استفاده از اسید نیتریک اسید نیتریک و نیترات. استفاده در کشاورزی

: مونوهیدرات (HNO 3 · H 2 O) و تری هیدرات (HNO 3 · 3H 2 O).

خواص فیزیکی و فیزیکی و شیمیایی

نمودار فاز محلول آبی اسید نیتریک.

نیتروژن در اسید نیتریک چهار ظرفیتی، حالت اکسیداسیون +5 است. اسید نیتریک مایعی بی رنگ است که در هوا بخار می کند، نقطه ذوب 41.59- درجه سانتی گراد، نقطه جوش +82.6 درجه سانتی گراد با تجزیه جزئی. حلالیت اسید نیتریک در آب محدود نیست. محلول های آبی HNO 3 با کسر جرمی 0.95-0.98 "اسید نیتریک گازدار" نامیده می شود، با کسر جرمی 0.6-0.7 - اسید نیتریک غلیظ. یک مخلوط آزئوتروپیک با آب تشکیل می دهد (کسر جرمی 68.4٪). د 20 = 1.41 گرم بر سانتی متر، Tbp = 120.7 درجه سانتی گراد)

هنگامی که از محلول های آبی متبلور می شود، اسید نیتریک هیدرات های کریستالی تشکیل می دهد:

• مونوهیدرات HNO 3 H 2 O، T pl = -37.62 درجه سانتی گراد
• تری هیدرات HNO 3 3H 2 O، T pl = -18.47 درجه سانتی گراد

اسید نیتریک جامد دو تغییر کریستالی ایجاد می کند:

• مونوکلینیک، گروه فضایی پ 2 1/a، آ= 1.623 نانومتر، ب= 0.857 نانومتر، ج= 0.631، β = 90 درجه، Z = 16.

مونوهیدرات بلورهای سیستم اورتومبیک، گروه فضایی را تشکیل می دهد پ na2، آ= 0.631 نانومتر، ب= 0.869 نانومتر، ج= 0.544، Z = 4;

چگالی محلول های آبی اسید نیتریک به عنوان تابعی از غلظت آن توسط معادله توصیف می شود

که در آن d چگالی بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب است، c کسر جرمی اسید است. این فرمول رفتار چگالی را در غلظت های بیشتر از 97% به خوبی توصیف نمی کند.

خواص شیمیایی

HNO 3 بسیار غلیظ معمولاً قهوه ای رنگ است به دلیل فرآیند تجزیه که در نور رخ می دهد:

هنگام گرم شدن، اسید نیتریک طبق همان واکنش تجزیه می شود. اسید نیتریک را می توان (بدون تجزیه) فقط تحت فشار کاهش یافته تقطیر کرد (نقطه جوش نشان داده شده در فشار اتمسفر با برون یابی یافت می شود).

ج) اسیدهای ضعیف را از نمک آنها جابجا می کند:

هنگام جوشیدن یا قرار گرفتن در معرض نور، اسید نیتریک تا حدی تجزیه می شود:

اسید نیتریک در هر غلظتی، خواص یک اسید اکسید کننده را نشان می دهد، به طوری که نیتروژن از 4+ به 3- به حالت اکسیداسیون کاهش می یابد. عمق کاهش در درجه اول به ماهیت عامل کاهنده و غلظت اسید نیتریک بستگی دارد. به عنوان یک اسید اکسید کننده، HNO 3 برهمکنش دارد:

نیترات ها

اسید نیتریک یک اسید قوی است. نمک های آن - نیترات ها - از اثر HNO 3 بر روی فلزات، اکسیدها، هیدروکسیدها یا کربنات ها به دست می آیند. تمام نیترات ها در آب بسیار محلول هستند. یون نیترات در آب هیدرولیز نمی شود.

نمک های اسید نیتریک در هنگام گرم شدن به طور غیر قابل برگشت تجزیه می شوند و ترکیب محصولات تجزیه توسط کاتیون تعیین می شود:

الف) نیترات های فلزات واقع در سری ولتاژ سمت چپ منیزیم:

ب) نیترات های فلزات واقع در محدوده ولتاژ بین منیزیم و مس:

ج) نیترات های فلزات واقع در سری ولتاژ سمت راست:

نیترات ها در محلول های آبی عملاً هیچ خاصیت اکسید کننده ای از خود نشان نمی دهند، اما در دمای بالا در حالت جامد عامل اکسید کننده قوی هستند، به عنوان مثال، هنگام ذوب جامدات:

اطلاعات تاریخی

روش بدست آوردن اسید نیتریک رقیق با تقطیر خشک نمک نمک با آلوم و سولفات مس ظاهراً اولین بار در رساله های جابر (Geber در ترجمه های لاتینی شده) در قرن هشتم شرح داده شد. این روش با اصلاحات مختلفی که مهمترین آن جایگزینی سولفات مس با سولفات آهن بود، تا قرن هفدهم در کیمیاگری اروپا و عرب مورد استفاده قرار گرفت.

