· Industriële productie, toepassing en effect op het lichaam · Gerelateerde artikelen · Notities · Literatuur · Officiële site ·

Hooggeconcentreerd HNO 3 heeft meestal een bruine kleur vanwege het afbraakproces dat plaatsvindt in het licht:

Bij verhitting ontleedt salpeterzuur volgens dezelfde reactie. Salpeterzuur kan alleen worden gedestilleerd (zonder ontleding) onder verminderde druk (het aangegeven kookpunt bij luchtdruk gevonden door extrapolatie).

Goud, sommige metalen van de platinagroep en tantaal zijn in het hele concentratiebereik inert voor salpeterzuur, de rest van de metalen reageren ermee, het verloop van de reactie wordt ook bepaald door de concentratie ervan.

HNO 3 interageert als een sterk monobasisch zuur:

a) met basische en amfotere oxiden:

c) verdringt zwakke zuren uit hun zouten:

Bij koken of blootstelling aan licht ontleedt salpeterzuur gedeeltelijk:

Salpeterzuur vertoont bij elke concentratie de eigenschappen van een oxiderend zuur, bovendien wordt stikstof gereduceerd tot een oxidatietoestand van +4 tot 3. De diepte van de reductie hangt voornamelijk af van de aard van het reductiemiddel en van de concentratie van salpeterzuur. Als een oxiderend zuur interageert HNO 3:

a) met metalen in een reeks spanningen rechts van waterstof:

Geconcentreerde HNO 3

Verdunde HNO 3

b) met metalen in de reeks spanningen links van waterstof:

Alle bovenstaande vergelijkingen weerspiegelen alleen het dominante verloop van de reactie. Dit betekent dat onder deze omstandigheden de producten van deze reactie meer zijn dan de producten van andere reacties, bijvoorbeeld tijdens de interactie van zink met salpeterzuur ( massafractie salpeterzuur in een oplossing van 0,3) zullen de producten het meeste NO bevatten, maar ook (alleen in kleinere hoeveelheden) en NO 2, N 2 O, N 2 en NH 4 NO 3.

Het enige algemene patroon in de interactie van salpeterzuur met metalen: hoe verdunder het zuur en hoe actiever het metaal, hoe dieper stikstof wordt gereduceerd:

Toename van zuurconcentratie toename van metaalactiviteit

Salpeterzuur, zelfs geconcentreerd, heeft geen interactie met goud en platina. IJzer, aluminium en chroom worden gepassiveerd met koud geconcentreerd salpeterzuur. IJzer interageert met verdund salpeterzuur en op basis van de zuurconcentratie worden niet alleen verschillende stikstofreductieproducten gevormd, maar ook verschillende ijzeroxidatieproducten:

Salpeterzuur oxideert niet-metalen, terwijl stikstof meestal wordt gereduceerd tot NO of NO 2:

en complexe stoffen, bijvoorbeeld:

Sommige organische verbindingen (bijv. aminen, terpentijn) ontbranden spontaan bij contact met geconcentreerd salpeterzuur.

Sommige metalen (ijzer, chroom, aluminium, kobalt, nikkel, mangaan, beryllium), die reageren met verdund salpeterzuur, worden gepassiveerd door geconcentreerd salpeterzuur en zijn bestand tegen de effecten ervan.

Een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur wordt melange genoemd.

Salpeterzuur wordt veel gebruikt om nitroverbindingen te verkrijgen.

Een mengsel van drie volumes zoutzuur en één volume salpeterzuur wordt aqua regia genoemd. Royal wodka lost de meeste metalen op, inclusief goud en platina. Zijn sterke oxiderende eigenschappen zijn te danken aan het resulterende atomaire chloor en nitrosylchloride:

nitraten

Salpeterzuur is een sterk zuur. De zouten - nitraten - worden verkregen door de inwerking van HNO 3 op metalen, oxiden, hydroxiden of carbonaten. Alle nitraten zijn zeer goed oplosbaar in water. Het nitraation hydrolyseert niet in water.

