HNO3 là chất gì?

HNO3 là chất gì? được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 11. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: HNO₃ là chất gì?

Trả lời:

Axit nitric có công thức hóa học là HNO₃, được gọi là dung dịch nitrat hidro hay còn được gọi là axit nitric khan. Axit này được hình thành ở trong tự nhiên, tạo ra từ những cơn mưa do sấm và sét tạo thành.

I. Axit Nitric – HNO₃ là gì?

Axit nitric có công thức hóa học là HNO₃, được gọi là dung dịch nitrat hidro hay còn được gọi là axit nitric khan. Axit này được hình thành ở trong tự nhiên, tạo ra từ những cơn mưa do sấm và sét tạo thành.

II. Tính chất vật lý của axit nitric

Khối lượng riêng: 1,52 g/cm³

Điểm nóng chảy: -42°C

Khối lượng phân tử: 63,01 g/mol

Điểm sôi: 83°C

III. Tính chất hóa học

- Tính chất hóa học cơ bản:

+ Tính axit mạnh (do H⁺ gây ra)

+ Tính oxi hóa mạnh (do N⁺ 5 số oxi hóa cao nhất gây ra).

Tính axit mạnh:

- Là 1 trong các axit mạnh nhất.

- Phân li hoàn toàn trong dung dịch loãng: HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

- Làm quỳ tím chuyển đỏ.

- Tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất)→ muối + H₂O

VD: CaO + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O

2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

- Tác dụng với các bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối + H₂O

VD: Mg(OH)₂ + 2HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + 3H₂O

KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O

- Tác dụng với muối (trong muối kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → Muối mới + axit mới (yếu hơn axit HCl)

VD: BaCO₃ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

Tính oxi hóa mạnh:

Tác dụng với kim loại:

+ HNO₃ phản ứng với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) → muối nitrat + H₂O + sản phẩm khử của N⁺⁵ (NO₂, NO, N₂O, N₂ và NH₄NO₃).

Chú ý: Sản phẩm khử của N⁺⁵là tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của HNO₃.

• Nếu dung dịch đặc → NO₂.
• Nếu dung dịch loãng → NO (dung dịch axit càng loãng, kim loại càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu).

VD:

Cu + 4HNO₃ đặc, nóng → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

8Na + 10HNO₃ loãng → 8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Lưu ý:

- Nếu cho Fe hoặc hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO₃ mà sau phản ứng còn dư kim loại → trong dung dịch Fe thu được chỉ ở dạng muối Fe²⁺.

- HNO₃ đặc nguội thụ động hóa với Al, Fe, Cr.

Tác dụng với phi kim → NO₂+ H₂O + oxit của phi kim.

C + 4HNO₃ đặc,nóng → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

S + 4HNO₃ đặc,nóng → SO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

P + 5HNO₃ đặc,nóng → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

Tác dụng với các chất khử khác: (oxit bazơ, bazơ và muối trong đó kim loại chưa có hóa trị cao nhất...).

4HNO₃ đặc,nóng + FeO → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

4HNO₃ đặc,nóng + FeCO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O + CO₂

IV. Điều chế axit nitric - HNO₃

Trong tự nhiên, axit nitric được tạo ra từ các cơn mưa lớn có sét, gây nên những trận mưa axit.

Điều chế axit nitric - HNO₃ trong phòng thí nghiệm

Người ta cho muối natri nitrat tinh thể tác dụng với axit sunfuric đặc, chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của axit nitric là 83°C cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tạo ra một lượng nhỏ axit.

H₂SO₄ đặc + NaNO₃ (tinh thể) → HNO₃ + NaHSO₄

Axit nitric bốc khói đỏ thu được có thể chuyển thành axit nitric màu trắng. Khi thực hiện thí nghiệm , các dụng cụ phải làm từ thủy tinh, đặc biệt là bình cổ cong nguyên khối do axit nitric khan.

Điều chế axit nitric - HNO₃ trong công nghiệp

Axit nitric loãng có thể cô đặc đến 68% axit với một hỗn hợp azeotropic với 32% nước. Để thu được axit có nồng độ cao hơn, tiến hành chưng cất với axit sunfuric H₂SO₄. H₂SO₄ đóng vai trò là chất khử sẽ hấp thụ lại nước.

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (Pt, 850^oC)

2NO + O₂ → NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

Dung dịch axit nitric công nghiệp thường có nồng độ 52% và 68%. Việc sản xuất axit nitric được thực hiện bằng công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh.

V. Ứng dụng của Axit Nitric – HNO₃

1. Trong phòng thí nghiệm

– Axit nitric là thuốc thử chính được sử dụng cho quá trình nitrat hóa – việc bổ sung một nhóm nitro, điển hình là một phân tử hữu cơ. Và nó cũng thường được sử dụng như một tác nhân oxy hóa mạnh.

– Axit nitric cũng được sử dụng trong phòng thí nghiệm trường học để tiến hành các thí nghiệm liên quan đến việc thử clorit. Cho axit nitric tác dụng với mẫu thử, sau đó cho dung dịch bạc nitrat vào để tìm kết tủa trắng của bạc clorua.

2. Trong công nghiệp

– Axit nitric 68% được sử dụng để chế tạo thuốc nổ bao gồm nitroglycerin, trinitrotoluen (TNT) và cyclotrimethylenetrinitramin (RDX).

– Axit nitric có nồng độ 0,5-2% được sử dụng làm hợp chất nền nhằm xác định trong dung dịch có tồn tại kim loại không. Người ta gọi đó là kỹ thuật ICP-MS và ICP-AES.

– Đồng thời axit còn ứng dụng trong ngành luyện kim, xi mạ và tinh lọc. Khi cho axit này kết hợp với axit clorua, ta được dung dịch nước cường toan có khả năng hòa tan bạch kim và vàng.

– Sử dụng axit nitric để sản xuất các chất hữu cơ, bột màu, sơn, thuốc nhuộm vải và thuốc tẩy màu.

– Axit nitric được dùng để sản xuất nitrobenzen – tiền chất để sản xuất anilin và các dẫn xuất anilin với những ứng dụng then chốt trong sản xuất bọt xốp polyuretan, sợi aramit và dược phẩm.

– Trong một nồng độ thấp (khoảng 10%), axit nitric thường được dùng để nhân tạo thông và maple . Màu sắc được tạo ra là một màu vàng xám rất giống như gỗ cũ hoặc gỗ hoàn thiện

– Axit nitric cũng là hợp chất trung gian dùng trong sản xuất bọt xốp polyuretan mềm và các sản phẩm polyuretan khác, ví dụ các chất kết dính, các chất bịt kín, các chất bọc phủ và các chất đàn hồi, đi từ nguyên liệu toluen diisoxyanat.

– Dùng làm chất tẩy rửa các đường ống, bề mặt kim loại trong các nhà máy sữa.

– Axit nitric được dùng để loại bỏ các tạp chất, cân bằng lại độ tiêu chuẩn của nước.

– Sử dụng trong sản xuất phân bón, được sử dụng chủ yếu để sản xuất phân đạm, các muối nitrate ngành phân bón như KNO₃, Ca(NO₃)₂,…

-------------------------------------------

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu HNO3 là chất gì? Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Giải bài tập Hóa học lớp 11, Giải SBT Hóa Học 11, Trắc nghiệm Hóa học 11, Tài liệu học tập lớp 11