Ազոտական թթվի օգտագործումը. Ազոտական թթու և նիտրատներ. Օգտագործումը գյուղատնտեսության մեջ
մոնոհիդրատ (HNO 3 · H 2 O) և եռահիդրատ (HNO 3 · 3H 2 O):
Ֆիզիկական և ֆիզիկաքիմիական հատկություններ
Ազոտական թթվի ջրային լուծույթի փուլային դիագրամ:
Ազոտի ազոտը քառավալենտ է, օքսիդացման աստիճանը՝ +5։ Ազոտական թթուն անգույն հեղուկ է, որը գոլորշի է գալիս օդում, հալման ջերմաստիճանը −41,59 °C, եռման ջերմաստիճանը +82,6 °C մասնակի քայքայմամբ։ Ջրում ազոտական թթվի լուծելիությունը սահմանափակված չէ։ 0,95-0,98 զանգվածային բաժնով HNO 3-ի ջրային լուծույթները կոչվում են «ծխող ազոտական թթու», 0,6-0,7 զանգվածային մասով՝ խտացված ազոտական թթու: Ջրի հետ ձևավորում է ազեոտրոպ խառնուրդ (զանգվածային բաժին՝ 68,4%, դ 20 = 1,41 գ/սմ, T bp = 120,7 °C)
Ջրային լուծույթներից բյուրեղանալիս ազոտաթթուն ձևավորում է բյուրեղային հիդրատներ.
- մոնոհիդրատ HNO 3 H 2 O, T pl = -37,62 °C
- տրիհիդրատ HNO 3 3H 2 O, T pl = -18,47 °C
Պինդ ազոտական թթուն ձևավորում է երկու բյուրեղային փոփոխություն.
- մոնոկլինիկա, տիեզերական խումբ Պ 2 1/a, ա= 1,623 նմ, բ= 0,857 նմ, գ= 0,631, β = 90 °, Z = 16;
Մոնոհիդրատը կազմում է օրթորոմբիկ համակարգի, տիեզերական խմբի բյուրեղներ Պ na2, ա= 0,631 նմ, բ= 0,869 նմ, գ= 0,544, Z = 4;
Ազոտական թթվի ջրային լուծույթների խտությունը՝ կախված կոնցենտրացիայից, նկարագրվում է հավասարմամբ
որտեղ d-ը խտությունն է գ/սմ³-ով, c-ն թթվի զանգվածային բաժինն է: Այս բանաձևը վատ է նկարագրում խտության պահվածքը 97%-ից ավելի կոնցենտրացիաներում։
Քիմիական հատկություններ
Բարձր խտացված HNO 3-ը սովորաբար ունի շագանակագույն գույն՝ լույսի ներքո տեղի ունեցող տարրալուծման գործընթացի պատճառով.
Տաքացնելիս ազոտական թթուն քայքայվում է ըստ նույն ռեակցիայի։ Ազոտական թթուն կարող է թորվել (առանց տարրալուծման) միայն իջեցված ճնշման ներքո (մթնոլորտային ճնշման ժամանակ նշված եռման կետը հայտնաբերվում է էքստրապոլացիայի միջոցով):
գ) թույլ թթուները տեղահանում է դրանց աղերից.
Եռալու կամ լույսի ազդեցության տակ ազոտական թթուն մասամբ քայքայվում է.
Ազոտական թթուն ցանկացած կոնցենտրացիայի դեպքում ցուցաբերում է օքսիդացնող թթվի հատկություններ, ընդ որում ազոտը օքսիդացման վիճակի է վերածվում +4-ից −3: Կրճատման խորությունը հիմնականում կախված է վերականգնող նյութի բնույթից և ազոտաթթվի կոնցենտրացիայից: Որպես օքսիդացնող թթու, HNO 3-ը փոխազդում է.
Նիտրատներ
Ազոտական թթուն ուժեղ թթու է: Նրա աղերը՝ նիտրատները, ստացվում են HNO 3-ի ազդեցությամբ մետաղների, օքսիդների, հիդրօքսիդների կամ կարբոնատների վրա։ Բոլոր նիտրատները ջրի մեջ շատ լուծելի են: Նիտրատ իոնը ջրում չի հիդրոլիզվում։
Ազոտական թթվի աղերը տաքացնելիս անդառնալիորեն քայքայվում են, և տարրալուծման արգասիքների բաղադրությունը որոշվում է կատիոնով.
ա) մետաղների նիտրատները, որոնք գտնվում են մագնեզիումի ձախ լարման շարքում.
բ) մագնեզիումի և պղնձի միջև լարման միջակայքում տեղակայված մետաղների նիտրատները.
գ) մետաղների նիտրատները, որոնք գտնվում են դեպի աջ լարման շարքում.
Ջրային լուծույթներում նիտրատները գործնականում չունեն օքսիդացնող հատկություն, սակայն պինդ վիճակում բարձր ջերմաստիճանի դեպքում դրանք ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են, օրինակ՝ պինդ մարմինների միաձուլման ժամանակ.
Պատմական տեղեկություններ
Սելիտրայի չոր թորման միջոցով նոսր ազոտական թթու ստանալու եղանակը, ըստ երևույթին, առաջին անգամ նկարագրվել է 8-րդ դարում Ջաբիրի (Լատինականացված թարգմանություններում՝ Գեբեր) տրակտատներում։ Տարբեր փոփոխություններով այս մեթոդը, որոնցից ամենանշանակալիցը պղնձի սուլֆատի փոխարինումն էր երկաթի սուլֆատով, կիրառվում էր եվրոպական և արաբական ալքիմիայում մինչև 17-րդ դարը։
17-րդ դարում Գլաուբերն առաջարկեց ցնդող թթուներ արտադրելու մեթոդ՝ դրանց աղերը խտացված ծծմբաթթվի, այդ թվում՝ կալիումի նիտրատից ազոտական թթվի հետ փոխազդելու միջոցով, ինչը հնարավորություն տվեց խտացված ազոտաթթուն ներմուծել քիմիական պրակտիկայում և ուսումնասիրել դրա հատկությունները: Մեթոդ
Ազոտական թթվի քիմիական հատկությունները
Ազոտական թթուն բնութագրվում է հատկություններով` ընդհանուր այլ թթուների հետ և առանձնահատուկ.
ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ԵՆ ԱՅԼ ԹԹՈՒՆԵՐԻ ՀԵՏ
1. Շատ ուժեղ թթու. Նրա լուծույթի ցուցիչները փոխում են գույնըդեպի կարմիր.
Ջրային լուծույթում գրեթե ամբողջությամբ տարանջատվում է.
HNO 3 → H + + NO 3 -
Թթուներում ցուցիչի գույների փոփոխությունները2. Փոխազդում է հիմնական օքսիդների հետ
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. Արձագանքում է հիմքերով
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. Արձագանքում է աղերի հետ, նրանց աղերից տեղահանում թույլ թթուները
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
ԱԶՈՏԱԿԱՆ ԹԹՎԻ ՀԱՏՈՒԿ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ
Ազոտական թթուն ուժեղ օքսիդացնող նյութ է
Ն +5 → Ն +4 → Ն +2 → Ն +1 → N o → Ն -3
Ն +5 + 8 ե - → Ն -3 օքսիդացնող նյութ, նվազեցված:
1. Քայքայվում է լույսի և ջերմության ազդեցության տակ
4HNO 3 t˚C → 2H 2 O + 4NO 2 + O 2
Առաջանում է շագանակագույն գազ
2. Սպիտակուցները գունավորում է նարնջադեղին։ (ձեռքերի մաշկի հետ շփման դեպքում. «քսանտոպրոտեինային ռեակցիա»)
3. Փոխազդում է մետաղների հետ։
Կախված թթվի կոնցենտրացիայից և մետաղի դիրքից Ն.Բեկետովի էլեկտրաքիմիական լարման շարքում կարող են ձևավորվել տարբեր ազոտ պարունակող արտադրանքներ։
Ջրածինը երբեք չի արտազատվում մետաղների հետ փոխազդեցության ժամանակ
ՀՆՕ 3 + Ես= աղ +Հ 2 Օ+ X
|
Ալկալային և ալկալային երկիր |
ԱՌԱՋԱԴՐԱՆՔՆԵՐ Թիվ 1. Կատարեք փոխակերպումները ըստ սխեմայի, անվանեք նյութերը, UHR-ի համար * կատարեք OM հաշվեկշիռ և**-ի համար վերլուծեք RIO. NH 4 Cl**→ NH 3 * → N 2 → NO → NO 2 → HNO 3 → NO 2 Թիվ 2. Կատարեք փոխակերպումներ ըստ գծապատկերի (ուշադիր նայեք, թե ուր են ուղղված սլաքները). Ամոնիումի աղ ← Ամոնիակ ← Լիթիումի նիտրիդ ← Ազոտ → Ազոտի օքսիդ ( II )←Ազոտական թթու ORR-ի համար կազմեք էլեկտրոնային հաշվեկշիռ, RIO-ի համար՝ ամբողջական իոնային հավասարումներ: Թիվ 3. Գրե՛ք մոլեկուլային և իոնային ձևով ազոտաթթվի հետևյալ նյութերի հետ փոխազդեցության ռեակցիայի հավասարումները. Թիվ 4. Դուրս գրեք հավասարումները, կազմեք էլեկտրոնային հաշվեկշիռ, նշեք օքսիդացման և նվազեցման, օքսիդացնող և վերականգնող նյութի գործընթացները. Թիվ 5. Հետևեք հղմանը, ուսումնասիրեք էջի տեղեկատվությունը և դիտեք տեսանյութը, սեղմեք «դիտել փորձը»:
Սա հետաքրքիր է. |
Ներածություն
Դուք հետաքրքրված եք ծաղկաբուծությամբ և եկել եք խանութ՝ ձեր ծաղիկների համար պարարտանյութ գնելու։ Տարբեր անուններն ու բաղադրությունները վերանայելիս դուք նկատեցիք «Ազոտային պարարտանյութ» պիտակով մի շիշ: Կարդում ենք նրա բաղադրությունը՝ «Ֆոսֆոր, կալցիում, այս ու այն... Ազոտական թթու, ի՞նչ կենդանի է սա»։ Սովորաբար նման միջավայրում մարդ ծանոթանում է ազոտական թթվի հետ։ Եվ հետո շատերը կցանկանան ավելին իմանալ դրա մասին: Այսօր ես կփորձեմ բավարարել ձեր հետաքրքրասիրությունը։
Սահմանում
Ազոտական թթուն (բանաձև HNO 3) ուժեղ միաբազային թթու է: Չօքսիդացված վիճակում այն կարծես 1-ին լուսանկարում է: Նորմալ պայմաններում այն հեղուկ է, բայց կարող է վերածվել ագրեգացման պինդ վիճակի: Եվ դրա մեջ այն նման է մոնոկլինիկ կամ ռոմբիկ վանդակավոր բյուրեղների։
Ազոտական թթվի քիմիական հատկությունները
