3KNO3 + 2KOH = K2FeO4 + 3KNO2 + H2O - при сплавлении твердых веществ.

Соли азотной кислоты - нитраты - широко используются как удобрения. При этом практически все нитраты хорошо растворимы в воде, поэтому в виде минералов их в природе чрезвычайно мало; исключение составляют чилийская (натриевая) селитра и индийская селитра (нитрат калия). Большинство нитратов получают искусственно. С азотной кислотой не реагируют стекло, фторопласт-4.

Производство азотной кислоты Промышленное производство. Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платино-родиевых катализаторах до смеси оксидов азота, с дальнейшим поглощением их водой Промышленный способ получения HNO3 состоит из следующих основных стадий: 1. окисления аммиaка в NO в присутствии платино-родиевого катализатора: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 2. окисления NO в NO2 на холоду под давлением (10 ат, 1 МПа): 2NO + O2 = 2NO2 3. поглощения NO2 водой в присутствии кислорода: 4NO2 + 2H2O + O2= 4HNO3 Массовая доля HNO3 в получаемом растворе составляет около 0,6. Изредка применяемый дуговой способ получения азотной кислоты отличается только первой стадией, которая состоит в пропускании воздуха через пламя электрической дуги: N2 + O2 = 2NO

Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса: Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса: 4KNO3 + 2(FeSO4 · 7H2O) (t°) → Fe2O3 + 2K2SO4 + 2HNO3 + NO2 + 13H2O Чистую азотную кислоту получил впервые Иоганн Рудольф Глаубер, действуя на селитру концентрированной серной кислотой: KNO3 + H2SO4(конц.) (t°) → KHSO4 + HNO3 Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды.

- Это вещество было описано арабским химиком в VIII веке Джабиром ибн Хайяном (Гебер) в его труде «Ямщик мудрости», а с ХV века это вещество добывалось для производственных целей. - Благодаря этому веществу русский учёный В.Ф. Петрушевский в 1866 году впервые получил динамит. - Это вещество – прародитель большинства взрывчатых веществ (например, тротила, или тола). - Это вещество является компонентом ракетного топлива, его использовали для двигателя первого в мире советского реактивного самолёта БИ – 1. - Это вещество в смеси с соляной кислотой растворяет платину и золото, признанное «царём» металлов. Сама смесь, состоящая из 1-ого объёма этого вещества и 3-ёх объёмов соляной кислоты, называется «царской водкой».

Работа может использоваться для проведения уроков и докладов по предмету "Химия"

Готовые презентации по химии включают в себя слайды, которые учителя могут использовать на уроках химии для для изучения химических свойств веществ в интерактивной форме. Представленные презентации по химии помогут учителям в учебном процессе. На нашем сайте Вы можете скачать готовые презентации по химии для 7,8,9,10,11 класса.

«Соль азотной кислоты» - Что получается при разложении нитрата натрия? Физические свойства нитратов. Укажите окислитель, восстановитель. Химические свойства нитратов. Знать и уметь. Раствор азотной кислоты реагирует с каждым из веществ. К каким выводам пришел юный химик? Все нитраты термически неустойчивы. Занимательная история.

«Теории кислот и оснований» - Например, какая кислота сильнее уксусная (СН3СООН или хлоруксусная ClCH2COOH? 2. Реакции присоединения. Силу основанияR3N в воде можно оценить, рассматривая равновесие: Джилберт Ньютон Льюис. Мерой кислотности является константа равновесия, называемая константой кислотности (Ka). Сванте-Август Аррениус.

«Уксусная кислота» - Что такое кислоты? Не во всех фруктах и овощах присутствуют кислоты. Кислоты. В чистом виде муравьиную кислоту впервые получил в 1749г. Андреас Сигизмунд Маргграф. Путешествие в мир кислот. Как обнаружить кислоты? Раствор муравьиной кислоты. История открытия кислот. Кислоты имеют сходный состав. Какие вещества относятся к кислотам?

«Кислотные дожди» - В Балтийском регионе предполагается появление новых озоновых дыр. Алюминий способен вызывать болезнь. Можно предположить, что происходит и с дикими видами животных, когда погибают леса. Нам же, да и почти всему живому нужна вода пресная. Вместе с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов.

«Карбоновые кислоты» - Повторите определение карбоновых кислот. Получение карбоновых кислот. Строение карбоксильной группы. Карбоновые кислоты. Что называется карбоновыми кислотами? Номенклатура сложных эфиров. Все карбоновые кислоты имеют функциональную группу. Молекулы карбоновых кислот образуют димеры. Химические свойства карбоновых кислот.