Zouten van salpeterzuur ontleden onomkeerbaar bij verhitting, en de samenstelling van de ontledingsproducten wordt bepaald door het kation:

a) nitraten van metalen in de reeks spanningen links van magnesium:

b) nitraten van metalen die zich in een reeks spanningen tussen magnesium en koper bevinden:

c) nitraten van metalen die zich in een reeks spanningen rechts van kwik bevinden:

d) ammoniumnitraat:

Nitraten in waterige oplossingen vertonen praktisch geen oxiderende eigenschappen, maar hoge temperatuur in de vaste toestand zijn sterke oxidatiemiddelen, bijvoorbeeld wanneer vaste stoffen worden versmolten:

Zink en aluminium in een alkalische oplossing reduceren nitraten tot NH 3:

Zouten van salpeterzuur - nitraten - worden veel gebruikt als meststof. Bovendien zijn bijna alle nitraten zeer goed oplosbaar in water, dus er zijn er extreem weinig in de vorm van mineralen in de natuur; de uitzonderingen zijn Chileens (natrium)nitraat en Indiaas nitraat (kaliumnitraat). De meeste nitraten worden kunstmatig verkregen.

Glas, fluoroplast-4 reageert niet met salpeterzuur.

Het is experimenteel bewezen dat in een salpeterzuurmolecuul tussen twee zuurstofatomen en een stikstofatoom, twee chemische bindingen precies hetzelfde zijn - anderhalve binding. De oxidatietoestand van stikstof is +5, en de valentie is IV.

Fysieke eigenschappen

Salpeterzuur HNO 3 in zijn pure vorm - een kleurloze vloeistof met een scherpe verstikkende geur, onbeperkt oplosbaar in water; t°pl.= -41°C; t ° kook \u003d 82,6 ° C, r \u003d 1,52 g / cm 3. Het wordt in kleine hoeveelheden gevormd tijdens bliksemontladingen en is aanwezig in regenwater.

Onder invloed van licht ontleedt salpeterzuur gedeeltelijk met de afgifte N O 2 en voor cZelfs daarna krijgt het een lichtbruine kleur:

N 2 + O 2 bliksem el. cijfers → 2NO

2NO + O 2 → 2NO 2

4H N O 3 licht → 4 N ongeveer 2 (bruin gas)+ 2H 2 O + O 2

Salpeterzuur met een hoge concentratie geeft gassen vrij in de lucht, die zich in een gesloten fles in de vorm van bruine dampen (stikstofoxiden) bevinden. Deze gassen zijn zeer giftig, dus pas op dat u ze niet inademt. Salpeterzuur oxideert veel organische stoffen. Papier en textiel worden vernietigd door de oxidatie van de stoffen waaruit deze materialen bestaan. Geconcentreerd salpeterzuur veroorzaakt ernstige brandwonden bij langdurig contact en geelverkleuring van de huid gedurende meerdere dagen bij kort contact. Geelverkleuring van de huid duidt op de vernietiging van het eiwit en het vrijkomen van zwavel (een kwalitatieve reactie op geconcentreerd salpeterzuur is een gele kleur vanwege het vrijkomen van elementaire zwavel wanneer het zuur inwerkt op het eiwit - een xantoproteïnereactie). Dat wil zeggen, het is een huidverbranding. Draag rubberen handschoenen bij het hanteren van geconcentreerd salpeterzuur om brandwonden te voorkomen.

Ontvangst

1. Laboratoriummethode:

KNO 3 + H 2 SO 4 (conc) → KHSO 4 + HNO 3 (wanneer verwarmd)

2. Industriële manier:

Het wordt uitgevoerd in drie fasen:

a) Oxidatie van ammoniak op een platinakatalysator tot NO

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (Voorwaarden: katalysator - Pt, t = 500˚С)

b) Oxidatie van NO met luchtzuurstof tot NO 2

2NO + O 2 → 2NO 2

c) Absorptie van NO 2 door water in aanwezigheid van overtollig zuurstof

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O ↔ 4HNO 3

of 3 NO 2 + H 2 O ↔ 2 HNO 3 + NO (zonder overtollige zuurstof)

Simulator "Het verkrijgen van salpeterzuur"

Sollicitatie

• bij de productie van minerale meststoffen;
• in de militaire industrie;
• in fotografie - verzuring van sommige kleuroplossingen;
• in ezelgrafiek - voor het etsen van drukvormen (etsborden, zinkografische drukvormen en magnesiumclichés).
• bij de productie van explosieven en giftige stoffen

Vragen om te controleren:

Nr. 1. De oxidatietoestand van het stikstofatoom in het salpeterzuurmolecuul

a. +4

b. +3

c. +5

d. +2

nr. 2. Het stikstofatoom in het salpeterzuurmolecuul heeft een valentie gelijk aan -

a. II

b. V

c. IV

d. III

Nummer 3. Wat zijn de fysische eigenschappen van zuiver salpeterzuur?

