Το τριοξείδιο του θείου είναι συνήθως ένα άχρωμο υγρό. Μπορεί επίσης να υπάρχει ως πάγος, ινώδεις κρύσταλλοι ή αέριο. Όταν το τριοξείδιο του θείου εκτίθεται στον αέρα, αρχίζει να απελευθερώνεται λευκός καπνός. Είναι αναπόσπαστο στοιχείο μιας τέτοιας δραστικής ουσίας όπως το συμπυκνωμένο θειικό οξύ. Είναι ένα διαυγές, άχρωμο, λιπαρό και εξαιρετικά διαβρωτικό υγρό. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή λιπασμάτων, εκρηκτικών, άλλων οξέων, στη βιομηχανία πετρελαίου και μπαταριών μολύβδου-οξέος στα αυτοκίνητα.
Συμπυκνωμένο θειικό οξύ: ιδιότητες
Το θειικό οξύ διαλύεται καλά στο νερό, είναι διαβρωτικό για μέταλλα και υφάσματα και απανθρακώνει το ξύλο και τις περισσότερες άλλες οργανικές ουσίες κατά την επαφή. Η μακροχρόνια έκθεση σε χαμηλές συγκεντρώσεις ή η βραχυπρόθεσμη έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να οδηγήσει σε δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία από την εισπνοή.
Το συμπυκνωμένο θειικό οξύ χρησιμοποιείται για την παραγωγή λιπασμάτων και άλλων χημικών ουσιών, στη διύλιση πετρελαίου, στην κατασκευή σιδήρου και χάλυβα και για πολλούς άλλους σκοπούς. Επειδή έχει αρκετά υψηλό σημείο βρασμού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να απελευθερώσει περισσότερα πτητικά οξέα από τα άλατά τους. Το πυκνό θειικό οξύ έχει ισχυρή υγροσκοπική ιδιότητα. Μερικές φορές χρησιμοποιείται ως ξηραντικός παράγοντας για την αφυδάτωση (αφαίρεση του νερού με χημικά μέσα) πολλών ενώσεων, όπως οι υδατάνθρακες.
Αντιδράσεις θειικού οξέος
Το συμπυκνωμένο θειικό οξύ αντιδρά με ασυνήθιστο τρόπο στη ζάχαρη, αφήνοντας πίσω του μια εύθραυστη σπογγώδη μαύρη μάζα άνθρακα. Παρόμοια αντίδραση παρατηρείται όταν εκτίθεται σε δέρμα, κυτταρίνη και άλλες φυτικές και ζωικές ίνες. Όταν το συμπυκνωμένο οξύ αναμιγνύεται με νερό, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα θερμότητας, αρκετή για να βράσει αμέσως. Για αραίωση, θα πρέπει να προστεθεί αργά σε κρύο νερό με συνεχή ανάδευση για να περιοριστεί η συσσώρευση θερμότητας. Το θειικό οξύ αντιδρά με το υγρό, σχηματίζοντας υδρίτες με έντονες ιδιότητες.
φυσικά χαρακτηριστικά
Ένα άχρωμο και άοσμο υγρό σε αραιό διάλυμα έχει ξινή γεύση. Το θειικό οξύ είναι εξαιρετικά επιθετικό όταν εκτίθεται στο δέρμα και σε όλους τους ιστούς του σώματος, προκαλώντας σοβαρά εγκαύματα σε άμεση επαφή. Στην καθαρή του μορφή, το H 2 SO4 δεν είναι αγωγός του ηλεκτρισμού, αλλά η κατάσταση αλλάζει προς την αντίθετη κατεύθυνση με την προσθήκη νερού.
Μερικές ιδιότητες είναι ότι το μοριακό βάρος είναι 98,08. Το σημείο βρασμού είναι 327 βαθμοί Κελσίου, το σημείο τήξης είναι -2 βαθμοί Κελσίου. Το θειικό οξύ είναι ένα ισχυρό ανόργανο οξύ και ένα από τα κύρια προϊόντα της χημικής βιομηχανίας λόγω της ευρείας εμπορικής χρήσης του. Σχηματίζεται φυσικά από την οξείδωση θειούχων υλικών όπως ο θειούχος σίδηρος.
Οι χημικές ιδιότητες του θειικού οξέος (H 2 SO4) εκδηλώνονται σε διάφορες χημικές αντιδράσεις:
- Όταν αλληλεπιδρούν με αλκάλια, σχηματίζονται δύο σειρές αλάτων, συμπεριλαμβανομένων των θειικών.
- Αντιδρά με ανθρακικά και διττανθρακικά άλατα σχηματίζοντας άλατα και διοξείδιο του άνθρακα (CO 2).
- Επηρεάζει διαφορετικά τα μέταλλα, ανάλογα με τη θερμοκρασία και τον βαθμό αραίωσης. Το κρύο και το αραιό αποδίδουν υδρογόνο, το ζεστό και το συμπυκνωμένο παράγουν εκπομπές SO 2.
- Όταν βράζει, ένα διάλυμα H 2 SO 4 (πυκνό θειικό οξύ) αποσυντίθεται σε τριοξείδιο του θείου (SO 3) και νερό (H 2 O). Οι χημικές ιδιότητες περιλαμβάνουν επίσης το ρόλο ενός ισχυρού οξειδωτικού παράγοντα.