در قرن هفدهم، گلوبر روشی را برای تولید اسیدهای فرار از طریق واکنش نمک های آنها با اسید سولفوریک غلیظ، از جمله اسید نیتریک از نیترات پتاسیم، پیشنهاد کرد که امکان معرفی اسید نیتریک غلیظ به عمل شیمیایی و مطالعه خواص آن را فراهم کرد. روش

خواص شیمیایی اسید نیتریک

اسید نیتریک با ویژگی هایی مشخص می شود: مشترک با سایر اسیدها و خاص:

خواص شیمیایی مشترک با اسیدهای دیگر

1. اسید بسیار قوی. نشانگرهای محلول آن تغییر رنگ می دهندبه قرمز

تقریباً به طور کامل در محلول آبی تجزیه می شود:

HNO 3 → H + + NO 3 -

تغییر رنگ های شاخص در اسیدها

2. با اکسیدهای اساسی واکنش می دهد

K 2 O + 2HNO 3 → 2KNO 3 + H 2 O

K 2 O + 2H + + 2NO 3 - → 2K + + 2NO 3 - + H 2 O

K 2 O + 2 H + → 2 K + + H 2 O

3. با بازها واکنش نشان می دهد

HNO 3 + NaOH → NaNO 3 + H 2 O

H + + NO 3 - + Na + + OH - → Na + + NO 3 - + H 2 O

H + + OH - → H 2 O

4. با نمک ها واکنش نشان می دهد، اسیدهای ضعیف را از نمک آنها جابجا می کند

2HNO 3 + Na 2 CO 3 → 2NaNO 3 + H 2 O + CO 2

2H + + 2NO 3 - + 2Na + + C O 3 2- → 2Na + + 2NO 3 - + H 2 O + CO 2

2 H + + C O 3 2- → H 2 O + CO 2

ویژگی های خاص اسید نیتریک

اسید نیتریک یک عامل اکسید کننده قوی است

ن +5 → ن +4 → ن +2 → ن +1 → N o → ن -3

ن +5 + 8 ه - → ن -3 عامل اکسید کننده، کاهش یافته است.

1. در مواجهه با نور و گرما تجزیه می شود

4HNO 3 t˚C → 2H 2 O + 4NO 2 + O 2

گاز قهوه ای تشکیل می شود

2. پروتئین ها را زرد نارنجی رنگ می کند. (در صورت تماس با پوست دست - "واکنش زانتوپروتئین")

3. با فلزات واکنش می دهد.

بسته به غلظت اسید و موقعیت فلز در سری ولتاژ الکتروشیمیایی N. Beketov، محصولات مختلف حاوی نیتروژن می توانند تشکیل شوند.

هیدروژن در تعامل با فلزات هرگز آزاد نمی شود

HNO 3 + من= نمک +اچ 2 O+ X

خاک قلیایی و قلیایی

وظایف محوله شماره 1. تبدیل ها را طبق طرح انجام دهید، مواد را نام ببرید، برای UHR با * یک تعادل OM ایجاد کنید، و برای ** RIO را تجزیه و تحلیل کنید: NH 4 Cl** → NH 3 * → N 2 → NO → NO 2 → HNO 3 → NO 2 شماره 2. تغییرات را مطابق نمودار انجام دهید (با دقت به جایی که فلش ها هدایت می شوند نگاه کنید): نمک آمونیوم ←آمونیاک ←نیترید لیتیوم ←نیتروژن ← اکسید نیتریک ( II )←نیتریک اسید برای ORR، یک تعادل الکترونیکی و برای RIO، معادلات یونی کامل بسازید. شماره 3. معادلات واکنش برهمکنش اسید نیتریک با مواد زیر را به صورت مولکولی و یونی بنویسید: الف) Al 2 O 3 ب) Ba(OH) 2 ج) Na 2 S شماره 4. معادلات را بنویسید، یک تراز الکترونیکی ترسیم کنید، فرآیندهای اکسیداسیون و احیا، عامل اکسید کننده و عامل کاهنده را نشان دهید: الف) Ca + HNO 3 (conc.) ب) Ca + HNO 3 (رقیق شده) شماره 5. پیوند را دنبال کنید، اطلاعات صفحه را مطالعه کنید و ویدیو را تماشا کنید، روی "تجربه تماشا" کلیک کنید. معادلات واکنش را به شکل مولکولی و یونی بنویسید که بتوان از آن برای تمایز بین اسید نیتریک، سولفوریک و هیدروکلریک استفاده کرد. جالب است:

معرفی

شما به پرورش گل علاقه دارید و برای خرید کود برای گل های خود به فروشگاه آمدید. در حین بررسی نام ها و ترکیبات مختلف، متوجه بطری با برچسب "کود نیتروژن" شدید. ترکیب آن را می خوانیم: «فسفر، کلسیم، این و آن... اسید نیتریک؟ این چه حیوانی است؟!» معمولاً انسان در چنین محیطی با اسید نیتریک آشنا می شود. و بسیاری از آنها می خواهند در مورد آن بیشتر بدانند. امروز سعی می کنم کنجکاوی شما را ارضا کنم.