Այն ունի ջրի հետ լավ խառնվելու հատկություն, որտեղ տեղի է ունենում այս թթվի գրեթե ամբողջական տարանջատումը իոնների։ Խտացված ազոտական թթուն շագանակագույն գույնի է (լուսանկար): Այն ապահովվում է ազոտի երկօքսիդի, ջրի և թթվածնի տարրալուծմամբ, որն առաջանում է նրա վրա ընկած արևի լույսի պատճառով։ Եթե տաքացնեք, նույն քայքայումը տեղի կունենա։ Բոլոր մետաղները արձագանքում են դրա հետ, բացառությամբ տանտալի, ոսկու և պլատինոիդների (ռութենիում, ռոդիում, պալադիում, իրիդիում, օսմիում և պլատին): Այնուամենայնիվ, դրա համադրությունը աղաթթվի հետ կարող է նույնիսկ լուծել դրանցից մի քանիսը (սա այսպես կոչված «ռեգիա օղին» է): Ազոտական թթուն, ունենալով ցանկացած կոնցենտրացիան, կարող է հանդես գալ որպես օքսիդացնող նյութ։ Շատ օրգանական նյութեր կարող են ինքնաբուխ բռնկվել, երբ փոխազդում են դրա հետ: Եվ այս թթվի որոշ մետաղներ կպասիվացվեն: Դրանց ազդեցության տակ (ինչպես նաև օքսիդների, կարբոնատների և հիդրօքսիդների հետ փոխազդելիս) ազոտական թթուն ձևավորում է իր աղերը, որոնք կոչվում են նիտրատներ։ Վերջիններս լավ են լուծվում ջրի մեջ։ Բայց դրա մեջ նիտրատ իոնները չեն հիդրոլիզվում։ Եթե տաքացնեք այս թթվի աղերը, ապա դրանց անդառնալի քայքայումը տեղի կունենա։
Անդորրագիր
Ազոտական թթու արտադրելու համար սինթետիկ ամոնիակը օքսիդացվում է պլատինե-ռոդիումի կատալիզատորների միջոցով՝ առաջացնելով ազոտային գազերի խառնուրդ, որը հետագայում կլանվում է ջրի կողմից: Այն ձևավորվում է նաև կալիումի նիտրատի և երկաթի սուլֆատի խառնման և տաքացման ժամանակ։
Դիմում
Ազոտական թթուն օգտագործվում է հանքային պարարտանյութերի, պայթուցիկ նյութերի և որոշ թունավոր նյութերի արտադրության համար։ Օգտագործվում է տպագրական ձևաթղթերի փորագրման համար (փորագրման տախտակներ, մագնեզիումի կլիշեներ և այլն), ինչպես նաև լուսանկարների ներկման լուծույթները թթվացնելու համար։ Ազոտական թթուն օգտագործվում է ներկանյութեր և դեղամիջոցներ արտադրելու համար, ինչպես նաև օգտագործվում է ոսկու համաձուլվածքներում ոսկու առկայությունը որոշելու համար։
Ֆիզիոլոգիական ազդեցություն
Հաշվի առնելով մարմնի վրա ազոտաթթվի ազդեցության աստիճանը, այն դասակարգվում է որպես վտանգի դասակարգ 3 (չափավոր վտանգավոր): Նրա գոլորշիների ներշնչումը հանգեցնում է շնչառական ուղիների գրգռման։ Երբ ազոտաթթուն շփվում է մաշկի հետ, այն թողնում է երկարատև ապաքինվող խոցեր: Մաշկի այն հատվածները, որտեղ այն մտնում է, դառնում են բնորոշ դեղին գույն (լուսանկար)։ Գիտականորեն ասած, տեղի է ունենում քսանտոպրոտեինային ռեակցիա: Ազոտի երկօքսիդը, որն առաջանում է, երբ ազոտաթթուն տաքացվում կամ քայքայվում է լույսի ներքո, շատ թունավոր է և կարող է առաջացնել թոքային այտուց։
Եզրակացություն
Ազոտական թթուն օգտակար է մարդկանց համար ինչպես նոսրացված, այնպես էլ մաքուր վիճակում: Բայց ամենից հաճախ այն հայտնաբերվում է նյութերում, որոնցից շատերը հավանաբար ձեզ ծանոթ են (օրինակ՝ նիտրոգլիցերին):
Միահիմն ուժեղ թթուն, որը ստանդարտ պայմաններում անգույն հեղուկ է, որը պահեստավորման ժամանակ դեղին է դառնում, կարող է լինել պինդ վիճակում, որը բնութագրվում է երկու բյուրեղային փոփոխություններով (մոնոկլինիկ կամ ռոմբիկ վանդակավոր), մինուս 41,6 °C-ից ցածր ջերմաստիճանում: Քիմիական բանաձևով այս նյութը՝ HNO3, կոչվում է ազոտական թթու։ Այն ունի 63,0 գ/մոլ մոլային զանգված, իսկ խտությունը համապատասխանում է 1,51 գ/սմ³։
Ազոտական թթու- քայքայիչ, թունավոր նյութ և ուժեղ օքսիդացնող նյութ: Դեռ միջնադարից հայտնի է «ուժեղ ջուր» (Aqua fortis) անվանումը։ Ալքիմիկոսները, ովքեր հայտնաբերեցին թթուն 13-րդ դարում, տվեցին այս անունը՝ համոզված լինելով դրա արտասովոր հատկությունների մեջ (այն կոռոզիայի էր ենթարկում բոլոր մետաղները, բացի ոսկուց), որոնք միլիոն անգամ գերազանցում էին քացախաթթվի ուժը, որն այն ժամանակ համարվում էր ամենաակտիվը։ . Սակայն երեք դար անց պարզվեց, որ նույնիսկ ոսկին կարող է կոռոզիայի ենթարկվել թթուների խառնուրդից, ինչպիսիք են ազոտային և աղաթթուները՝ 1։3 ծավալային հարաբերակցությամբ, որն այդ պատճառով կոչվում էր «aqua regia»։ Պահպանման ընթացքում դեղին երանգի տեսքը բացատրվում է դրանում ազոտի օքսիդների կուտակմամբ։ Վաճառքում թթուն հաճախ հայտնաբերվում է 68% կոնցենտրացիայով, իսկ երբ հիմնական նյութի պարունակությունը 89%-ից ավելի է, այն կոչվում է «փխրեցուցիչ»:
Ազոտական թթվի կիրառում
Ազոտական թթուն լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ դեղերի, ներկանյութերի, պայթուցիկ նյութերի, ազոտական պարարտանյութերի և ազոտաթթվի աղերի արտադրության համար։ Բացի այդ, այն օգտագործվում է մետաղներ (օրինակ՝ պղինձ, կապար, արծաթ) լուծելու համար, որոնք չեն փոխազդում այլ թթուների հետ։ Ոսկերչության մեջ այն օգտագործվում է համաձուլվածքի մեջ ոսկին որոշելու համար (սա հիմնական մեթոդն է)։
Օրգանական սինթեզում լայնորեն օգտագործվում է խտացված ազոտական թթվի և ծծմբաթթվի խառնուրդը՝ «նիտրացնող խառնուրդ»։
Մետաղագործության մեջ ազոտական թթուն օգտագործվում է մետաղները լուծելու և թթու դնելու, ինչպես նաև ոսկին և արծաթը առանձնացնելու համար։ Ազոտական թթուն օգտագործվում է նաև քիմիական արդյունաբերության մեջ՝ պայթուցիկ նյութերի արտադրության մեջ, ինչպես նաև սինթետիկ ներկերի և այլ քիմիական նյութերի արտադրության համար միջանկյալ նյութերի արտադրության մեջ։
Տեխնիկական ազոտաթթուն օգտագործվում է նիկելապատման, մասերի ցինկապատման և քրոմապատման, ինչպես նաև տպագրական արդյունաբերության մեջ։ Ազոտական թթուն լայնորեն կիրառվում է կաթնամթերքի և էլեկտրական արդյունաբերության մեջ։
Ազոտական թթվի պատրաստում
Ազոտական թթվի արտադրության ժամանակակից արդյունաբերական մեթոդները հիմնված են ամոնիակի կատալիտիկ օքսիդացման վրա մթնոլորտային թթվածնով: Ամոնիակի հատկությունները նկարագրելիս նշվել է, որ այն այրվում է թթվածնի մեջ, իսկ ռեակցիայի արտադրանքը ջուրն է և ազատ ազոտը։ Բայց կատալիզատորների առկայության դեպքում ամոնիակի օքսիդացումը թթվածնով կարող է այլ կերպ ընթանալ։
Եթե ամոնիակի և օդի խառնուրդն անցնում է կատալիզատորի վրայով, ապա 750 °C ջերմաստիճանում և խառնուրդի որոշակի բաղադրության դեպքում տեղի է ունենում գրեթե ամբողջական փոխակերպում։ Ստացված NO-ն հեշտությամբ վերածվում է NO2-ի, որը մթնոլորտային թթվածնի առկայությամբ ջրի հետ արտադրում է ազոտական թթու։
Պլատինի վրա հիմնված համաձուլվածքները օգտագործվում են որպես կատալիզատորներ ամոնիակի օքսիդացման համար։ Ամոնիակի օքսիդացումից ստացված ազոտական թթուն ունի 60%-ից ոչ ավելի կոնցենտրացիա։ Անհրաժեշտության դեպքում այն խտացվում է, արդյունաբերությունը արտադրում է նոսրացված ազոտական թթու 55, 47 և 45% կոնցենտրացիաներով, իսկ խտացված ազոտական թթու՝ 98 և 97։
Ազոտական թթու- HNO3, թթվածին պարունակող միահիմն ուժեղ թթու: Պինդ ազոտական թթուն ձևավորում է երկու բյուրեղային մոդիֆիկացում մոնոկլինիկ և օրթորոմբիկ վանդակներով: Ազոտական թթուն խառնվում է ջրի հետ ցանկացած հարաբերակցությամբ: Ջրային լուծույթներում այն գրեթե ամբողջությամբ տարանջատվում է իոնների։ Ջրի հետ 68,4% կոնցենտրացիայով և 120 °C եռման կետով 1 ատմ-ում առաջանում է ազեոտրոպ խառնուրդ։ Հայտնի են երկու պինդ հիդրատներ՝ մոնոհիդրատ (HNO3 H2O) և տրիհիդրատ (HNO3 3H2O):
Բարձր խտացված HNO3-ը սովորաբար ունի շագանակագույն գույն՝ լույսի ներքո տեղի ունեցող տարրալուծման գործընթացի պատճառով.
HNO3 ---> 4NO2 + O2 + 2H2O
Տաքացնելիս ազոտական թթուն քայքայվում է ըստ նույն ռեակցիայի։ Ազոտական թթուն կարելի է թորել (առանց տարրալուծման) միայն նվազեցված ճնշման ներքո։
Ազոտական թթուն է ուժեղ օքսիդացնող նյութ , կենտրոնացված ազոտական թթուն ծծումբը օքսիդացնում է ծծմբաթթվի, իսկ ֆոսֆորը՝ ֆոսֆորաթթվի, որոշ օրգանական միացություններ (օրինակ՝ ամիններ և հիդրազին, տորպենտին) ինքնաբուխ բռնկվում են կենտրոնացված ազոտական թթվի հետ շփման ժամանակ։
Ազոտի օքսիդացման աստիճանը ազոտի մեջ 4-5 է։ Գործելով որպես օքսիդացնող նյութ՝ HNO-ն կարող է վերածվել տարբեր ապրանքների.