κίνδυνος πυρκαγιάς
Το θειικό οξύ είναι εξαιρετικά αντιδραστικό στην ανάφλεξη των λεπτών εύφλεκτων υλικών κατά την επαφή. Όταν θερμαίνεται, αρχίζουν να απελευθερώνονται πολύ τοξικά αέρια. Είναι εκρηκτικό και ασυμβίβαστο με τεράστιο αριθμό ουσιών. Σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, μπορεί να συμβούν αρκετά επιθετικές χημικές αλλαγές και παραμορφώσεις. Μπορεί να αντιδράσει βίαια με νερό και άλλα υγρά, προκαλώντας πιτσίλισμα.
κίνδυνος υγείας
Το θειικό οξύ διαβρώνει όλους τους ιστούς του σώματος. Η εισπνοή ατμών μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στους πνεύμονες. Η βλάβη στη βλεννογόνο μεμβράνη των ματιών μπορεί να οδηγήσει σε πλήρη απώλεια της όρασης. Η επαφή με το δέρμα μπορεί να προκαλέσει σοβαρή νέκρωση. Ακόμη και μερικές σταγόνες μπορεί να είναι θανατηφόρες εάν το οξύ αποκτήσει πρόσβαση στην τραχεία. Η χρόνια έκθεση μπορεί να προκαλέσει τραχειοβρογχίτιδα, στοματίτιδα, επιπεφυκίτιδα, γαστρίτιδα. Μπορεί να εμφανιστούν γαστρικές διατρήσεις και περιτονίτιδα, που συνοδεύονται από κυκλοφορική κατάρρευση. Το θειικό οξύ είναι μια ιδιαίτερα καυστική ουσία που πρέπει να αντιμετωπίζεται με εξαιρετική προσοχή. Τα σημεία και τα συμπτώματα κατά την έκθεση μπορεί να είναι σοβαρά και περιλαμβάνουν σάλια, έντονη δίψα, δυσκολία στην κατάποση, πόνο, σοκ και εγκαύματα. Ο εμετός έχει συνήθως το χρώμα του αλεσμένου καφέ. Η οξεία έκθεση με εισπνοή μπορεί να οδηγήσει σε φτέρνισμα, βραχνάδα, πνιγμό, λαρυγγίτιδα, δύσπνοια, ερεθισμό του αναπνευστικού συστήματος και πόνο στο στήθος. Μπορεί επίσης να εμφανιστεί αιμορραγία από τη μύτη και τα ούλα, πνευμονικό οίδημα, χρόνια βρογχίτιδα και πνευμονία. Η έκθεση στο δέρμα μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά επώδυνα εγκαύματα και δερματίτιδα.
Πρώτες βοήθειες
- Μεταφέρετε τα θύματα στον καθαρό αέρα. Το προσωπικό έκτακτης ανάγκης θα πρέπει να αποφεύγει την έκθεση σε θειικό οξύ ενώ το κάνει.
- Αξιολογήστε τα ζωτικά σημεία, συμπεριλαμβανομένων των σφυγμών και του αναπνευστικού ρυθμού. Εάν δεν ανιχνευτεί παλμός, εκτελέστε ανάνηψη, ανάλογα με τους πρόσθετους τραυματισμούς που λάβατε. Εάν η αναπνοή είναι παρούσα και δύσκολη, παρέχετε αναπνευστική υποστήριξη.
- Αφαιρέστε τα λερωμένα ρούχα το συντομότερο δυνατό.
- Σε περίπτωση επαφής με τα μάτια ξεπλύνετε με χλιαρό νερό για τουλάχιστον 15 λεπτά, για το δέρμα πλύνετέ τα με σαπούνι και νερό.
- Όταν εισπνέετε τοξικές αναθυμιάσεις, ξεπλύνετε το στόμα σας με άφθονο νερό, ποτό και απαγορεύεται ο αυτοπροκαλούμενος εμετός.
- Παραδώστε τον τραυματία σε ιατρική μονάδα.
Το οξύ με μέταλλο είναι ειδικό για αυτές τις κατηγορίες ενώσεων. Στην πορεία του, το πρωτόνιο υδρογόνου αποκαθίσταται και, σε συνδυασμό με το όξινο ανιόν, αντικαθίσταται από ένα μεταλλικό κατιόν. Αυτό είναι ένα παράδειγμα αντίδρασης σχηματισμού άλατος, αν και υπάρχουν αρκετοί τύποι αλληλεπιδράσεων που δεν ακολουθούν αυτήν την αρχή. Προχωρούν ως οξειδοαναγωγή και δεν συνοδεύονται από έκλυση υδρογόνου.
Αρχές αντιδράσεων οξέων με μέταλλα
Όλες οι αντιδράσεις με μέταλλο οδηγούν στο σχηματισμό αλάτων. Η μόνη εξαίρεση είναι, ίσως, η αντίδραση ενός ευγενούς μετάλλου με aqua regia, ένα μείγμα υδροχλωρικού οξέος και οποιαδήποτε άλλη αλληλεπίδραση οξέων με μέταλλα οδηγεί στον σχηματισμό ενός άλατος. Εάν το οξύ δεν είναι ούτε συμπυκνωμένο θειικό ούτε νιτρικό, τότε το μοριακό υδρογόνο διασπάται ως προϊόν.