تعریف

اسید نیتریک (فرمول HNO 3) یک اسید مونوبازیک قوی است. در حالت اکسید نشده، مانند عکس 1 به نظر می رسد. در شرایط عادی، مایع است، اما می تواند به حالت جامد تجمع تبدیل شود. و در آن شبیه کریستال هایی است که دارای یک شبکه مونوکلینیک یا لوزی هستند.

خواص شیمیایی اسید نیتریک

این توانایی به خوبی با آب مخلوط می شود، جایی که تقریباً تجزیه کامل این اسید به یون اتفاق می افتد. اسید نیتریک غلیظ به رنگ قهوه ای است (عکس). از تجزیه به دی اکسید نیتروژن، آب و اکسیژن، که به دلیل نور خورشید که روی آن می افتد، ایجاد می شود. اگر آن را گرم کنید، همان تجزیه رخ می دهد. تمام فلزات به استثنای تانتالیوم، طلا و پلاتینوئیدها (روتنیوم، رودیوم، پالادیوم، ایریدیم، اسمیم و پلاتین) با آن واکنش می دهند. با این حال، ترکیب آن با اسید هیدروکلریک حتی می تواند برخی از آنها را حل کند (این به اصطلاح "ودکای رژیا" است). اسید نیتریک با داشتن هر غلظتی می تواند به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل کند. بسیاری از مواد آلی می توانند به طور خود به خود در هنگام تعامل با آن مشتعل شوند. و برخی از فلزات موجود در این اسید غیر فعال می شوند. هنگامی که در معرض آنها قرار می گیرد (و همچنین هنگام واکنش با اکسیدها، کربنات ها و هیدروکسیدها)، اسید نیتریک نمک های خود را به نام نیترات تشکیل می دهد. دومی به خوبی در آب حل می شود. اما یون های نیترات در آن هیدرولیز نمی شوند. اگر نمک های این اسید را گرم کنید، تجزیه غیرقابل برگشت آنها اتفاق می افتد.

اعلام وصول

برای تولید اسید نیتریک، آمونیاک مصنوعی با استفاده از کاتالیزورهای پلاتین-رودیوم اکسید می شود تا مخلوطی از گازهای نیتروژن تولید شود که متعاقباً توسط آب جذب می شود. همچنین هنگامی که نیترات پتاسیم و سولفات آهن مخلوط شده و حرارت داده می شود تشکیل می شود.

کاربرد

اسید نیتریک برای تولید کودهای معدنی، مواد منفجره و برخی مواد سمی استفاده می شود. برای اچ کردن فرم های چاپ (تخته های اچینگ، کلیشه های منیزیم و غیره) و همچنین اسیدی کردن محلول های رنگ آمیزی برای عکس ها استفاده می شود. از اسید نیتریک برای تولید رنگ و دارو استفاده می شود و همچنین برای تعیین وجود طلا در آلیاژهای طلا استفاده می شود.

اثرات فیزیولوژیکی

با توجه به میزان تأثیر اسید نیتریک بر بدن، آن را در کلاس خطر 3 (متوسط ​​خطرناک) طبقه بندی می کنند. استنشاق بخارات آن منجر به تحریک مجاری تنفسی می شود. هنگامی که اسید نیتریک با پوست تماس پیدا می کند، زخم های طولانی مدت زیادی را به جای می گذارد. مناطقی از پوست که در آن وارد می شود به رنگ زرد مشخص می شود (عکس). از نظر علمی، یک واکنش زانتوپروتئین رخ می دهد. دی اکسید نیتروژن که هنگام گرم شدن یا تجزیه اسید نیتریک در نور تولید می شود، بسیار سمی است و می تواند باعث ادم ریوی شود.

نتیجه

اسید نیتریک در هر دو حالت رقیق و خالص برای انسان مفید است. اما اغلب در موادی یافت می شود که احتمالاً بسیاری از آنها برای شما آشنا هستند (مثلاً نیتروگلیسیرین).

یک اسید قوی مونوبازیک، که یک مایع بی رنگ در شرایط استاندارد است، که در طول نگهداری زرد می شود، می تواند در حالت جامد باشد، که با دو تغییر کریستالی (شبکه تک کلینیک یا لوزی)، در دمای زیر منفی 41.6 درجه سانتی گراد مشخص می شود. این ماده با فرمول شیمیایی - HNO3 - اسید نیتریک نامیده می شود. جرم مولی آن 63.0 گرم بر مول است و چگالی آن معادل 1.51 گرم بر سانتی متر مکعب است.

اسید نیتریک- ماده خورنده، سمی و اکسید کننده قوی. از قرون وسطی نام "آب قوی" (آکوا فورتیس) شناخته شده است. کیمیاگرانی که این اسید را در قرن سیزدهم کشف کردند، این نام را به آن دادند، زیرا از خواص خارق‌العاده آن اطمینان داشتند (همه فلزات به جز طلا را خورد می‌کرد) که یک میلیون بار بیشتر از قدرت اسید استیک بود که در آن روزها فعال‌ترین اسید استیک بود. . اما سه قرن بعد مشخص شد که حتی طلا نیز می تواند توسط مخلوطی از اسیدهایی مانند نیتریک و کلریدریک به نسبت حجمی 1:3 خورده شود که به همین دلیل به آن "آکوا رژیا" می گفتند. ظاهر یک رنگ زرد در طول ذخیره سازی با تجمع اکسیدهای نیتروژن در آن توضیح داده می شود. در فروش، اسید اغلب با غلظت 68٪ یافت می شود و زمانی که محتوای ماده اصلی بیش از 89٪ باشد، به آن "fuming" می گویند.