Այս նյութերից որն է առաջանում, այսինքն՝ որքան խորությամբ է ազոտական թթուն կրճատվում տվյալ դեպքում, կախված է վերականգնող նյութի բնույթից և ռեակցիայի պայմաններից, առաջին հերթին թթվի կոնցենտրացիայից: Որքան բարձր է HNO-ի կոնցենտրացիան, այնքան ավելի քիչ է այն կրճատվում: Խտացված թթվի հետ արձագանքելիս այն առավել հաճախ ազատ է արձակվում։
նոսր ազոտաթթվի հետ արձագանքելիս ցածր ակտիվ մետաղներով, օրինակ, պղնձի դեպքում NO-ն ազատվում է։ Ավելի ակտիվ մետաղների դեպքում առաջանում է երկաթ, ցինկ։
Բարձր նոսրացած ազոտական թթուն արձագանքում է ակտիվ մետաղներ-ցինկ, մագնեզիում, ալյումին - ամոնիումի իոնի ձևավորմամբ, որը թթուով տալիս է ամոնիումի նիտրատ: Սովորաբար մի քանի ապրանքներ ձևավորվում են միաժամանակ։
Ոսկին, պլատինի խմբի որոշ մետաղներ և տանտալը իներտ են ազոտաթթվի նկատմամբ ամբողջ կոնցենտրացիայի միջակայքում, մյուս մետաղները փոխազդում են դրա հետ, ռեակցիայի ընթացքը որոշվում է կոնցենտրացիայով։ Այսպիսով, կենտրոնացված ազոտաթթուն փոխազդում է պղնձի հետ՝ ձևավորելով ազոտի երկօքսիդ, իսկ նոսրացած ազոտական թթուն (II).
Cu + 4HNO3----> Cu(NO3)2 + NO2 + 2H2O
3Cu + 8 HNO3 ----> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Առավել մետաղականգ փոխազդում է ազոտաթթվի հետ՝ ազատելով ազոտի օքսիդները տարբեր օքսիդացման վիճակներում կամ դրանց խառնուրդներում, նոսր ազոտական թթուն, երբ փոխազդում է ակտիվ մետաղների հետ, կարող է արձագանքել՝ ազատելով ջրածինը և նիտրատ իոնը վերածել ամոնիակի:
Որոշ մետաղներ (երկաթ, քրոմ, ալյումին), որոնք փոխազդում են նոսր ազոտաթթվի հետ, պասիվացվում են կենտրոնացված ազոտաթթվի միջոցով և դիմացկուն են դրա ազդեցությանը։
Ազոտական և ծծմբական թթուների խառնուրդը կոչվում է «մելանժ»: Ազոտական թթուն լայնորեն օգտագործվում է նիտրոմիացություններ ստանալու համար։
Երեք ծավալով աղաթթվի և մեկ ծավալով ազոտաթթվի խառնուրդը կոչվում է «aqua regia»: Aqua regia-ն լուծում է մետաղների մեծ մասը, ներառյալ ոսկին: Նրա ուժեղ օքսիդացման ունակությունները պայմանավորված են ստացված ատոմային քլորով և նիտրոզիլ քլորիդով.
3HCl + HNO3 ----> NOCl + 2 =2H2O
Ծծմբաթթու- ծանր յուղոտ հեղուկ, որը գույն չունի: Խառնվում է ջրի հետ ցանկացած հարաբերակցությամբ։
Խտացված ծծմբաթթուակտիվորեն կլանում է ջուրը օդից և հեռացնում այն այլ նյութերից: Երբ օրգանական նյութերը մտնում են խտացված ծծմբաթթվի մեջ, դրանք ածխանում են, օրինակ՝ թուղթը.
(C6H10O5)n + H2SO4 => H2SO4 + 5nH2O + 6C
Երբ խտացված ծծմբաթթուն արձագանքում է շաքարի հետ, ձևավորվում է ծակոտկեն ածխածնի զանգված, որը նման է սև կարծրացած սպունգի.
C12H22O11 + H2SO4 => C + H2O + CO2 + Q
Նոսրած և խտացված ծծմբաթթվի քիմիական հատկություններըտարբեր են.
նոսր լուծույթներծծմբաթթվի արձագանքը մետաղներով , գտնվում է ջրածնի ձախ կողմում գտնվող էլեկտրաքիմիական լարման շարքում՝ սուլֆատների առաջացմամբ և ջրածնի արտազատմամբ։
Խտացված լուծումներԾծմբաթթուն ցուցադրում է ուժեղ օքսիդացնող հատկություններ՝ իր մոլեկուլներում ծծմբի ատոմի առկայության պատճառով ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում (+6), հետևաբար խտացված ծծմբաթթուն ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Որոշ ոչ մետաղներ օքսիդանում են այսպես.
S + 2H2SO4 => 3SO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 => CO2 + 2SO2 + 2H2O
P4 + 8H2SO4 => 4H3PO4 + 7SO2 + S + 2H2O
H2S + H2SO4 => S + SO2 + 2H2O
Նա շփվում է մետաղներով , գտնվում է ջրածնի աջ կողմում գտնվող մետաղների էլեկտրաքիմիական լարման շարքում (պղինձ, արծաթ, սնդիկ), սուլֆատների, ջրի և ծծմբի վերականգնող արտադրանքի առաջացմամբ։ Խտացված լուծումներ ծծմբական թթու մի արձագանքեք ոսկու և պլատինի հետ՝ ցածր ակտիվության պատճառով։
ա) ցածր ակտիվ մետաղները ծծմբաթթուն վերածում են ծծմբի երկօքսիդի SO2.
Cu + 2H2SO4 => CuSO4 + SO2 + 2H2O
2Ag + 2H2SO4 => Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
բ) միջանկյալ ակտիվության մետաղների հետ հնարավոր են ռեակցիաներ ծծմբաթթվի նվազման երեք արտադրանքներից որևէ մեկի արտազատմամբ.
Zn + 2H2SO4 => ZnSO4 + SO2 + 2H2O
3Zn + 4H2SO4 => 3ZnSO4 + S + 4H2O
4Zn + 5H2SO4 => 4ZnSO4 + H2S + 2H2O
գ) ծծումբը կամ ջրածնի սուլֆիդը կարող են ազատվել ակտիվ մետաղներով.