«Нуклеиновые кислоты» - 1892г. – химик Лильенфельд выделил тимонуклеиновую кислоту из зобной железы 1953г. Азотистое основание. Лабораторный практикум. Строение нуклеотидов (отличия). 1868г. - немецкий химик Ф. Мишер открыл нуклеиновые кислоты. Биологическая роль нуклеиновых кислот. Сравнительная характеристика. Длина молекул ДНК (американский биолог Г.Тейлор).

Слайд 2

HNO3 Состав. Строение. Свойства. H O N O O - - степень окисления азота валентность азота +5 IV химическая связь ковалентная полярная Азотная кислота – бесцветная гигроскопичная жидкость, c резким запахом, «дымит» на воздухе, неограниченно растворимая в воде. tкип. = 83ºC.. При хранении на свету разлагается на оксид азота (IV), кислород и воду, приобретая желтоватый цвет: 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O Азотная кислота ядовита.

Слайд 3

Слайд 4

При разложении азотной кислоты выделяется кислород, поэтому скипидар вспыхивает.

Слайд 5

Азотная кислота (HNO3) Классификация наличию кислорода: основности: растворимости в воде: летучести: степени электролитической диссоциации: кислородсодержащая одноосновная растворимая летучая сильная Азотная кислота по:

Слайд 6

Получение азотной кислоты в промышленности NH3NONO2HNO3 4NH3+ 5O2 = 4NO + 6H2O 2NO+O2 = 2NO2 4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3 1. Контактное окисление аммиака до оксида азота (II): 2. Окисление оксида азота (II) в оксид азота (IV): 3. Адсорбция (поглощение) оксида азота (IV) водой при избытке кислорода

Слайд 7

В лаборатории азотную кислоту получают действием концентрированной серной кислоты на нитраты при слабом нагревании. Составьте уравнение реакции получения азотной кислоты. NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3

Слайд 8

Химические свойства азотной кислоты 1. Типичные свойства кислот 2. Взаимодействие азотной кислоты с металлами 3. Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами

Слайд 9

Химические свойства азотной кислоты Азотная кислота проявляет все типичные свойства кислот. Перечислите свойства характерные для кислот. Кислоты взаимодействуют с основными и амфотерными оксидами, с основаниями, амфотернымигидроксидами, с солями. Составьте уравнения реакций азотной кислоты: 1 3 2 с оксидом меди (II), оксидом алюминия; c гидроксидом натрия, гидроксидом цинка; c карбонатом аммония, силикатом натрия. Рассмотрите реакции с т. зр. ТЭД. Дайте названия полученным веществам. Определите тип реакции. 3

Слайд 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–+ Al2O3 = 2Al3+ + 6NO3– + 3H2O 6H+ + Al2O3 = 2Al3+ + 3H2O HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O H+ + NO3– + Na+ + OH– = Na+ + NO3– + H2O H+ + OH– = H2O 2 2HNO3 + Zn(OH)2 = Zn(NO3)2 + 2H2O 2H+ + 2NO3– + Zn(OH)2 = Zn2+ +2NO3– + 2H2O 2H+ + Zn(OH)2 = Zn2+ + 2H2O

Слайд 11

3 2HNO3 + (NH4)2CO3 = 2NH4NO3 + CO2 + H2O 2H+ + 2NO3– + 2NH4+ + CO22–= 2NH4+ +2NO3– + CO2 + H2O 2H+ + CO22–= CO2 + H2O 2HNO3 + Na2SiO3 = ↓H2SiO3 + 2NaNO3 2H+ + 2NO3–+ 2Na+ + SiO32– = ↓H2SiO3 + 2Na+ + 2NO3– 2H+ + SiO32– = ↓H2SiO3 Активные кислоты вытесняют слабые летучие или нерастворимые кислоты из растворов солей.

Слайд 12

Взаимодействие азотной кислоты с металлами Как реагируют металлы с растворами кислот? Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из кислот. Металлы, стоящие после водорода из кислот его не вытесняют, т.е. не взаимодействуют с кислотами, не растворяются в них. Особенности взаимодействия азотной кислоты с металлами: 1. Ни один металл никогда не выделяет из азотной кислоты водород. Выделяются разнообразные соединения азота: N+4O2, N+2O, N2+1O, N20, N–3H3 (NH4NO3) 2. С азотной кислотой реагируют металлы, стоящие до и после водорода в ряду активности. 3. Азотная кислота не взаимодействует с Au, Pt 4. Концентрированная азотная кислота пассивирует металлы: Al, Fe, Be, Cr, Ni, Pbи другие (за счет образования плотной оксидной пленки). При нагревании и при разбавлении азотной кислоты данные металлы в ней растворяются. опыт опыт опыт N–3H4+ N20 N2+1O N+2O N+4O2 концентрация кислоты активность металлов

Слайд 13

Окислительные свойства азотной кислоты

Слайд 14

Составьте уравнение реакции взаимодействия концентрированнойазотной кислоты с ртутью. Рассмотрите реакцию с т. зр. ОВР. 4HN+5O3 + Hg0= Hg+2(NO3)2 + 2N+4O2 + 2H2O N+5 + 1e → N+4 1 2 Hg0– 2e → Hg+2 2 1 HNO3(за счет N+5)– окислитель, процесс восстановления; Hg0– восстановитель, процесс окисления.