a. geen kleur

b. heeft geen geur

c. heeft een sterk irriterende geur

d. rokende vloeistof

e. geel geverfd

Nummer 4. Breng een overeenkomst tot stand tussen de uitgangsstoffen en de reactieproducten:

a) NH3 + O2	1) GEEN 2
b) KNO 3 + H 2 SO 4	2) GEEN 2 + O 2 + H 2 O
c) HNO3	3) GEEN + H 2 O
d) GEEN + O2	4) KHSO 4 + HNO 3

Nummer 5. Schik de coëfficiënten met behulp van de elektronenbalansmethode, toon de overgang van elektronen, geef de oxidatieprocessen aan (reductie; oxidatiemiddel (reductiemiddel):

NEE 2 + O 2 + H 2 O HNO 3

Het toepassingsgebied van salpeterzuur is zeer breed. Zo'n stof wordt gemaakt in gespecialiseerde chemische fabrieken.

De productie is zeer uitgebreid en tegenwoordig kun je zo'n oplossing in zeer grote hoeveelheden kopen. Salpeterzuur wordt alleen in bulk verkocht door gecertificeerde fabrikanten.

fysieke eigenschappen

Salpeterzuur is een vloeistof met een specifieke scherpe geur. De dichtheid is 1,52 g / cm3 en het kookpunt is 84 graden. Het proces van kristallisatie van een stof vindt plaats bij -41 graden Celsius, die vervolgens verandert in een stof witte kleur.

Salpeterzuur is perfect oplosbaar in water en in de praktijk kan een oplossing van elke concentratie worden verkregen. De meest voorkomende is de 70%-verhouding van de stof. Deze concentratie komt het meest voor en wordt overal toegepast.

Een sterk verzadigd zuur is in staat om giftige verbindingen (stikstofoxiden) aan de lucht af te geven. Ze zijn zeer schadelijk en alle voorzorgsmaatregelen moeten in acht worden genomen bij het hanteren ervan.

Een geconcentreerde oplossing van deze stof is een sterk oxidatiemiddel en kan met veel organische verbindingen reageren. Dus bij langdurige blootstelling aan de huid veroorzaakt het brandwonden, die worden gevormd tijdens de vernietiging van eiwitweefsels.

Salpeterzuur ontleedt gemakkelijk bij blootstelling aan hitte en licht in stikstofmonoxide, water en zuurstof. Zoals eerder vermeld, zijn de producten van dergelijk verval erg giftig.

Ze is erg agressief en raakt in chemische reacties met de meeste metalen, met uitzondering van goud, platina en andere soortgelijke stoffen. Deze functie gebruikt om goud te scheiden van andere materialen zoals zilver.

Bij blootstelling aan metalen vormt het:

• nitraten;
• gehydrateerde oxiden (de vorming van een van de twee soorten stoffen hangt af van het specifieke metaal).

Salpeterzuur is een zeer sterk oxidatiemiddel en daarom wordt deze eigenschap gebruikt in industriële processen. In de meeste gevallen wordt het gebruikt als een waterige oplossing van verschillende concentraties.

Salpeterzuur speelt een belangrijke rol bij de productie stikstofmeststoffen, en wordt ook gebruikt om verschillende ertsen en concentraten op te lossen. Ook opgenomen in het proces van het verkrijgen van zwavelzuur.

Het is een belangrijk bestanddeel van "aqua regia", een stof die goud kan oplossen.

Synthese van salpeterzuur, zie de video:

Ongeacht de concentratie is het oxidatiemiddel in salpeterzuur NO nitraties die stikstof bevatten in de +5 oxidatietoestand. Daarom komt er geen waterstof vrij wanneer metalen een interactie aangaan met salpeterzuur. Salpeterzuur oxideert alle behalve de meest inactieve (edel)metalen. Hierbij worden reductieproducten van zout, water en stikstof (+5) gevormd: NH−3 4 NO 3, N 2, N 2 O, NO, HNO 2, NO 2. Er komt geen vrije ammoniak vrij, omdat het in wisselwerking staat met salpeterzuur en ammoniumnitraat vormt:

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NEE 3

Wanneer metalen een interactie aangaan met geconcentreerd salpeterzuur (30-60% HNO 3), is het HNO 3-reductieproduct overwegend stikstofmonoxide (IV), ongeacht de aard van het metaal, bijvoorbeeld:

Mg + 4HNO 3 (geconc.) \u003d Mg (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Zn + 4HNO 3 (geconc.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Hg + 4HNO 3 (geconc.) \u003d Hg (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Metalen met variabele valentie worden bij interactie met geconcentreerd salpeterzuur geoxideerd tot de hoogste graad oxidatie. In dit geval vormen die metalen die zijn geoxideerd tot een oxidatietoestand van +4 en hoger zuren of oxiden. Bijvoorbeeld:

Sn + 4HNO 3 (geconc.) = H 2 SnO 3 + 4NO 2 + H 2 O

2Sb + 10HNO 3 (geconc.) = Sb 2 O 5 + 10NO 2 + 5H 2 O

Mo + 6HNO 3 (geconc.) = H 2 MoO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

Aluminium, chroom, ijzer, nikkel, kobalt, titanium en enkele andere metalen worden gepassiveerd in geconcentreerd salpeterzuur. Na behandeling met salpeterzuur gaan deze metalen geen interactie aan met andere zuren.