8K + 5H2SO4 => 4K2SO4 + H2S + 4H2O
6Na + 4H2SO4 => 3Na2SO4 + S + 4H2O
դ) խտացված ծծմբաթթուն չի փոխազդում ալյումինի, երկաթի, քրոմի, կոբալտի, նիկելի հետ ցրտին (այսինքն՝ առանց տաքացման) – տեղի է ունենում այդ մետաղների պասիվացում։ Հետեւաբար, ծծմբաթթուն կարող է փոխադրվել երկաթե տարաներով: Այնուամենայնիվ, երբ ջեռուցվում է, և՛ երկաթը, և՛ ալյումինը կարող են փոխազդել դրա հետ.
2Fe + 6H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
2Al + 6H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
ԱՅԴ. ծծմբի նվազեցման խորությունը կախված է մետաղների վերականգնող հատկություններից։ Ակտիվ մետաղները (նատրիում, կալիում, լիթիում) ծծմբաթթուն վերածում են ջրածնի սուլֆիդի, մետաղները, որոնք գտնվում են լարման միջակայքում՝ ալյումինից երկաթ՝ ազատ ծծումբ, իսկ ավելի քիչ ակտիվությամբ մետաղները՝ ծծմբի երկօքսիդ:
Թթուների ստացում.
1. Թթվածնազուրկ թթուները ստացվում են պարզ նյութերից ոչ մետաղների ջրածնային միացությունները սինթեզելով, իսկ հետո ստացված արգասիքները ջրում լուծելով։
Ոչ մետաղ + H 2 = Ոչ մետաղի ջրածնային կապ
H2 + Cl2 = 2HCl
2. Օքսոաթթուները ստացվում են թթվային օքսիդները ջրի հետ փոխազդելով։
Թթվային օքսիդ + H 2 O = Oxoacid
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
3. Թթուների մեծ մասը կարելի է ստանալ՝ աղերը թթուների հետ փոխազդելով։
Աղ + Թթու = Աղ + Թթու
2NaCl + H 2 SO 4 = 2HCl + Na 2 SO 4
Հիմքերը բարդ նյութեր են, որոնց մոլեկուլները բաղկացած են մետաղի ատոմից և մեկ կամ մի քանի հիդրօքսիդ խմբերից։
Հիմքերը էլեկտրոլիտներ են, որոնք տարանջատվում են՝ առաջացնելով մետաղական տարրերի կատիոններ և հիդրօքսիդի անիոններ։
Օրինակ:
KON = K +1 + OH -1
6.Հիմքերի դասակարգում.
1.Մոլեկուլում հիդրօքսիլ խմբերի քանակով.
ա) · Մոնոթթու, որի մոլեկուլները պարունակում են մեկ հիդրօքսիդ խումբ.
բ) · Դիաթթուներ, որոնց մոլեկուլները պարունակում են երկու հիդրօքսիդ խմբեր.
գ) · Եռաթթուներ, որոնց մոլեկուլները պարունակում են երեք հիդրօքսիդ խմբեր.
2. Ըստ ջրի լուծելիության՝ Լուծվող և անլուծելի:
7.Հիմքերի ֆիզիկական հատկությունները:
Բոլոր անօրգանական հիմքերը պինդ են (բացի ամոնիումի հիդրօքսիդից): Հիմքերը տարբեր գույներ ունեն՝ կալիումի հիդրօքսիդը՝ սպիտակ, պղնձի հիդրօքսիդը՝ կապույտ, երկաթի հիդրօքսիդը՝ կարմիր-շագանակագույն։
Լուծելի հիմքերը ձևավորում են լուծույթներ, որոնք շոշափում են օճառի զգացողություն, ինչից էլ այս նյութերը ստացել են իրենց անվանումը ալկալի.
Ալկալիները կազմում են Դ.Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի միայն 10 տարրը՝ 6 ալկալիական մետաղ՝ լիթիում, նատրիում, կալիում, ռուբիդիում, ցեզիում, ֆրանցիում և 4 հողալկալիական մետաղ՝ կալցիում, ստրոնցիում, բարիում, ռադիում։
8. Հիմքերի քիմիական հատկությունները.
1. Ալկալիների ջրային լուծույթները փոխում են ցուցիչների գույնը։ ֆենոլֆթալեին - բոսորագույն, մեթիլ նարնջագույն - դեղին: Դա ապահովվում է լուծույթում հիդրոքսո խմբերի ազատ առկայությամբ։ Այդ իսկ պատճառով վատ լուծվող հիմքերը նման ռեակցիա չեն տալիս։
2. Փոխազդել :
ա) հետ թթուներՀիմք + Թթու = Աղ + H 2 O
KOH + HCl = KCl + H2O
բ) հետ թթվային օքսիդներ:Ալկալի + թթու օքսիդ = Աղ + H 2 O
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
գ) հետ լուծումներ:Լայայի լուծույթ + Աղի լուծույթ = Նոր հիմք + Նոր աղ
2NaOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4
դ) հետ ամֆոտերային մետաղներ Zn + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2
Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ.
ա) Արձագանքել թթուների հետ՝ առաջացնելով աղ և ջուր.
Պղնձի (II) հիդրօքսիդ + 2HBr = CuBr2 + ջուր:
բ). Արձագանքեք ալկալիների հետ՝ արդյունք՝ աղ և ջուր (վիճակը՝ միաձուլում).
Zn(OH)2 + 2CsOH = աղ + 2H2O:
V). Արձագանքեք ուժեղ հիդրօքսիդների հետ. արդյունքը աղեր են, եթե ռեակցիան տեղի է ունենում ջրային լուծույթում. Cr(OH)3 + 3RbOH = Rb3
Ջրում չլուծվող հիմքերը տաքացնելիս քայքայվում են հիմնական օքսիդի և ջրի.