کاربرد اسید نیتریک

اسید نیتریک به طور گسترده در صنعت برای تولید داروها، رنگ ها، مواد منفجره، کودهای نیتروژن و نمک های اسید نیتریک استفاده می شود. علاوه بر این، برای حل کردن فلزات (مثل مس، سرب، نقره) که با اسیدهای دیگر واکنش نمی دهند، استفاده می شود. در جواهرات از آن برای تعیین طلا در آلیاژ استفاده می شود (این روش اصلی است).

در سنتز آلی، مخلوطی از اسید نیتریک غلیظ و اسید سولفوریک - یک "مخلوط نیترات کننده" - به طور گسترده استفاده می شود.

در متالورژی از اسید نیتریک برای حل کردن و ترشی فلزات و همچنین جداسازی طلا و نقره استفاده می شود. اسید نیتریک همچنین در صنایع شیمیایی، در تولید مواد منفجره و در تولید مواد واسطه ای برای تولید رنگ های مصنوعی و سایر مواد شیمیایی استفاده می شود.

اسید نیتریک فنی در آبکاری نیکل، گالوانیزه و آبکاری کروم قطعات و همچنین در صنعت چاپ استفاده می شود. اسید نیتریک به طور گسترده در صنایع لبنی و برق استفاده می شود.

تهیه اسید نیتریک

روش های صنعتی مدرن برای تولید اسید نیتریک مبتنی بر اکسیداسیون کاتالیزوری آمونیاک با اکسیژن اتمسفر است. هنگام توصیف خواص آمونیاک، مشخص شد که در اکسیژن می سوزد و محصولات واکنش آب و نیتروژن آزاد هستند. اما در حضور کاتالیزورها، اکسیداسیون آمونیاک با اکسیژن می تواند به طور متفاوتی انجام شود.

اگر مخلوطی از آمونیاک و هوا از روی یک کاتالیزور عبور داده شود، در دمای 750 درجه سانتیگراد و ترکیب معینی از مخلوط، تبدیل تقریباً کامل رخ می دهد. NO حاصل به راحتی به NO2 تبدیل می شود که با آب در حضور اکسیژن اتمسفر، اسید نیتریک تولید می کند.

آلیاژهای مبتنی بر پلاتین به عنوان کاتالیزور برای اکسیداسیون آمونیاک استفاده می شوند. اسید نیتریک به دست آمده از اکسیداسیون آمونیاک دارای غلظتی بیش از 60٪ نیست. در صورت لزوم غلیظ می شود صنعت اسید نیتریک رقیق شده با غلظت 55، 47 و 45 درصد و اسید نیتریک غلیظ - 98 و 97 تولید می کند.

اسید نیتریک- HNO3، اسید قوی مونوبازیک حاوی اکسیژن. اسید نیتریک جامد دو تغییر کریستالی را با شبکه های مونوکلینیک و ارتورومبیک تشکیل می دهد. اسید نیتریک به هر نسبت با آب مخلوط می شود. در محلول های آبی تقریباً به طور کامل به یون تجزیه می شود. یک مخلوط آزئوتروپیک با آب با غلظت 68.4 درصد و نقطه جوش 120 درجه سانتی گراد در 1 اتمسفر تشکیل می دهد. دو هیدرات جامد شناخته شده اند: مونوهیدرات (HNO3 H2O) و تری هیدرات (HNO3 3H2O).
HNO3 بسیار غلیظ معمولاً قهوه ای رنگ است به دلیل فرآیند تجزیه که در نور رخ می دهد:

HNO3 ---> 4NO2 + O2 + 2H2O

هنگام گرم شدن، اسید نیتریک طبق همان واکنش تجزیه می شود. اسید نیتریک را می توان (بدون تجزیه) تنها تحت فشار کاهش یافته تقطیر کرد.

اسید نیتریک است عامل اکسید کننده قوی اسید نیتریک غلیظ، گوگرد را به اسید سولفوریک، و فسفر را به اسید فسفریک اکسید می کند؛ برخی از ترکیبات آلی (مثلاً آمین ها و هیدرازین، سقز) در تماس با اسید نیتریک غلیظ، خود به خود مشتعل می شوند.

درجه اکسیداسیون نیتروژن در اسید نیتریک 4-5 است. به عنوان یک عامل اکسید کننده، HNO را می توان به محصولات مختلف کاهش داد:

اینکه کدام یک از این مواد تشکیل می شود، به عنوان مثال، اسید نیتریک در یک مورد خاص چقدر عمیق کاهش می یابد، به ماهیت عامل کاهنده و شرایط واکنش، در درجه اول به غلظت اسید بستگی دارد. هر چه غلظت HNO بیشتر باشد، کاهش عمق کمتری دارد. هنگام واکنش با اسید غلیظ، اغلب آزاد می شود.