In de interactie van metalen met verdund salpeterzuur hangt het product van de reductie af van: reducerende eigenschappen metaal: hoe actiever het metaal, hoe meer salpeterzuur wordt verminderd.

Actieve metalen reduceren verdund salpeterzuur tot het maximum, d.w.z. zout, water en NH 4 NO 3 worden gevormd, bijvoorbeeld:

8K + 10HNO 3 (razb.) \u003d 8KNO 3 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

Metalen met gemiddelde activiteit vormen bij interactie met verdund salpeterzuur zout, water en stikstof of N 2 O. Hoe meer het metaal in dit interval (hoe dichter bij aluminium), hoe waarschijnlijker de vorming van stikstof, bijvoorbeeld:

5Mn + 12HNO 3 (diff.) \u003d 5Mn (NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O

4Cd + 10HNO 3 (diff.) \u003d 4Cd (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

Inactieve metalen vormen bij interactie met verdund salpeterzuur zout, water en stikstofmonoxide (II), bijvoorbeeld:

3Cu + 8HNO 3 (razb.) \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Maar de reactievergelijkingen in deze voorbeelden zijn voorwaardelijk, aangezien in werkelijkheid een mengsel van stikstofverbindingen wordt verkregen, en hoe hoger de metaalactiviteit en hoe lager de zuurconcentratie, hoe lager de stikstofoxidatie in het product, dat meer dan anderen.

6. Interactie van metalen met "royal wodka"

"Aqua regia" is een mengsel van geconcentreerd salpeterzuur en zoutzuur. Het wordt gebruikt om goud, platina en andere edele metalen te oxideren en op te lossen.

Zoutzuur in aqua regia wordt besteed aan de vorming van een complexe verbinding van het geoxideerde metaal. Een vergelijking van halfreacties 29 en 30 met halfreacties 31-32 (Tabel 1) laat zien dat de vorming van complexe verbindingen van goud en platina de redoxpotentiaal vermindert, wat hun oxidatie met salpeterzuur mogelijk maakt. De vergelijkingen voor de reacties van goud en platina met "aqua regia" zijn als volgt geschreven:

Au + HNO 3 + 4HCl \u003d H + NO + 2H 2 O

3Pt + 4HNO 3 + 18HCl = 3H 2 + 4NO + 8H 2 O

Drie metalen hebben geen interactie met "koninklijke wodka": wolfraam, niobium en tantaal. Ze worden geoxideerd met een mengsel van geconcentreerd salpeterzuur en fluorwaterstofzuur, omdat fluorwaterstofzuur sterkere complexe verbindingen vormt dan zoutzuur. De reactievergelijkingen zijn als volgt:

W + 2HNO 3 + 8HF = H 2 + 2NO + 4H 2 O

3Nb + 5HNO 3 + 21HF = 3H 2 + 5NO + 10H 2 O

3Ta + 5HNO 3 + 24HF = 3H 3 + 5NO + 10H 2 O

In bepaalde leermiddelen er is een andere verklaring voor de interactie van edele metalen met "koninklijke wodka". Er wordt aangenomen dat in dit mengsel tussen HNO 3 en HCl een door edele metalen gekatalyseerde reactie optreedt, waarbij salpeterzuur zoutzuur oxideert volgens de vergelijking:

HNO 3 + 3HCl \u003d NOCl + 2H 2 O

Nitrosylchloride NOCl is kwetsbaar en ontleedt volgens de vergelijking:

NOCl = NO + Cl (atomair)

Het metaaloxiderende middel is dus atomair (d.w.z. zeer actief) chloor op het moment van afgifte. Daarom zijn de producten van de interactie van koningswater met metalen zout (chloride), water en stikstofmonoxide (II):

Au + HNO 3 + 3HCl = AuCl 3 + NO + 2H 2 O

3Pt + 4HNO 3 + 12HCl = 3PtCl 4 + 4NO + 8H 2 O,

en complexe verbindingen worden gevormd in de volgende reacties:

HC1 + AuCl3 = H; 2HCl + PtCl 4 \u003d H 2

Bijzondere eigenschappen salpeterzuur en geconcentreerd zwavelzuur.