Անլուծելի հիմք = Հիմնական օքսիդ + H2O
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O
Աղեր - սրանք թթվային մոլեկուլներում ջրածնի ատոմների թերի փոխարինման արտադրանք են մետաղի ատոմներով կամ սրանք բազային մոլեկուլներում հիդրօքսիդային խմբերը թթվային մնացորդներով փոխարինման արտադրանք են. .
Աղեր- սրանք էլեկտրոլիտներ են, որոնք տարանջատվում են՝ ձևավորելով մետաղական տարրի կատիոններ և թթվային մնացորդի անիոններ:
Օրինակ:
K 2 CO 3 = 2K +1 + CO 3 2-
Դասակարգում:
Սովորական աղեր. Սրանք թթվային մոլեկուլում ջրածնի ատոմների ամբողջական փոխարինման արտադրանքներն են ոչ մետաղական ատոմներով կամ բազային մոլեկուլում հիդրօքսիդային խմբերի ամբողջական փոխարինման արտադրանքները թթվային մնացորդներով։
Թթվային աղեր. Սրանք պոլիբազային թթուների մոլեկուլներում ջրածնի ատոմների մետաղի ատոմներով թերի փոխարինման արտադրանք են։
Հիմնական աղեր.Սրանք պոլիաթթվային հիմքերի մոլեկուլներում թթվային մնացորդներով հիդրօքսիդային խմբերի ոչ լրիվ փոխարինման արտադրանք են։
Աղերի տեսակները.
Կրկնակի աղեր- պարունակում են երկու տարբեր կատիոններ, դրանք ստացվում են բյուրեղացման արդյունքում տարբեր կատիոններով աղերի խառը լուծույթից, բայց նույն անիոններով:
Խառը աղեր- դրանք պարունակում են երկու տարբեր անիոններ:
Հիդրատ աղեր(բյուրեղային հիդրատներ) - դրանք պարունակում են բյուրեղացման ջրի մոլեկուլներ:
Կոմպլեքս աղեր- դրանք պարունակում են բարդ կատիոն կամ բարդ անիոն:
Հատուկ խումբը բաղկացած է օրգանական թթուների աղերից, որի հատկությունները զգալիորեն տարբերվում են հանքային աղերի հատկություններից։ Նրանցից ոմանք կարող են դասակարգվել որպես օրգանական աղերի հատուկ դասի, այսպես կոչված, իոնային հեղուկներ կամ այլ կերպ «հեղուկ աղեր», օրգանական աղեր, որոնց հալման ջերմաստիճանը 100 °C-ից ցածր է:
Ֆիզիկական հատկություններ:
Աղերի մեծ մասը սպիտակ պինդ նյութեր են։ Որոշ աղեր գունավոր են: Օրինակ՝ կալիումի նարնջի դիքրոմատ, կանաչ նիկելի սուլֆատ։
Ըստ ջրի լուծելիությանաղերը բաժանվում են ջրի մեջ լուծվող, ջրում մի փոքր լուծվող և չլուծվողների։
Քիմիական հատկություններ.
Ջրային լուծույթներում լուծվող աղերը տարանջատվում են իոնների.
1. Միջին աղերը տարանջատվում են մետաղական կատիոնների և թթվային մնացորդների անիոնների մեջ.
Թթվային աղերը տարանջատվում են մետաղական կատիոնների և բարդ անիոնների.
KHSO 3 = K + HSO 3
· Հիմնական մետաղները տարանջատվում են թթվային մնացորդների բարդ կատիոնների և անիոնների.
AlOH(CH 3 COO) 2 = AlOH + 2CH 3 COO
2. Աղերը փոխազդում են մետաղների հետ՝ առաջացնելով նոր աղ և նոր մետաղ՝ Me(1) + Աղ (1) = Me(2) + Աղ (2)
CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu
3. Լուծումները փոխազդում են ալկալիների հետ Աղի լուծույթ + Ալկալի լուծույթ = Նոր աղ + Նոր հիմք.
FeCl 3 + 3KOH = Fe(OH) 3 + 3KCl
4. Աղերը փոխազդում են թթուների հետ Աղ + Թթու = Աղ + Թթու.
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl
5. Աղերը կարող են փոխազդել միմյանց հետ Աղ (1) + Աղ (2) = Աղ (3) + Աղ (4):
AgNO 3 + KCl = AgCl + KNO 3
6. Հիմնական աղերը փոխազդում են թթուների հետ Հիմնական աղ + Թթու = Միջին աղ + H 2 O:
CuOHCl + HCl = CuCl 2 + H 2 O
7. Թթվային աղերը փոխազդում են ալկալիների հետ Թթվային աղ + Ալկալի = Միջին աղ + H 2 O:
NaHSO 3 + NaOH = Na 2 SO 3 + H 2 O
8. Շատ աղեր տաքացնելիս քայքայվում են՝ MgCO 3 = MgO + CO 2
Աղերի ներկայացուցիչներ և դրանց նշանակությունը.
Աղերը լայնորեն օգտագործվում են ինչպես արտադրության, այնպես էլ առօրյա կյանքում.