Слайд 15

Допишите схемы реакций: Рассмотрите превращения в свете ОВР 1) HNO3(конц.) + Cu → Cu(NO3)2 + … + H2O 2) HNO3(разб.) + Cu → Cu(NO3)2 + … + H2O 1) HN+5O3(конц.) + 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(конц.) + 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 восстановление окисление восстановитель окислитель 4 восстановление окисление окислитель восстановитель

Слайд 16

Слайд 17

Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами Окисляет неметаллы до соответствующих кислот. Концентрированная (более 60%) азотная кислота восстанавливается доNO2 , а если концентрациякислоты (15 – 20%), то до NO. HNO3 + С→СO2 + H2O + NO2 N+5+ 1e → N+4 1 4 С0 –4e → С+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 Азотная кислота как сильный окислитель Расставьте в схемах коэффициенты методом электронного баланса. HNO3 (за счетN+5)–окислитель, пр. восстановления C– восстановитель, процесс окисления HNO3 (за счетN+5)–окислитель, пр. восстановления P– восстановитель, процесс окисления HNO3 (за счетN+5)–окислитель, пр. восстановления P– восстановитель, процесс окисления опыт опыт

Слайд 18

Взаимодействие азотной кислоты с углем

Слайд 19

Взаимодействие азотной кислоты с белым фосфором

Слайд 20

Применение азотной кислоты 1 5 4 6 2 3 Производство азотных и комплексных удобрений. Производство взрывчатых веществ Производство красителей Производство лекарств Производство пленок, нитролаков, нитроэмалей Производство искусственных волокон 7 Как компонент нитрующей смеси, для траления металлов в металлургии

Слайд 21

Соли азотной кислоты Как называются соли азотной кислоты? нитраты Нитраты K, Na, NH4+называют селитрами Составьте формулы перечисленных солей. KNO3 NaNO3 NH4NO3 Нитраты – белые кристаллические вещества. Сильные электролиты, в растворах полностью диссоциируют на ионы. Вступают в реакции обмена. Каким способом можно определить нитрат-ион в растворе? К соли (содержащей нитрат-ион) добавляют серную кислоту и медь. Смесь слегка подогревают. Выделение бурого газа (NO2) указывает на наличие нитрат-иона.

Слайд 22

Нитрат калия (калиевая селитра) Бесцветные кристаллы Значительно менее гигроскопична по сравнению с натриевой, поэтому широко применя-ется в пиротехнике как окислитель. При нагревании выше 334,5ºС плавится, выше этой температуры разлагается с выделением кислорода. Применяется как удобрение; в стекольной, металлообрабатываю-щей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесей. Нитрат натрия

Слайд 23

Кристаллическое вещество белого цвета. Температура плавления 169,6 °C, при нагреве выше этой температуры начинается постепенное разложение вещества, а при температуре 210°С происходит полное разложение. Нитрат аммония

Слайд 24

При нагревании нитраты разлагаются тем полнее, чем правее в электрохимическом ряду напряжений стоит металл, образующий соль. Li K Ba Ca Na MgAl Mn Zn Cr Fe Co Sn PbCu Ag Hg Au нитрит + О2 оксид металла + NO2 + O2 Ме + NO2 + O2 Составьте уравнения реакций разложения нитрата натрия, нитрата свинца, нитрата серебра. 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 2Pb(NO3)2= 2PbO+ 4NO2 + O2 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

Слайд 25

1. Степень окисления азота в азотной кислоте равна: А) +5; Б) +4; В) -3. А 2. При взаимодействии с какими веществами азотная кислота проявляет особые свойства, отличающие её от других кислот: А) основными оксидами; Б) металлами; В) основаниями. Б 3. В окислительно-восстановительной реакции азотная кислота может участвовать в качестве: А) окислителя; Б) восстановителя; В) окислителя и восстановителя. А 4. Какое из данных соединений азота называют чилийской селитрой: А) нитрат калия; Б) нитрат кальция; В) нитрат натрия; В 5. Запишите уравнение взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой. Коэффициент перед формулой кислоты равен: А) 2; Б) 4; В) 1. Б 6. Какое из перечисленных веществ не реагирует с разбавленной азотной кислотой: А) медь; Б) гидроксид натрия; В) бромид натрия. В 7. Азотную кислоту получают в три стадии, окисляя атом азота по следующей схеме: А) N–3→N+2→N+4→N+5 Б) N–3 →N0 →N+4 → N+5В) N0 →N+2 →N+4 → N+5 А

Посмотреть все слайды