Азотная кислота. Строение молекулы и получение

Цели урока: знать строение, свойства и применение азотной кислоты, особые свойства азотной кислоты (взаимодействие с металлами); уметь доказывать химические свойства азотной кислоты, записывать уравнения реакций в свете представлений об электролитической диссоциации и окислительно-восстановительных процессах.

Ход урока

1. Организационный момент урока.

2. Изучение нового материала.

HNO3 - Азотная кислота

Химические формулы

Опытным путём доказано, что в молекуле азотной кислоты между двумя атомами кислорода и атомом азота две химические связи абсолютно одинаковые – полуторные связи. Степень окисления азота +5, а валентность равна IV.

Физические свойства

Азотная кислота HNO3 в чистом виде - бесцветная жидкость с резким удушливым запахом, неограниченно растворимая в воде; t°пл. = -41 °C; t°кип. = 82,6 °С, r = 1,52 г/см3. В небольших количествах она образуется при грозовых разрядах и присутствует в дождевой воде.

Под действием света азотная кислота частично разлагается с выделением NО2 и за cчет этого приобретает светло-бурый цвет:

N2 + O2 грозовые эл.разряды→ 2NO

2NO + O2 → 2NO2

4НNО3 свет→ 4NО2↑(бурый газ) + 2Н2О + О2

Азотная кислота высокой концентрации выделяет на воздухе газы, которые в закрытой бутылке обнаруживаются в виде коричневых паров (оксиды азота). Эти газы очень ядовиты, так что нужно остерегаться их вдыхания. Азотная кислота окисляет многие органические вещества. Бумага и ткани разрушаются вследствие окисления образующих эти материалы веществ. Концентрированная азотная кислота вызывает сильные ожоги при длительном контакте и пожелтение кожи на несколько дней при кратком контакте. Пожелтение кожи свидетельствует о разрушении белка и выделении серы (качественная реакция на концентрированную азотную кислоту – жёлтое окрашивание из-за выделения элементной серы при действии кислоты на белок – ксантопротеиновая реакция). То есть – это ожог кожи. Чтобы предотвратить ожог, следует работать с концентрированной азотной кислотой в резиновых перчатках.

Получение

1. Лабораторный способ

KNO3 + H2SO4(конц) → KHSO4 + HNO3 (при нагревании)

2. Промышленный способ

Осуществляется в три этапа:

a) Окисление аммиака на платиновом катализаторе до NO

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Условия: катализатор – Pt, t = 500˚С)

б) Окисление кислородом воздуха NO до NO2

2NO + O2 → 2NO2

в) Поглощение NO2 водой в присутствии избытка кислорода

4NO2 + О2 + 2H2O ↔ 4HNO3

или 3NO2 + H2O ↔ 2HNO3+NO (без избытка кислорода)

Применение:

· в производстве минеральных удобрений;

· в военной промышленности;

· в фотографии — подкисление некоторых тонирующих растворов;

· в станковой графике — для травления печатных форм (офортных досок, цинкографических типографских форм и магниевых клише).

· в производстве взрывчатых и отравляющих веществ

3. Закрепление изученного материала

№ 1. Степень окисления атома азота в молекуле азотной кислоты

a. +4

b. +3

c. +5

d. +2

№ 2. Атом азота в молекуле азотной кислоты имеет валентность равную

a. II

b. V

c. IV

d. III

№ 3. Какими физическими свойствами характеризуют чистую азотную кислоту?

a. без цвета

b. не имеет запаха

c. имеет резкий раздражающий запах

d. дымящая жидкость

e. окрашена в жёлтый цвет

№ 4. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции:

a) NH3 + O2	1) NO2
b) KNO3 + H2SO4	2) NO2 + О2 + H2O
c) HNO3	3) NO + H2O
d) NO + O2	4) KHSO4 + HNO3

№ 5. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, покажите переход электронов, укажите процессы окисления (восстановления; окислитель (восстановитель):

NO2 + О2 + H2O ↔ HNO3

4. Домашнее задание

П. 19, упр. 3-6, задачи 1-2 на стр. 60.