Salpeterzuur- HNO3, een zuurstofhoudend monobasisch sterk zuur. Vast salpeterzuur vormt twee kristallijne modificaties met monokliene en ruitvormige roosters. Salpeterzuur is in elke verhouding mengbaar met water. In waterige oplossingen dissocieert het bijna volledig in ionen. Het vormt een azeotroop mengsel met water met een concentratie van 68,4% en een kookpunt van 120 °C bij 1 atm. Er zijn twee vaste hydraten bekend: monohydraat (HNO3 H2O) en trihydraat (HNO3 3H2O).
Hooggeconcentreerd HNO3 is meestal bruin van kleur vanwege het afbraakproces dat plaatsvindt in het licht:

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

Bij verhitting ontleedt salpeterzuur volgens dezelfde reactie. Salpeterzuur kan alleen onder verminderde druk (zonder ontleding) worden gedestilleerd.

Salpeterzuur is sterk oxidatiemiddel , geconcentreerd salpeterzuur oxideert zwavel tot zwavelzuur en fosfor tot fosforzuur, sommige organische verbindingen (bijvoorbeeld aminen en hydrazine, terpentijn) ontbranden spontaan bij contact met geconcentreerd salpeterzuur.

De oxidatiegraad van stikstof in salpeterzuur is 4-5. HNO werkt als een oxidatiemiddel en kan worden teruggebracht tot verschillende producten:

Welke van deze stoffen wordt gevormd, dat wil zeggen hoe diep salpeterzuur in een of ander geval wordt gereduceerd, hangt af van de aard van het reductiemiddel en van de reactieomstandigheden, voornamelijk van de concentratie van het zuur. Hoe hoger de HNO-concentratie, hoe minder diep deze wordt gereduceerd. Bij het reageren met geconcentreerd zuur valt het vaakst op.

In de interactie van verdund salpeterzuur met laagactieve metalen bij bijvoorbeeld koper komt NO vrij. Bij meer actieve metalen - ijzer, zink - wordt gevormd.

Sterk verdund salpeterzuur reageert met actieve metalen-zink, magnesium, aluminium - met vorming van een ammoniumion, waardoor ammoniumnitraat met zuur ontstaat. Meestal worden meerdere producten tegelijkertijd gevormd.

Goud, sommige metalen van de platinagroep en tantaal zijn in het hele concentratiebereik inert voor salpeterzuur, de rest van de metalen reageren ermee, het verloop van de reactie wordt bepaald door de concentratie ervan. Geconcentreerd salpeterzuur reageert dus met koper om stikstofdioxide te vormen en verdunt salpeterzuur - stikstofmonoxide (II):

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

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

meeste metaal c reageren met salpeterzuur met het vrijkomen van stikstofoxiden in verschillende oxidatietoestanden of mengsels daarvan, verdund salpeterzuur kan bij reactie met actieve metalen reageren met het vrijkomen van waterstof en de reductie van het nitraation tot ammoniak.

Sommige metalen (ijzer, chroom, aluminium) die reageren met verdund salpeterzuur worden gepassiveerd door geconcentreerd salpeterzuur en zijn bestand tegen de effecten ervan.

Een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur wordt melange genoemd. Salpeterzuur wordt veel gebruikt om nitroverbindingen te verkrijgen.

Een mengsel van drie volumes zoutzuur en één volume salpeterzuur wordt aqua regia genoemd. Royal wodka lost de meeste metalen op, inclusief goud. Zijn sterke oxiderende eigenschappen zijn te danken aan het resulterende atomaire chloor en nitrosylchloride:

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

Zwavelzuur- een zware olieachtige vloeistof die geen kleur heeft. Mengbaar met water in elke verhouding.

geconcentreerd zwavelzuurneemt actief water uit de lucht op, neemt het weg van andere stoffen. op hit organisch materiaal in geconcentreerde zwavelzuur hun verkoling vindt bijvoorbeeld plaats op papier:

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

Wanneer geconcentreerd zwavelzuur interageert met suiker, wordt een poreuze steenkoolmassa gevormd, vergelijkbaar met een uitgeharde zwarte spons:

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

Chemische eigenschappen verdund en geconcentreerd zwavelzuur zijn verschillend.

verdunde oplossingen zwavelzuur reageren met metalen gelegen in de elektrochemische reeks van spanningen links van waterstof, met de vorming van sulfaten en het vrijkomen van waterstof.