هنگام واکنش با اسید نیتریک رقیق با فلزات کم فعالبه عنوان مثال، با مس، NO آزاد می شود. در مورد فلزات فعال تر - آهن، روی - تشکیل می شود.

اسید نیتریک بسیار رقیق با آن واکنش می دهد فلزات فعال-روی، منیزیم، آلومینیوم - با تشکیل یون آمونیوم، که نیترات آمونیوم را با اسید می دهد. معمولاً چندین محصول به طور همزمان تشکیل می شوند.

طلا، برخی از فلزات گروه پلاتین و تانتالیوم در کل محدوده غلظت نسبت به اسید نیتریک بی اثر هستند، فلزات دیگر با آن واکنش می دهند و سیر واکنش با غلظت آن تعیین می شود. بنابراین، اسید نیتریک غلیظ با مس واکنش می دهد تا دی اکسید نیتروژن و اسید نیتریک رقیق (II) تشکیل شود:

Cu + 4HNO3----> Cu(NO3)2 + NO2 + 2H2O

3Cu + 8 HNO3 ----> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

بیشتر فلزی c با اسید نیتریک واکنش نشان می دهد تا اکسیدهای نیتروژن در حالت های مختلف اکسیداسیون یا مخلوط آنها آزاد شود؛ اسید نیتریک رقیق، هنگام واکنش با فلزات فعال، می تواند برای آزاد کردن هیدروژن واکنش نشان دهد و یون نیترات را به آمونیاک کاهش دهد.

برخی از فلزات (آهن، کروم، آلومینیوم) که با اسید نیتریک رقیق واکنش می دهند، توسط اسید نیتریک غلیظ غیرفعال شده و در برابر اثرات آن مقاوم هستند.

مخلوطی از اسیدهای نیتریک و سولفوریک "ملانژ" نامیده می شود. اسید نیتریک به طور گسترده ای برای تولید ترکیبات نیترو استفاده می شود.

مخلوطی از سه حجم اسید هیدروکلریک و یک حجم اسید نیتریک "آکوا رژیا" نامیده می شود. Aqua regia اکثر فلزات از جمله طلا را در خود حل می کند. توانایی اکسیداسیون قوی آن به دلیل کلر اتمی و نیتروزیل کلرید حاصل است:

3HCl + HNO3 ----> NOCl + 2 =2H2O

اسید سولفوریک– مایع روغنی سنگین که رنگ ندارد. قابل اختلاط با آب به هر نسبت

اسید سولفوریک غلیظبه طور فعال آب را از هوا جذب می کند و آن را از سایر مواد حذف می کند. هنگامی که مواد آلی وارد اسید سولفوریک غلیظ می شوند، زغال می شوند، به عنوان مثال، کاغذ:

(C6H10O5)n + H2SO4 => H2SO4 + 5nH2O + 6C

هنگامی که اسید سولفوریک غلیظ با شکر واکنش می دهد، یک توده کربن متخلخل شبیه به یک اسفنج سیاه سخت شده تشکیل می شود:

C12H22O11 + H2SO4 => C + H2O + CO2 + Q

خواص شیمیایی اسید سولفوریک رقیق و غلیظمتفاوت هستند.

محلول های رقیقاسید سولفوریک واکنش نشان می دهد با فلزات ، در سری ولتاژ الکتروشیمیایی در سمت چپ هیدروژن، با تشکیل سولفات ها و آزاد شدن هیدروژن قرار دارد.

محلول های غلیظاسید سولفوریک به دلیل وجود یک اتم گوگرد در مولکول های آن در بالاترین حالت اکسیداسیون (6+) خواص اکسید کننده قوی از خود نشان می دهد، بنابراین اسید سولفوریک غلیظ یک عامل اکسید کننده قوی است. به این ترتیب برخی از نافلزات اکسید می شوند:

S + 2H2SO4 => 3SO2 + 2H2O

C + 2H2SO4 => CO2 + 2SO2 + 2H2O

P4 + 8H2SO4 => 4H3PO4 + 7SO2 + S + 2H2O

H2S + H2SO4 => S + SO2 + 2H2O

او تعامل دارد با فلزات ، واقع در سری ولتاژ الکتروشیمیایی فلزات در سمت راست هیدروژن (مس، نقره، جیوه)، با تشکیل سولفات ها، آب و محصولات احیای گوگرد. محلول های غلیظ اسید سولفوریک واکنش نشان نده با طلا و پلاتین به دلیل فعالیت کم.