Αλλά όταν το συμπυκνωμένο θειικό οξύ αντιδρά, η αλληλεπίδραση με τα μέταλλα προχωρά σύμφωνα με την αρχή μιας διεργασίας οξειδοαναγωγής. Επομένως, δύο τύποι αλληλεπιδράσεων τυπικών μετάλλων και ισχυρών ανόργανων οξέων διακρίθηκαν πειραματικά:
- αλληλεπίδραση μετάλλων με αραιά οξέα.
- αλληλεπίδραση με πυκνό οξύ.
Οι αντιδράσεις του πρώτου τύπου προχωρούν με οποιοδήποτε οξύ. Η μόνη εξαίρεση είναι το συμπυκνωμένο και το νιτρικό οξύ οποιασδήποτε συγκέντρωσης. Αντιδρούν σύμφωνα με τον δεύτερο τύπο και οδηγούν στο σχηματισμό αλάτων και προϊόντων αναγωγής θείου και αζώτου.
Τυπικές αλληλεπιδράσεις οξέων με μέταλλα
Τα μέταλλα που βρίσκονται στα αριστερά του υδρογόνου στην τυπική ηλεκτροχημική σειρά αντιδρούν με άλλα οξέα διαφόρων συγκεντρώσεων, με εξαίρεση το νιτρικό οξύ, σχηματίζοντας ένα άλας και απελευθερώνοντας μοριακό υδρογόνο. Μέταλλα που βρίσκονται στα δεξιά του υδρογόνου στη σειρά ηλεκτραρνητικότητας δεν μπορούν να αντιδράσουν με τα παραπάνω οξέα και αλληλεπιδρούν μόνο με το νιτρικό οξύ, ανεξάρτητα από τη συγκέντρωσή του, με το πυκνό θειικό οξύ και με το aqua regia. Αυτή είναι μια τυπική αλληλεπίδραση οξέων με μέταλλα.
Αντιδράσεις μετάλλων με πυκνό θειικό οξύ
Αντιδράσεις με αραιό νιτρικό οξύ
Το αραιό νιτρικό οξύ αντιδρά με μέταλλα αριστερά και δεξιά του υδρογόνου. Κατά την αντίδραση με ενεργά μέταλλα, σχηματίζεται αμμωνία, η οποία διαλύεται αμέσως και αλληλεπιδρά με το νιτρικό ανιόν, σχηματίζοντας ένα άλλο άλας. Με μέταλλα μέσης δραστικότητας, το οξύ αντιδρά με την απελευθέρωση μοριακού αζώτου. Με ανενεργό, η αντίδραση προχωρά με την απελευθέρωση δινιτρικού οξειδίου. Τις περισσότερες φορές, πολλά προϊόντα αναγωγής θείου σχηματίζονται σε μία αντίδραση. Παραδείγματα αντιδράσεων προτείνονται στο γραφικό παράρτημα παρακάτω.
Αντιδράσεις με πυκνό νιτρικό οξύ
Σε αυτή την περίπτωση, το άζωτο δρα και ως οξειδωτικός παράγοντας. Όλες οι αντιδράσεις τελειώνουν με σχηματισμό άλατος και απομόνωση.Σχήματα της πορείας των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής προτείνονται στη γραφική εφαρμογή. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίδραση με ανενεργά στοιχεία αξίζει ιδιαίτερης προσοχής. Αυτή η αλληλεπίδραση οξέων με μέταλλα δεν είναι ειδική.
Δραστικότητα μετάλλων
Τα μέταλλα αντιδρούν με οξέα αρκετά εύκολα, αν και υπάρχουν αρκετές αδρανείς ουσίες. Πρόκειται για στοιχεία που έχουν υψηλών προδιαγραφών ηλεκτροχημικό δυναμικό. Υπάρχει ένας αριθμός μετάλλων που κατασκευάζονται με βάση αυτόν τον δείκτη. Ονομάζεται σειρά ηλεκτροαρνητικότητας. Εάν το μέταλλο βρίσκεται σε αυτό στα αριστερά του υδρογόνου, τότε είναι σε θέση να αντιδράσει με αραιό οξύ.
Υπάρχει μόνο μία εξαίρεση: ο σίδηρος και το αλουμίνιο, λόγω του σχηματισμού τρισθενών οξειδίων στην επιφάνειά τους, δεν μπορούν να αντιδράσουν με το οξύ χωρίς θέρμανση. Εάν το μείγμα θερμανθεί, τότε αρχικά το φιλμ οξειδίου του μετάλλου εισέρχεται στην αντίδραση και στη συνέχεια διαλύεται στο ίδιο το οξύ. Μέταλλα που βρίσκονται στα δεξιά του υδρογόνου στην ηλεκτροχημική σειρά δραστηριότητας δεν μπορούν να αντιδράσουν με το ανόργανο οξύ, συμπεριλαμβανομένου του αραιού θειικού οξέος. Υπάρχουν δύο εξαιρέσεις στον κανόνα: αυτά τα μέταλλα διαλύονται σε πυκνό και αραιό νιτρικό οξύ και aqua regia. Μόνο το ρόδιο, το ρουθήνιο, το ιρίδιο και το όσμιο δεν μπορούν να διαλυθούν στο τελευταίο.