geconcentreerde oplossingen zwavelzuur vertoont sterke oxiderende eigenschappen vanwege de aanwezigheid van een zwavelatoom in zijn moleculen in de hoogste oxidatietoestand (+6), daarom is geconcentreerd zwavelzuur een sterk oxidatiemiddel. Dit is hoe sommige niet-metalen worden geoxideerd:

S + 2H2SO4 => 3SO2 + 2H2O

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

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

H2S + H2SO4 => S + SO2 + 2H2O

Ze heeft interactie met metalen gelegen in de elektrochemische reeks spanningen van metalen rechts van waterstof (koper, zilver, kwik), met de vorming van sulfaten, water en zwavelreductieproducten. geconcentreerde oplossingen zwavelzuur niet reageren met goud en platina vanwege hun lage activiteit.

a) laagactieve metalen reduceren zwavelzuur tot zwaveldioxide SO2:

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

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

b) met metalen met gemiddelde activiteit zijn reacties mogelijk met het vrijkomen van een van de drie producten van zwavelzuurreductie:

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

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

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

c) zwavel of waterstofsulfide kan vrijkomen bij actieve metalen:

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

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

d) geconcentreerd zwavelzuur heeft geen interactie met aluminium, ijzer, chroom, kobalt, nikkel in de kou (dat wil zeggen, zonder verwarming) - deze metalen worden gepassiveerd. Daarom kan zwavelzuur in ijzeren containers worden vervoerd. Bij verhitting kunnen echter zowel ijzer als aluminium ermee interageren:

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

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

DAN. de diepte van zwavelreductie hangt af van de reducerende eigenschappen van metalen. Actieve metalen (natrium, kalium, lithium) reduceren zwavelzuur tot waterstofsulfide, metalen in het spanningsbereik van aluminium tot ijzer tot vrije zwavel, en metalen met minder activiteit tot zwaveldioxide.

Zuren krijgen.

1. Anoxische zuren worden verkregen door de synthese van waterstofverbindingen van niet-metalen uit eenvoudige stoffen en de daaropvolgende oplossing van de resulterende producten in water

Niet-metaal + H 2 \u003d Waterstofverbinding van een niet-metaal

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl

2. Oxozuren worden verkregen door de interactie van zuuroxiden met water.

zuur oxide+ H 2 O = Oxozuur

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

3. De meeste zuren kunnen worden verkregen door zouten met zuren te laten reageren.

Zout + Zuur = Zout + Zuur

2NaCl + H 2 SO 4 \u003d 2HCl + Na 2 SO 4

Basen zijn complexe stoffen waarvan de moleculen bestaan ​​uit een metaalatoom en een of meer hydroxidegroepen.

Basen zijn elektrolyten die dissociëren om metaalkationen en hydroxide-anionen te vormen.

Bijvoorbeeld:
KOH \u003d K +1 + OH -1

6. Classificatie van basen:

1. Volgens het aantal hydroxylgroepen in het molecuul:

a) Eenzuur, waarvan de moleculen één hydroxidegroep bevatten.

b) Dizuur, waarvan de moleculen twee hydroxidegroepen bevatten.

c) Driezuur, waarvan de moleculen drie hydroxidegroepen bevatten.
2. Door oplosbaarheid in water: oplosbaar en onoplosbaar.

7. Fysische eigenschappen van de basen:

Alle anorganische basen zijn vaste stoffen (behalve ammoniumhydroxide). Het terrein heeft andere kleur: kaliumhydroxide-wit, koperhydroxide-blauw, ijzerhydroxide-rood-bruin.

Oplosbaar gronden oplossingen vormen die zeepachtig aanvoelen, waardoor deze stoffen worden genoemd alkali.

Alkaliën vormen slechts 10 elementen van het periodiek systeem chemische elementen D. I. Mendelejev: 6 alkalimetalen - lithium, natrium, kalium, rubidium, cesium, francium en 4 aardalkalimetalen - calcium, strontium, barium, radium.

8. Chemische eigenschappen van basen:

1. Waterige oplossingen van alkaliën veranderen de kleur van de indicatoren. fenolftaleïne - framboos, methyloranje - geel. Dit wordt verzekerd door de vrije aanwezigheid van hydroxogroepen in oplossing. Daarom geven slecht oplosbare basen zo'n reactie niet.