الف) فلزات کم فعال اسید سولفوریک را به دی اکسید گوگرد SO2 کاهش می دهند:

Cu + 2H2SO4 => CuSO4 + SO2 + 2H2O

2Ag + 2H2SO4 => Ag2SO4 + SO2 + 2H2O

ب) با فلزات با فعالیت متوسط، واکنش هایی با آزاد شدن هر یک از سه محصول کاهش اسید سولفوریک امکان پذیر است:

Zn + 2H2SO4 => ZnSO4 + SO2 + 2H2O

3Zn + 4H2SO4 => 3ZnSO4 + S + 4H2O

4Zn + 5H2SO4 => 4ZnSO4 + H2S + 2H2O

ج) گوگرد یا سولفید هیدروژن را می توان با فلزات فعال آزاد کرد:

8K + 5H2SO4 => 4K2SO4 + H2S + 4H2O

6Na + 4H2SO4 => 3Na2SO4 + S + 4H2O

د) اسید سولفوریک غلیظ با آلومینیوم، آهن، کروم، کبالت، نیکل در سرما (یعنی بدون حرارت) برهمکنش نمی کند - غیرفعال شدن این فلزات رخ می دهد. بنابراین می توان اسید سولفوریک را در ظروف آهنی حمل کرد. با این حال، هنگام گرم شدن، هم آهن و هم آلومینیوم می توانند با آن تعامل داشته باشند:

2Fe + 6H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

2Al + 6H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

که عمق کاهش گوگرد به خواص احیایی فلزات بستگی دارد. فلزات فعال (سدیم، پتاسیم، لیتیوم) اسید سولفوریک را به سولفید هیدروژن، فلزات واقع در محدوده ولتاژ از آلومینیوم تا آهن - تا گوگرد آزاد و فلزات با فعالیت کمتر - به دی اکسید گوگرد کاهش می دهند.

به دست آوردن اسیدها

1. اسیدهای بدون اکسیژن از سنتز ترکیبات هیدروژنی غیر فلزات از مواد ساده و سپس حل کردن محصولات حاصل در آب به دست می آیند.

غیر فلز + H 2 = پیوند هیدروژنی غیر فلز

H2 + Cl2 = 2HCl

2. اکسواسیدها از واکنش اکسیدهای اسید با آب به دست می آیند.

اکسید اسیدی + H 2 O = Oxoacid

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

3. بیشتر اسیدها را می توان از واکنش نمک ها با اسیدها به دست آورد.

نمک + اسید = نمک + اسید

2NaCl + H 2 SO 4 = 2HCl + Na 2 SO 4

بازها مواد پیچیده ای هستند که مولکول های آنها از یک اتم فلز و یک یا چند گروه هیدروکسید تشکیل شده است.

بازها الکترولیت هایی هستند که برای تشکیل کاتیون های عنصر فلزی و آنیون های هیدروکسید تجزیه می شوند.

مثلا:
KON = K +1 + OH -1

6. طبقه بندی دلایل:

1. بر اساس تعداد گروه های هیدروکسیل در مولکول:

الف) · مونواسید که مولکولهای آن دارای یک گروه هیدروکسید هستند.

ب) · دی اسیدها که مولکولهای آنها دارای دو گروه هیدروکسید هستند.

ج) · تری اسیدها که مولکولهای آنها دارای سه گروه هیدروکسید هستند.
2. با توجه به حلالیت در آب: محلول و نامحلول.

7. خواص فیزیکی پایه ها:

همه بازهای معدنی جامد هستند (به جز هیدروکسید آمونیوم). پایه ها رنگ های مختلفی دارند: هیدروکسید پتاسیم سفید، هیدروکسید مس آبی، هیدروکسید آهن قرمز مایل به قهوه ای است.

محلول زمینه محلول‌هایی را تشکیل می‌دهند که در هنگام لمس، صابونی به نظر می‌رسند، به همین دلیل این مواد نام خود را گرفتند قلیایی

قلیاها فقط 10 عنصر از سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف را تشکیل می دهند: 6 فلز قلیایی - لیتیوم، سدیم، پتاسیم، روبیدیم، سزیم، فرانسیم و 4 فلز قلیایی خاکی - کلسیم، استرانسیم، باریم، رادیوم.

8. خواص شیمیایی پایه ها:

1. محلول های آبی قلیاها رنگ نشانگرها را تغییر می دهند. فنل فتالئین - زرشکی، متیل نارنجی - زرد. این با حضور آزاد گروه های هیدروکسو در محلول تضمین می شود. به همین دلیل است که بازهای کم محلول چنین واکنشی نشان نمی دهند.

2. تعامل داشتن :

الف) با اسیدها: باز + اسید = نمک + H 2 O

KOH + HCl = KCl + H2O

ب) با اکسیدهای اسیدی:قلیایی + اکسید اسید = نمک + H 2 O

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

ج) با راه حل ها:محلول لیمو + محلول نمک = پایه جدید + نمک جدید

2NaOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

د) با فلزات آمفوتریک: Zn + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2

هیدروکسیدهای آمفوتریک:

الف) با اسیدها واکنش دهید تا نمک و آب تشکیل شود:

هیدروکسید مس (II) + 2HBr = CuBr2 + آب.

ب). واکنش با مواد قلیایی: نتیجه - نمک و آب (شرایط: همجوشی):

Zn(OH)2 + 2CsOH = نمک + 2H2O.