Φυσικές ιδιότητες του θειικού οξέος:
Βαρύ ελαιώδες υγρό ("βιτριόλη").
πυκνότητα 1,84 g/cm3; μη πτητικό, εξαιρετικά διαλυτό στο νερό - με ισχυρή θέρμανση. t°pl. = 10,3°C, bp \u003d 296 ° C, πολύ υγροσκοπικό, έχει ιδιότητες αφαίρεσης νερού (απανθράκωση χαρτιού, ξύλου, ζάχαρης).
Η θερμότητα της ενυδάτωσης είναι τόσο μεγάλη που το μείγμα μπορεί να βράσει, να πιτσιλίσει και να προκαλέσει εγκαύματα. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να προστεθεί οξύ στο νερό και όχι το αντίστροφο, καθώς όταν προστίθεται νερό σε οξύ, πιο ελαφρύ νερό θα βρίσκεται στην επιφάνεια του οξέος, όπου θα συγκεντρώνεται όλη η θερμότητα που απελευθερώνεται.
Βιομηχανική παραγωγή θειικού οξέος (μέθοδος επαφής):
1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3
3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (ελαίου)
Ο θρυμματισμένος καθαρός υγρός πυρίτης (θειούχος πυρίτης) χύνεται από πάνω στον κλίβανο για ψήσιμο σε " ρευστοποιημένη κλίνη". Από κάτω (αρχή αντιρροής) διοχετεύεται αέρας εμπλουτισμένος με οξυγόνο.
Από τον κλίβανο βγαίνει αέριο κλιβάνου, η σύσταση του οποίου είναι: SO 2, O 2, υδρατμοί (ο πυρίτης ήταν υγρός) και τα μικρότερα σωματίδια σκόνης (οξείδιο του σιδήρου). Το αέριο καθαρίζεται από ακαθαρσίες στερεών σωματιδίων (σε κυκλώνα και ηλεκτροστατικό κατακρημνιστή) και υδρατμούς (σε πύργο ξήρανσης).
Στη συσκευή επαφής, το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη V 2 O 5 (πεντοξείδιο του βαναδίου) για να αυξηθεί ο ρυθμός αντίδρασης. Η διαδικασία οξείδωσης ενός οξειδίου σε άλλο είναι αναστρέψιμη. Επομένως, επιλέγονται οι βέλτιστες συνθήκες για την πορεία της άμεσης αντίδρασης - αυξημένη πίεση (επειδή η άμεση αντίδραση προχωρά με μείωση του συνολικού όγκου) και θερμοκρασία όχι μεγαλύτερη από 500 C (επειδή η αντίδραση είναι εξώθερμη).
Στον πύργο απορρόφησης, το οξείδιο του θείου (VI) απορροφάται από το πυκνό θειικό οξύ.
Η απορρόφηση νερού δεν χρησιμοποιείται, επειδή το οξείδιο του θείου διαλύεται στο νερό με την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας, οπότε το θειικό οξύ που προκύπτει βράζει και μετατρέπεται σε ατμό. Για να αποφύγετε το σχηματισμό νέφους θειικού οξέος, χρησιμοποιήστε 98% πυκνό θειικό οξύ. Το οξείδιο του θείου διαλύεται πολύ καλά σε ένα τέτοιο οξύ, σχηματίζοντας ελαιόλαδο: H 2 SO 4 nSO 3
Χημικές ιδιότητες του θειικού οξέος:
Το H 2 SO 4 είναι ένα ισχυρό διβασικό οξύ, ένα από τα ισχυρότερα ορυκτά οξέα, λόγω της υψηλής πολικότητας, ο δεσμός H - O σπάει εύκολα.
1)
Το θειικό οξύ διασπάται σε υδατικό διάλυμα
, σχηματίζοντας ένα ιόν υδρογόνου και ένα υπόλειμμα οξέος:
H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -;
HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.
Συνοπτική εξίσωση:
H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.
2) Η αλληλεπίδραση του θειικού οξέος με τα μέταλλα:
Το αραιό θειικό οξύ διαλύει μόνο μέταλλα στη σειρά τάσης στα αριστερά του υδρογόνου:
Zn 0 + H 2 + 1 SO 4 (razb) → Zn +2 SO 4 + H 2
3)
Αλληλεπίδραση θειικού οξέοςμε βασικά οξείδια:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O
4)
Η αλληλεπίδραση του θειικού οξέος μευδροξείδια:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O
5)
Αντιδράσεις ανταλλαγής με άλατα:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Ο σχηματισμός ενός λευκού ιζήματος BaSO 4 (αδιάλυτο σε οξέα) χρησιμοποιείται για την ανίχνευση θειικού οξέος και διαλυτών θειικών αλάτων (ποιοτική αντίδραση για θειικό ιόν).