2. interageren :

a) met zuren: Base + Zuur = Zout + H 2 O

KOH + HCl \u003d KCl + H 2 O

b) c zure oxiden: Alkali + Zuuroxide \u003d Zout + H 2 O

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

c) met oplossingen: Alkali-oplossing + Zoutoplossing = Nieuwe base + Nieuw zout

2NaOH + CuSO 4 \u003d Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4

d) met amfotere metalen: Zn + 2NaOH \u003d Na 2 ZnO 2 + H 2

Amfotere hydroxiden:

a) Reageer met zuren om zout en water te vormen:

Koper(II)hydroxide + 2HBr = CuBr2 + water.

b). Reageren met alkaliën: resultaat - zout en water (conditie: fusie):

Zn(OH)2 + 2CsOH = zout + 2H2O.

in). Ze reageren met sterke hydroxiden: het resultaat is zouten, als de reactie plaatsvindt in een waterige oplossing: Cr (OH) 3 + 3RbOH \u003d Rb3

In water onoplosbare basen vallen bij verhitting uiteen in een basisch oxide en water:

Onoplosbare base = basisch oxide + H 2 O

Cu(OH) 2 \u003d CuO + H 2 O

zout - dit zijn producten van onvolledige vervanging van waterstofatomen in zuurmoleculen door metaalatomen of dit zijn producten van vervanging van hydroxidegroepen in basemoleculen door zuurresten .

zout- Dit zijn elektrolyten die dissociëren om kationen van een metaalelement en anionen van een zuurresidu te vormen.

Bijvoorbeeld:

K 2 CO 3 \u003d 2K +1 + CO 3 2-

Classificatie:

normale zouten. Dit zijn producten van volledige vervanging van waterstofatomen in een zuurmolecuul door niet-metaalatomen, of producten van volledige vervanging van hydroxidegroepen in een basismolecuul door zure resten.

zure zouten. Dit zijn producten van onvolledige vervanging van waterstofatomen in moleculen van meerbasische zuren door metaalatomen.

Basiszouten. Dit zijn producten van onvolledige vervanging van hydroxidegroepen in de moleculen van polyzuurbasen door zure resten.

Zout soorten:

dubbele zouten- in hun samenstelling zijn er twee verschillende kationen, ze worden verkregen door kristallisatie uit gemengde oplossing zouten met verschillende kationen maar dezelfde anionen.

gemengde zouten- in hun samenstelling zijn er twee verschillende anionen.

Hydraterende zouten(kristalhydraten) - ze bevatten moleculen van kristallisatiewater.

Complexe zouten- ze bevatten een complex kation of complex anion.

Zouten van organische zuren vormen een speciale groep., waarvan de eigenschappen aanzienlijk verschillen van die minerale zouten. Sommigen van hen kunnen worden toegeschreven aan een speciale klasse van organische zouten, de zogenaamde ionische vloeistoffen of met andere woorden "vloeibare zouten", organische zouten met een smeltpunt onder 100 ° C.

Fysieke eigenschappen:

De meeste zouten zijn witte vaste stoffen. Sommige zouten zijn gekleurd. Bijvoorbeeld kaliumdichromaat oranje, nikkelsulfaat groen.

Door oplosbaarheid in water zouten zijn onderverdeeld in oplosbaar in water, matig oplosbaar in water en onoplosbaar.

Chemische eigenschappen:

Oplosbare zouten in waterige oplossingen dissociëren in ionen:

1. Middelgrote zouten dissociëren in metaalkationen en anionen van zuurresten:

Zure zouten dissociëren in metaalkationen en complexe anionen:

KHSO 3 = K + HSO 3

Basismetalen dissociëren in complexe kationen en anionen van zure resten:

AlOH(CH 3 COO) 2 \u003d AlOH + 2CH 3 COO

2. Zouten interageren met metalen om een ​​nieuw zout en een nieuw metaal te vormen: Me(1) + Salt(1) = Me(2) + Salt(2)

CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu

3. Oplossingen interageren met alkaliën Zoutoplossing + Alkali-oplossing = Nieuw zout + Nieuwe base:

FeCl 3 + 3KOH \u003d Fe (OH) 3 + 3KCl

4. Zouten interageren met zuren Zout + zuur = zout + zuur:

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl

5. Zouten kunnen met elkaar interageren Zout(1) + Zout(2) = Zout(3) + Zout(4):

AgNO 3 + KCl = AgCl + KNO 3

6. Basische zouten interageren met zuren Basisch zout + zuur \u003d Medium zout + H 2 O:

CuOHCl + HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O

7. Zure zouten interageren met alkaliën Zuur zout + Alkali \u003d Medium zout + H 2 O:

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

8. Veel zouten ontleden bij verhitting: MgCO 3 \u003d MgO + CO 2

Vertegenwoordigers van zouten en hun betekenis:

Zouten worden veel gebruikt, zowel bij de productie als in het dagelijks leven:

zout van zoutzuur. Van de chloriden worden natriumchloride en kaliumchloride het meest gebruikt.