V). واکنش با هیدروکسیدهای قوی: اگر واکنش در محلول آبی رخ دهد، نتیجه نمک است: Cr(OH)3 + 3RbOH = Rb3

هنگامی که گرم می شود، بازهایی که در آب نامحلول هستند به اکسید اساسی و آب تجزیه می شوند:

پایه نامحلول = اکسید پایه + H2O

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

نمک ها - اینها محصولات جایگزینی ناقص اتمهای هیدروژن در مولکولهای اسید با اتمهای فلزی هستند یا اینها محصولات جایگزینی گروههای هیدروکسید در مولکولهای باز با باقیماندههای اسیدی هستند. .

نمک ها- اینها الکترولیت هایی هستند که جدا می شوند و کاتیون های عنصر فلزی و آنیون های باقی مانده اسید را تشکیل می دهند.

مثلا:

K 2 CO 3 = 2K + 1 + CO 3 2-

طبقه بندی:

نمک های معمولی. اینها محصولات جایگزینی کامل اتم های هیدروژن در یک مولکول اسید با اتم های غیر فلزی یا محصولات جایگزینی کامل گروه های هیدروکسید در یک مولکول پایه با باقی مانده های اسیدی هستند.

نمک های اسیدی. اینها محصولات جایگزینی ناقص اتمهای هیدروژن در مولکولهای اسیدهای پلی بازیک با اتمهای فلز هستند.

نمک های اساسیاینها محصولات جایگزینی ناقص گروه های هیدروکسید در مولکول های بازهای پلی اسیدی با باقی مانده های اسیدی هستند.

انواع نمک:

نمک های مضاعف- آنها حاوی دو کاتیون مختلف هستند؛ آنها از طریق تبلور از محلول مخلوط نمک با کاتیون های مختلف، اما آنیون های یکسان به دست می آیند.

نمک های مخلوط- حاوی دو آنیون مختلف هستند.

نمک های هیدراته(هیدرات های کریستالی) - آنها حاوی مولکول های آب تبلور هستند.

نمک های پیچیده- حاوی یک کاتیون پیچیده یا یک آنیون پیچیده هستند.

یک گروه خاص از نمک های اسیدهای آلی تشکیل شده است، که خواص آن با خواص نمک های معدنی تفاوت قابل توجهی دارد. برخی از آنها را می توان به عنوان یک کلاس خاص از نمک های آلی، به اصطلاح مایعات یونی یا در غیر این صورت "نمک های مایع"، نمک های آلی با نقطه ذوب زیر 100 درجه سانتی گراد طبقه بندی کرد.

مشخصات فیزیکی:

بیشتر نمک ها جامدات سفید هستند. برخی از نمک ها رنگی هستند. به عنوان مثال، دی کرومات نارنجی پتاسیم، سولفات نیکل سبز.

با توجه به حلالیت در آبنمک ها به محلول در آب، کمی محلول در آب و نامحلول تقسیم می شوند.

خواص شیمیایی:

نمک های محلول در محلول های آبی به یون ها تجزیه می شوند:

1. نمک های متوسط ​​به کاتیون های فلزی و آنیون های باقی مانده اسید تجزیه می شوند:

نمک های اسیدی به کاتیون های فلزی و آنیون های پیچیده تجزیه می شوند:

KHSO 3 = K + HSO 3

· فلزات اساسی به کاتیون های پیچیده و آنیون های باقی مانده اسیدی تجزیه می شوند:

AlOH(CH 3 COO) 2 = AlOH + 2CH 3 COO

2. نمک ها با فلزات تعامل می کنند تا نمک جدید و فلز جدیدی تشکیل دهند: Me(1) + Salt(1) = Me(2) + Salt(2)

CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu

3. محلول ها با قلیاها برهم کنش دارند محلول نمک + محلول قلیایی = نمک جدید + پایه جدید:

FeCl 3 + 3KOH = Fe(OH) 3 + 3KCl

4. نمک ها با اسیدها تعامل دارند نمک + اسید = نمک + اسید:

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl

5. نمک ها می توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند Salt(1) + Salt(2) = Salt(3) + Salt(4):

AgNO 3 + KCl = AgCl + KNO 3

6. نمک های اساسی با اسیدها برهم کنش دارند نمک پایه + اسید = نمک متوسط ​​+ H 2 O:

CuOHCl + HCl = CuCl 2 + H 2 O

7. نمک های اسیدی با قلیاها برهم کنش دارند نمک اسیدی + قلیایی = نمک متوسط ​​+ H 2 O:

NaHSO 3 + NaOH = Na 2 SO 3 + H 2 O

8. بسیاری از نمک ها با حرارت دادن تجزیه می شوند: MgCO 3 = MgO + CO 2

نمایندگان نمک ها و معنای آنها:

نمک ها هم در تولید و هم در زندگی روزمره به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند:

نمک اسید هیدروکلریک پرکاربردترین کلریدها کلرید سدیم و کلرید پتاسیم هستند.

کلرید سدیم (نمک سفره) از آب دریاچه و دریا جدا می شود و در معادن نمک نیز استخراج می شود. نمک سفره برای غذا استفاده می شود. در صنعت، کلرید سدیم به عنوان ماده خام برای تولید کلر، هیدروکسید سدیم و سودا عمل می کند.