Ειδικές ιδιότητες συμπυκνωμένου H 2 SO 4:
1) συμπυκνωμένος θειικό οξύ είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας ; όταν αλληλεπιδρούν με μέταλλα (εκτός από Au, Pt) ανακτούν τα S +4 O 2 , S 0 ή H 2 S -2 ανάλογα με τη δραστηριότητα του μετάλλου. Χωρίς θέρμανση, δεν αντιδρά με Fe, Al, Cr - παθητικοποίηση. Όταν αλληλεπιδρούν με μέταλλα με μεταβλητό σθένος, τα τελευταία οξειδώνονται σε υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης παρά στην περίπτωση διαλύματος αραιού οξέος: Fe0→ Fe 3+, Cr 0→ Cr 3+, Mn 0→Mn4+,sn 0→ sn 4+
ενεργό μέταλλο
8 Al + 15 H 2 SO 4 (συμπ.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H 2 S
4│2Al 0 – 6 μι- → 2Al 3+ - οξείδωση
3│ S 6+ + 8e → S 2– ανάκτηση
4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
Μέταλλο μέτριας δραστικότητας
2Cr + 4 H 2 SO 4 (συμπ.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + μικρό
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - οξείδωση
1│ S 6+ + 6e → S 0 - αποκατάσταση
Μέταλλο ανενεργό
2Bi + 6H 2 SO 4 (συμπ.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - οξείδωση
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - ανάκτηση
2Ag + 2H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O
2) Το πυκνό θειικό οξύ οξειδώνει ορισμένα αμέταλλα, κατά κανόνα, στη μέγιστη κατάσταση οξείδωσης, το ίδιο μειώνεται σεS+4O2:
C + 2H 2 SO 4 (συμπ.) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
S+ 2H 2 SO 4 (συμπ.) → 3SO 2 + 2H 2 O
2P+ 5H 2 SO 4 (συμπ.) → 5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O
3) Οξείδωση σύνθετων ουσιών:
Το θειικό οξύ οξειδώνει τα HI και HBr σε ελεύθερα αλογόνα:
2 KBr + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2H 2 O
2 KI + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2H 2 O
Το πυκνό θειικό οξύ δεν μπορεί να οξειδώσει τα ιόντα χλωρίου σε ελεύθερο χλώριο, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη HCl με την αντίδραση ανταλλαγής:
NaCl + H 2 SO 4 (συμπ.) = NaHSO 4 + HCl
Το θειικό οξύ αφαιρεί το χημικά δεσμευμένο νερό από οργανικές ενώσεις που περιέχουν υδροξυλομάδες. Η αφυδάτωση της αιθυλικής αλκοόλης παρουσία πυκνού θειικού οξέος οδηγεί στην παραγωγή αιθυλενίου:
C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.
Η απανθράκωση ζάχαρης, κυτταρίνης, αμύλου και άλλων υδατανθράκων κατά την επαφή με το θειικό οξύ εξηγείται επίσης από την αφυδάτωση τους:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 \u003d 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.
Το OVR στο άρθρο επισημαίνεται ειδικά με χρώμα. Δώστε ιδιαίτερη προσοχή σε αυτά. Αυτές οι εξισώσεις μπορούν να πιαστούν στις εξετάσεις.
Το αραιό θειικό οξύ συμπεριφέρεται όπως άλλα οξέα, κρύβοντας τις οξειδωτικές του ικανότητες:
Και κάτι ακόμα που πρέπει να θυμάστε αραιό θειικό οξύ: αυτή δεν αντιδρά με μόλυβδο. Ένα κομμάτι μολύβδου που ρίχνεται σε αραιό H2SO4 καλύπτεται με ένα στρώμα αδιάλυτου (βλέπε πίνακα διαλυτότητας) θειικού μολύβδου και η αντίδραση σταματά αμέσως.
Οξειδωτικές ιδιότητες του θειικού οξέος
- βαρύ ελαιώδες υγρό, μη πτητικό, άγευστο και άοσμο
Λόγω του θείου σε +6 (υψηλότερη) κατάσταση οξείδωσης, το θειικό οξύ αποκτά ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες.
Κανόνας για την εργασία 24 (παλιό Α24) κατά την παρασκευή διαλυμάτων θειικού οξέος μην ρίχνετε ποτέ νερό σε αυτό. Το πυκνό θειικό οξύ πρέπει να χύνεται σε νερό με ένα λεπτό ρεύμα, ανακατεύοντας συνεχώς.
Η αλληλεπίδραση πυκνού θειικού οξέος με μέταλλα
Αυτές οι αντιδράσεις είναι αυστηρά τυποποιημένες και ακολουθούν το σχήμα:
H2SO4(συμπ.) + μέταλλο → θειικό μέταλλο + H2O + προϊόν ανηγμένου θείου.
Υπάρχουν δύο αποχρώσεις:
1) αλουμίνιο, σίδηροςΚαι χρώμιοδεν αντιδρούν με H2SO4 (conc) υπό κανονικές συνθήκες λόγω παθητικοποίησης. Ανάγκη να ζεσταθεί.
2) Γ πλατίναΚαι χρυσόςΤο H2SO4 (συμπ.) δεν αντιδρά καθόλου.
Θείο V συμπυκνωμένο θειικό οξύ- οξειδωτικό
- σημαίνει ότι θα ανακτήσει τον εαυτό της.
- ο βαθμός οξείδωσης στον οποίο θα μειωθεί το θείο εξαρτάται από το μέταλλο.