Natriumchloride (keukenzout) wordt geïsoleerd uit meer- en zeewater en wordt ook in zoutmijnen gewonnen. Tafelzout wordt gebruikt voor voedsel. In de industrie dient natriumchloride als grondstof voor de productie van chloor, natriumhydroxide en soda.

Kaliumchloride wordt gebruikt in landbouw als kaliummeststof.

Zouten van zwavelzuur. In de bouw en de geneeskunde wordt op grote schaal gebruikt halfwaterig gips verkregen door het roosteren van steen (calciumsulfaatdihydraat). Wanneer het wordt gemengd met water, vormt het snel calciumsulfaatdihydraat, d.w.z. gips.

Natriumsulfaatdecahydraat wordt gebruikt als grondstof voor de productie van soda.

Zouten van salpeterzuur. Nitraten worden het meest gebruikt als meststof in de landbouw. De belangrijkste hiervan zijn natriumnitraat, kaliumnitraat, calciumnitraat en ammoniumnitraat. Meestal worden deze zouten salpeters genoemd.

Van de orthofosfaten is calciumorthofosfaat de belangrijkste. Dit zout is de belangrijkste integraal deel mineralen - fosforieten en apatieten. Fosforieten en apatieten worden gebruikt als grondstof bij de productie van fosfaatmeststoffen, zoals superfosfaat en neerslag.

Zouten van koolzuur. Calciumcarbonaat wordt gebruikt als grondstof voor de kalkproductie.

Natriumcarbonaat (soda) wordt gebruikt bij het maken van glas en zeep.
- Calciumcarbonaat komt van nature voor in de vorm van kalksteen, krijt en marmer.

De materiële wereld waarin we leven en waarvan we een klein onderdeel zijn, is één en tegelijkertijd oneindig divers. Eenheid en diversiteit chemische substanties van deze wereld komt het duidelijkst tot uiting in de genetische verbinding van stoffen, wat tot uiting komt in de zogenaamde genetische reeksen.

genetisch noemde de relatie tussen stoffen van verschillende klassen, op basis van hun onderlinge omzettingen.

Als de basis van de genetische reeks in anorganische scheikunde zijn stoffen gevormd door één chemisch element, dan bestaat de basis van de genetische reeks in de organische chemie (de chemie van koolstofverbindingen) uit stoffen met hetzelfde nummer koolstofatomen in een molecuul.

Kennis controle:

1. Geef een definitie van zouten, basen, zuren, hun kenmerken, de belangrijkste kenmerkende reacties.

2. Waarom combineren zuren en basen zich tot een groep hydroxiden? Wat hebben ze gemeen en hoe verschillen ze? Waarom moet alkali aan een aluminiumzoutoplossing worden toegevoegd en niet andersom?

3. Taak: Geef voorbeelden van reactievergelijkingen die de aangegeven algemene eigenschappen van onoplosbare basen illustreren.

4. Opdracht: Bepaal de oxidatiegraad van de atomen van metallische elementen in bovenstaande formules. Welk patroon kan worden getraceerd tussen hun oxidatietoestand in oxide en base?

HUISWERK:

Werk door: L2.str.162-172, hervertelling van de collegeaantekeningen nr. 5.

Noteer de vergelijkingen van mogelijke reacties volgens de schema's, geef de soorten reacties aan: a) HCl + CaO ...;
b) HC1 + Al(OH)3...;
c) Mg + HC1 ...;
d) Hg + HCl ... .

Verdeel stoffen in klassen van verbindingen. Stoffenformules: 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, GEEN 2

Lezing nummer 6.

Thema: Metalen. De positie van de metalen elementen in het periodiek systeem. Metalen vinden in de natuur. metalen. Interactie van metalen met niet-metalen (chloor, zwavel en zuurstof).

Apparatuur Trefwoorden: periodiek systeem van chemische elementen, verzameling metalen, activiteitenreeksen van metalen.

Onderwerp studieplan

(lijst met te bestuderen vragen):

1. De positie van de elementen - metalen in het periodiek systeem, de structuur van hun atomen.

2. Metalen zoals eenvoudige stoffen. metalen verbinding, metalen kristalroosters.

3. Algemene fysische eigenschappen van metalen.

4. De prevalentie van metallische elementen en hun verbindingen in de natuur.

5. Chemische eigenschappen van metalen elementen.

6. Het concept van corrosie.