Աղաթթվի աղեր. Առավել հաճախ օգտագործվող քլորիդներն են նատրիումի քլորիդը և կալիումի քլորիդը:
Նատրիումի քլորիդը (սեղանի աղ) մեկուսացված է լճի և ծովի ջրից, ինչպես նաև արդյունահանվում է աղի հանքերում։ Սննդի համար օգտագործվում է ճաշի աղ։ Արդյունաբերության մեջ նատրիումի քլորիդը ծառայում է որպես հումք քլորի, նատրիումի հիդրօքսիդի և սոդայի արտադրության համար։
Կալիումի քլորիդն օգտագործվում է գյուղատնտեսության մեջ որպես կալիումական պարարտանյութ։
Ծծմբաթթվի աղեր. Շինարարության և բժշկության մեջ լայն կիրառություն ունի կիսաջրային գիպսը, որը ստացվում է քարերի թրծմամբ (կալցիումի սուլֆատ դիհիդրատ)։ Ջրի հետ խառնվելիս այն արագ պնդանում է՝ առաջացնելով կալցիումի սուլֆատ դիհիդրատ, այսինքն՝ գիպս։
Նատրիումի սուլֆատ դեկահիդրատը օգտագործվում է որպես հումք սոդայի արտադրության համար։
Ազոտական թթվի աղեր. Գյուղատնտեսության մեջ նիտրատները հիմնականում օգտագործվում են որպես պարարտանյութ։ Դրանցից ամենակարեւորներն են նատրիումի նիտրատը, կալիումի նիտրատը, կալցիումի նիտրատը և ամոնիումի նիտրատը։ Սովորաբար այդ աղերը կոչվում են նիտրատ:
Օրթոֆոսֆատներից ամենակարեւորը կալցիումի օրթոֆոսֆատն է։ Այս աղը ծառայում է որպես հանքանյութերի՝ ֆոսֆորիտների և ապատիտների հիմնական բաղադրիչ։ Ֆոսֆորիտները և ապատիտները օգտագործվում են որպես հումք ֆոսֆատային պարարտանյութերի արտադրության մեջ, ինչպիսիք են սուպերֆոսֆատը և նստվածքը։
Ածխաթթվի աղեր. Կալցիումի կարբոնատը օգտագործվում է որպես հումք՝ կրաքարի արտադրության համար։
Նատրիումի կարբոնատը (սոդա) օգտագործվում է ապակու արտադրության և օճառի արտադրության մեջ։
-Կալցիումի կարբոնատը բնության մեջ հանդիպում է նաև կրաքարի, կավիճի և մարմարի տեսքով։
Նյութական աշխարհը, որտեղ մենք ապրում ենք, և որի չնչին մասն ենք կազմում, մեկ է և միևնույն ժամանակ անսահման բազմազան: Այս աշխարհի քիմիական նյութերի միասնությունն ու բազմազանությունը առավել ցայտուն դրսևորվում է նյութերի գենետիկ կապի մեջ, որն արտացոլվում է այսպես կոչված գենետիկական շարքում։
Գենետիկկոչել կապը տարբեր դասերի նյութերի միջև՝ ելնելով նրանց փոխադարձ փոխակերպություններից:
Եթե անօրգանական քիմիայում գենետիկական շարքի հիմքը կազմված է մեկ քիմիական տարրից առաջացած նյութերից, ապա օրգանական քիմիայում գենետիկական շարքի հիմքը (ածխածնի միացությունների քիմիա) կազմված է նույն թվով ածխածնի ատոմներով նյութերից։ մոլեկուլը.
Գիտելիքների վերահսկում.
1. Սահմանել աղերը, հիմքերը, թթուները, դրանց բնութագրերը, հիմնական բնութագրիչ ռեակցիաները:
2. Ինչու են թթուները և հիմքերը միավորվում խմբի հիդրօքսիդների մեջ: Ի՞նչ ընդհանրություններ ունեն դրանք և ինչո՞վ են դրանք տարբեր: Ինչու՞ պետք է ալկալի ավելացնել ալյումինի աղի լուծույթին, և ոչ հակառակը:
3. Առաջադրանք. Բերե՛ք ռեակցիայի հավասարումների օրինակներ, որոնք ցույց են տալիս անլուծելի հիմքերի այս ընդհանուր հատկությունները:
4. Առաջադրանք. Որոշե՛ք մետաղական տարրերի ատոմների օքսիդացման աստիճանը տրված բանաձևերում: Ի՞նչ օրինաչափություն կարելի է նկատել օքսիդի և հիմքի մեջ դրանց օքսիդացման վիճակների միջև:
ՏՆԱՅԻՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔ:
Աշխատել՝ L2.էջ 162-172, դասախոսական նշումների վերապատմում թիվ 5։
Դիագրամների համաձայն գրի՛ր հնարավոր ռեակցիաների հավասարումները, նշի՛ր ռեակցիաների տեսակները՝ ա) HCl + CaO ... ;
բ) HCl + Al(OH) 3 ...;
գ) Mg + HCl ... ;
դ) Hg + HCl ... .
Նյութերը բաժանեք միացությունների դասերի:Նյութերի բանաձևերը՝ 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
Դասախոսություն թիվ 6.
Թեմա՝ Մետաղներ. Մետաղական տարրերի դիրքը պարբերական համակարգում. Բնության մեջ մետաղների որոնում. Մետաղներ.Մետաղների փոխազդեցությունը ոչ մետաղների հետ (քլոր, ծծումբ և թթվածին):
ՍարքավորումներՔիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակ, մետաղների հավաքածու, մետաղների ակտիվության շարք:
Թեմայի ուսումնասիրության պլան
(ուսումնասիրելու համար անհրաժեշտ հարցերի ցանկ).
1. Տարրերի՝ մետաղների դիրքը պարբերական համակարգում, դրանց ատոմների կառուցվածքը։
2. Մետաղները որպես պարզ նյութեր. Մետաղական կապ, մետաղական բյուրեղյա վանդակաճաղեր։
3. Մետաղների ընդհանուր ֆիզիկական հատկությունները.
4. Մետաղական տարրերի և դրանց միացությունների տարածվածությունը բնության մեջ:
5. Մետաղական տարրերի քիմիական հատկությունները.
6. Կոռոզիայի հայեցակարգը.
Բեռնվում է...