Σκεφτείτε διάγραμμα κατάστασης οξείδωσης θείου:
- Πριν -2 Το θείο μπορεί να μειωθεί μόνο από πολύ ενεργά μέταλλα - σε μια σειρά τάσεων μέχρι και αλουμίνιο.
Οι αντιδράσεις θα είναι ως εξής:
8Li + 5H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → 4Li 2 ΕΤΣΙ 4 + 4 Ω 2 O+H 2 μικρό
4Mg + 5H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → 4MgSO 4 + 4 Ω 2 O+H 2 μικρό
8Al + 15Η 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) (t) → 4Αλ 2 (ΕΤΣΙ 4 ) 3 + 12 Ω 2 Ο+3Η 2 μικρό
- στην αλληλεπίδραση του H2SO4 (συμπ.) με μέταλλα σε μια σειρά τάσεων μετά το αλουμίνιο αλλά πριν το σίδερο, δηλαδή με μέταλλα με μέση δραστηριότητα, το θείο ανάγεται σε 0 :
3Mn+4H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → 3MnSO 4 + 4 Ω 2 O+S↓
2Cr+4H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) (t) → Cr 2 (ΕΤΣΙ 4 ) 3 + 4 Ω 2 O+S↓
3Zn + 4H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → 3ZnSO 4 + 4 Ω 2 O+S↓
- όλα τα άλλα μέταλλα ξεκινώντας από το σίδεροσε μια σειρά τάσεων (συμπεριλαμβανομένων αυτών μετά το υδρογόνο, εκτός φυσικά από χρυσό και πλατίνα), μπορούν να μειώσουν το θείο μόνο μέχρι +4. Επειδή πρόκειται για ανενεργά μέταλλα:
2 Fe + 6 H 2 ΕΤΣΙ 4 (συμπ.) ( t)→ Fe 2 ( ΕΤΣΙ 4 ) 3 + 6 H 2 Ο + 3 ΕΤΣΙ 2
(σημειώστε ότι ο σίδηρος οξειδώνεται στο +3, την υψηλότερη δυνατή, υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης, καθώς αντιμετωπίζει έναν ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα)
Cu+2H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → CuSO 4 + 2Η 2 O+SO 2
2Ag + 2H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → Αγ 2 ΕΤΣΙ 4 + 2Η 2 O+SO 2
Όλα βέβαια είναι σχετικά. Το βάθος της μείωσης θα εξαρτηθεί από πολλούς παράγοντες: συγκέντρωση οξέος (90%, 80%, 60%), θερμοκρασία κ.λπ. Επομένως, είναι αδύνατο να προβλεφθούν με ακρίβεια τα προϊόντα. Ο παραπάνω πίνακας έχει επίσης το δικό του ποσοστό προσέγγισης, αλλά μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε. Είναι επίσης απαραίτητο να θυμόμαστε ότι στην Εξέταση Ενοποιημένου Κράτους, όταν το προϊόν ανηγμένου θείου δεν αναφέρεται και το μέταλλο δεν είναι ιδιαίτερα ενεργό, τότε, κατά πάσα πιθανότητα, οι μεταγλωττιστές σημαίνουν SO 2. Πρέπει να εξετάσετε την κατάσταση και να αναζητήσετε ενδείξεις στις συνθήκες.
ΕΤΣΙ 2 - αυτό είναι γενικά ένα συχνό προϊόν του OVR με τη συμμετοχή συγκ. θειικό οξύ.
Το H2SO4 (συμπ.) οξειδώνει μερικά αμέταλλα(τα οποία παρουσιάζουν αναγωγικές ιδιότητες), κατά κανόνα, στο μέγιστο - τον υψηλότερο βαθμό οξείδωσης (σχηματίζεται ένα οξείδιο αυτού του μη μετάλλου). Το θείο μειώνεται επίσης σε SO 2:
C+2H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → CO 2 + 2Η 2 O+2SO 2
2Ρ+5Η 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) → Π 2 Ο 5 + 5Η 2 O+5SO 2
Το πρόσφατα σχηματισμένο οξείδιο του φωσφόρου (V) αντιδρά με το νερό, λαμβάνεται ορθοφωσφορικό οξύ. Επομένως, η αντίδραση καταγράφεται αμέσως:
2Ρ+5Η 2 ΕΤΣΙ 4( συν ) → 2Η 3 ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ 4 + 2Η 2 O+5SO 2
Το ίδιο με το βόριο, μετατρέπεται σε ορθοβορικό οξύ:
2Β+3Η 2 ΕΤΣΙ 4( συν ) → 2Η 3 BO 3 + 3SO 2
Πολύ ενδιαφέρουσα είναι η αλληλεπίδραση του θείου με κατάσταση οξείδωσης +6 (σε θειικό οξύ) με «άλλο» θείο (που βρίσκεται σε άλλη ένωση). Στο πλαίσιο της εξέτασης εξετάζεται η αλληλεπίδραση του H2SO4 (conc). με θείο (μια απλή ουσία) και υδρόθειο.