از کلرید پتاسیم در کشاورزی به عنوان کود پتاسیم استفاده می شود.

نمک های اسید سولفوریک در ساختمان سازی و پزشکی، گچ نیمه آبی که از پختن سنگ (سولفات کلسیم دی هیدرات) به دست می آید، کاربرد فراوانی دارد. هنگامی که با آب مخلوط می شود، به سرعت سفت می شود و دی هیدرات سولفات کلسیم، یعنی گچ تشکیل می شود.

سولفات سدیم دکاهیدرات به عنوان ماده اولیه برای تولید سودا استفاده می شود.

نمک های اسید نیتریک نیترات ها بیشتر به عنوان کود در کشاورزی استفاده می شوند. از مهمترین آنها می توان به نیترات سدیم، نیترات پتاسیم، نیترات کلسیم و نیترات آمونیوم اشاره کرد. معمولا این نمک ها نیترات نامیده می شوند.

از بین ارتوفسفات ها، مهم ترین آنها ارتوفسفات کلسیم است. این نمک به عنوان جزء اصلی مواد معدنی - فسفوریت ها و آپاتیت ها عمل می کند. از فسفریت ها و آپاتیت ها به عنوان مواد اولیه در تولید کودهای فسفاته مانند سوپر فسفات و رسوب استفاده می شود.

نمک های اسید کربنیک کربنات کلسیم به عنوان ماده اولیه برای تولید آهک استفاده می شود.

کربنات سدیم (سودا) در تولید شیشه و صابون سازی استفاده می شود.
- کربنات کلسیم نیز به صورت سنگ آهک، گچ و مرمر در طبیعت یافت می شود.

دنیای مادی که ما در آن زندگی می کنیم و بخش کوچکی از آن هستیم، یکی و در عین حال بی نهایت متنوع است. وحدت و تنوع مواد شیمیایی این جهان به وضوح در پیوند ژنتیکی مواد آشکار می شود که در سری های به اصطلاح ژنتیکی منعکس می شود.

ژنتیکیارتباط بین مواد طبقات مختلف را بر اساس تبدیل متقابل آنها می نامند.

اگر اساس سری ژنتیکی در شیمی معدنی از مواد تشکیل‌شده توسط یک عنصر شیمیایی تشکیل شده باشد، در این صورت اساس سری ژنتیکی در شیمی آلی (شیمی ترکیبات کربن) از موادی با تعداد اتم‌های کربن یکسان تشکیل شده است. مولکول

کنترل دانش:

1. نمک ها، بازها، اسیدها، ویژگی های آنها، واکنش های مشخصه اصلی را تعریف کنید.

2. چرا اسیدها و بازها در گروه هیدروکسیدها ترکیب می شوند؟ چه چیزی مشترک هستند و چه تفاوتی با هم دارند؟ چرا باید قلیایی به محلول نمک آلومینیوم اضافه شود و بالعکس؟

3. تکلیف: مثال‌هایی از معادلات واکنشی که این ویژگی‌های کلی بازهای نامحلول را نشان می‌دهند، بیاورید.

4. وظیفه: وضعیت اکسیداسیون اتم های عناصر فلزی را در فرمول های داده شده تعیین کنید. چه الگویی را می توان بین حالت های اکسیداسیون آنها در اکسید و باز مشاهده کرد؟

مشق شب:

کار از طریق: L2.pp.162-172، بازگویی یادداشت های سخنرانی شماره 5.

معادلات واکنش های ممکن را با توجه به نمودارها بنویسید، انواع واکنش ها را مشخص کنید: الف) HCl + CaO ... ;
ب) HCl + Al(OH) 3 ...;
ج) Mg + HCl ... ;
د) Hg + HCl ... .

مواد را به دسته هایی از ترکیبات تقسیم کنید.فرمول مواد: H 2 SO 4 ، NaOH ، CuCl 2 ، Na 2 SO 4 ، CaO ، SO 3 ، H 3 PO 4 ، Fe(OH) 3 ، AgNO 3 ، Mg(OH) 2 ، HCl ، ZnO ، CO 2 , Cu 2 O, NO 2

سخنرانی شماره 6.

موضوع: فلزات. موقعیت عناصر فلزی در جدول تناوبی یافتن فلزات در طبیعت فلزاتبرهمکنش فلزات با غیر فلزات (کلر، گوگرد و اکسیژن).

تجهیزات: جدول تناوبی عناصر شیمیایی مجموعه فلزات سری فعالیت فلزات.

طرح مطالعه موضوع

(لیست سوالات مورد نیاز برای مطالعه):

1. موقعیت عناصر - فلزات در جدول تناوبی، ساختار اتم های آنها.

2. فلزات به عنوان مواد ساده. اتصال فلزی، شبکه های کریستالی فلزی.

3. خواص فیزیکی عمومی فلزات.

4. رواج عناصر فلزی و ترکیبات آنها در طبیعت.

5. خواص شیمیایی عناصر فلزی.

6. مفهوم خوردگی.