Ας ξεκινήσουμε με την αλληλεπίδραση θείο (απλή ουσία) με πυκνό θειικό οξύ. Σε μια απλή ουσία, η κατάσταση οξείδωσης είναι 0, σε ένα οξύ +6. Σε αυτό το OVR, το θείο +6 θα οξειδώσει το θείο 0. Ας δούμε το διάγραμμα των καταστάσεων οξείδωσης του θείου:
Το θείο 0 θα οξειδωθεί και το θείο +6 θα μειωθεί, δηλαδή θα μειωθεί η κατάσταση οξείδωσης. Το διοξείδιο του θείου θα εκπέμπεται:
2 H 2 ΕΤΣΙ 4 (συμπ.) + μικρό → 3 ΕΤΣΙ 2 + 2 H 2 Ο
Αλλά στην περίπτωση του υδρόθειου:
Τόσο το θείο (μια απλή ουσία) όσο και το διοξείδιο του θείου σχηματίζονται:
H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) + Η 2 S → S↓ + SO 2 + 2Η 2 Ο
Αυτή η αρχή μπορεί συχνά να βοηθήσει στον προσδιορισμό ενός προϊόντος OVR όπου ο οξειδωτικός και ο αναγωγικός παράγοντας είναι το ίδιο στοιχείο, σε διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης. Ο οξειδωτικός παράγοντας και ο αναγωγικός παράγοντας «πηγαίνουν ο ένας προς τον άλλο» στο διάγραμμα κατάστασης οξείδωσης.
H2SO4 (conc), με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, αλληλεπιδρά με αλογονίδια. Μόνο εδώ πρέπει να καταλάβετε ότι το φθόριο και το χλώριο είναι "με μουστάκι" και Το OVR δεν διαρρέει με φθόριο και χλωριούχα, υφίσταται τη συνήθη διαδικασία ανταλλαγής ιόντων, κατά την οποία σχηματίζεται αέριο υδραλογόνο:
CaCl 2 + H 2 SO 4 (συμπ.) → CaSO 4 + 2HCl
CaF 2 + H 2 SO 4 (συγκ.) → CaSO 4 + 2HF
Όμως τα αλογόνα στη σύνθεση βρωμιδίων και ιωδιδίων (καθώς και στη σύνθεση των αντίστοιχων υδραλογονιδίων) οξειδώνονται από αυτό σε ελεύθερα αλογόνα. Μόνο που τώρα το θείο μειώνεται με διαφορετικούς τρόπους: το ιωδίδιο είναι ισχυρότερος αναγωγικός παράγοντας από το βρωμίδιο. Επομένως, το ιωδίδιο μειώνει το θείο σε υδρόθειο και το βρωμίδιο σε διοξείδιο του θείου:
2Η 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) + 2NaBr → Na 2 ΕΤΣΙ 4 + 2Η 2 O+SO 2 +Br 2
H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) + 2HBr → 2H 2 O+SO 2 +Br 2
5Η 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) + 8NaI → 4Na 2 ΕΤΣΙ 4 + 4 Ω 2 O+H 2 S+4I 2 ↓
H 2 ΕΤΣΙ 4( συν .) + 8HI → 4H 2 O+H 2 S+4I 2 ↓
Το υδροχλώριο και το υδροφθόριο (καθώς και τα άλατά τους) είναι ανθεκτικά στην οξειδωτική δράση του H2SO4 (συμπ.).
Και τέλος, το τελευταίο πράγμα: για το συμπυκνωμένο θειικό οξύ, αυτό είναι μοναδικό, κανείς άλλος δεν μπορεί να το κάνει. Κατέχει ιδιότητα αφαίρεσης νερού.
Αυτό σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε συμπυκνωμένο θειικό οξύ με διάφορους τρόπους:
Πρώτον, η αφυδάτωση των ουσιών. Το συμπυκνωμένο θειικό οξύ αφαιρεί το νερό από την ουσία και αυτό "γίνεται στεγνό".
Δεύτερον, ένας καταλύτης σε αντιδράσεις στις οποίες το νερό διασπάται (για παράδειγμα, αφυδάτωση και εστεροποίηση):
H 3 C–COOH + HO–CH 3 (H 2 SO 4 (συμπ.)) → H 3 C–C(O)–O–CH 3 + H 2 O
H 3 C–CH 2 –OH (H 2 SO 4 (συμπ.)) → H 2 C \u003d CH 2 + H 2 O
ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΠΡΟΣ ΟΞΕΑ
Τις περισσότερες φορές στη χημική πρακτική χρησιμοποιούνται ισχυρά οξέα όπως το θειικό οξύ. H 2 SO 4, υδροχλωρικό HCl και νιτρικό HNO 3 . Στη συνέχεια, εξετάστε την αναλογία των διαφόρων μετάλλων προς τα αναφερόμενα οξέα.
υδροχλωρικό οξύ ( HCl)
Το υδροχλωρικό οξύ είναι η τεχνική ονομασία για το υδροχλωρικό οξύ. Λαμβάνεται με τη διάλυση αερίου υδροχλωρίου στο νερό - HCl . Λόγω της χαμηλής διαλυτότητάς του στο νερό, η συγκέντρωση του υδροχλωρικού οξέος υπό κανονικές συνθήκες δεν ξεπερνά το 38%. Επομένως, ανεξάρτητα από τη συγκέντρωση του υδροχλωρικού οξέος, η διαδικασία διάστασης των μορίων του σε ένα υδατικό διάλυμα προχωρά ενεργά:
HCl H + + Cl -
Τα ιόντα υδρογόνου σχηματίζονται σε αυτή τη διαδικασίαΗ+ δρα ως οξειδωτικός παράγοντας μέταλλα στη σειρά δραστηριοτήτων στα αριστερά του υδρογόνου . Η αλληλεπίδραση προχωρά σύμφωνα με το σχήμα:
Μου + HClαλάτι +H 2
Σε αυτή την περίπτωση, το αλάτι είναι ένα χλωριούχο μέταλλο ( NiCl2, CaCl2, AlCl3 ), όπου ο αριθμός των ιόντων χλωρίου αντιστοιχεί στην κατάσταση οξείδωσης του μετάλλου.
Το υδροχλωρικό οξύ είναι ένας ασθενής οξειδωτικός παράγοντας, επομένως, μέταλλα με μεταβλητό σθένος οξειδώνονται σε αυτό σε χαμηλότερες θετικές καταστάσεις οξείδωσης:
Fe0 → Fe2+
Co0 → Co2+
Ni 0 → Ni2+
cr 0 →Cr2+
Mn 0 → Mn2+ Και οι υπολοιποι .
Παράδειγμα:
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2
2│ Al 0 - 3 μι- → Al 3+ - οξείδωση
3│2 H + + 2 μι- → H2 - ανάκτηση
Το υδροχλωρικό οξύ παθητικοποιεί τον μόλυβδο ( Pb ). Η παθητικοποίηση του μολύβδου οφείλεται στον σχηματισμό στην επιφάνειά του χλωριούχου μολύβδου, το οποίο είναι ελάχιστα διαλυτό στο νερό ( II ), που προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω προσβολή από το οξύ:
Pb + 2 HCl → PbCl 2 ↓ + Η2
Θειικό οξύ (H 2 ΕΤΣΙ 4 )
Στη βιομηχανία, λαμβάνονται πολύ υψηλές συγκεντρώσεις θειικού οξέος (έως 98%). Θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η διαφορά στις οξειδωτικές ιδιότητες ενός αραιού διαλύματος και του πυκνού θειικού οξέος σε σχέση με τα μέταλλα.
Αραιώστε το θειικό οξύ
Σε ένα αραιό υδατικό διάλυμα θειικού οξέος, τα περισσότερα από τα μόριά του διασπώνται:
H 2 SO 4 H + + HSO 4 -
HSO 4 - H + + SO 4 2-
Σχηματίστηκαν ιόντα Η+ εκτελέσει μια λειτουργία μέσο οξείδωσης .
Όπως το υδροχλωρικό οξύ, αραιωμένο αντιδρά διάλυμα θειικού οξέος μόνο με ενεργά μέταλλα Και μέση δραστηριότητα (βρίσκεται στη σειρά δραστηριότητας μέχρι υδρογόνο).
Η χημική αντίδραση προχωρά σύμφωνα με το σχήμα:
Μου+ H2SO4(razb .) → άλας+H2
Παράδειγμα :
2 Al + 3 H 2 SO 4 (διαφορ.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2
1│2Al 0 – 6 μι- → 2Al 3+ -οξείδωση
3│2 H + + 2 μι- → H2 - ανάκτηση
Τα μέταλλα μεταβλητού σθένους οξειδώνονται με αραιό διάλυμα θειικού οξέος σε χαμηλότερες θετικές καταστάσεις οξείδωσης:
Fe0 → Fe2+
Co0 → Co2+
Ni 0 → Ni2+
cr 0 → Cr2+
Mn 0 → Mn2+ Και οι υπολοιποι .
Οδηγω ( Pb ) δεν διαλύεται σε θειικό οξύ (αν η συγκέντρωσή του είναι κάτω από 80%) , αφού το αλάτι που προκύπτει PbSO4 αδιάλυτο και δημιουργεί ένα προστατευτικό φιλμ στη μεταλλική επιφάνεια.
συμπυκνωμένο θειικό οξύ
Σε ένα συμπυκνωμένο διάλυμα θειικού οξέος (πάνω από 68%), τα περισσότερα μόρια βρίσκονται σε αδιάσπαστος κατάσταση, επομένως το θείο δρα ως οξειδωτικός παράγοντας , το οποίο βρίσκεται στην υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης ( S+6 ). συμπυκνωμένος H2SO4 οξειδώνει όλα τα μέταλλα, του οποίου το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου είναι μικρότερο από το δυναμικό του οξειδωτικού παράγοντα - του θειικού ιόντος SO 4 2- (0,36 V). Από αυτή την άποψη, με συμπυκνωμένος αντιδρούν με θειικό οξύ και ορισμένα ανενεργά μέταλλα .
Η διαδικασία αλληλεπίδρασης μετάλλων με πυκνό θειικό οξύ στις περισσότερες περιπτώσεις προχωρά σύμφωνα με το σχήμα:
Μου + H 2 ΕΤΣΙ4 (σύν.)αλάτι + νερό + προϊόν ανάκτησης H 2 ΕΤΣΙ 4
Προϊόντα Ανάκτησης Το θειικό οξύ μπορεί να είναι οι ακόλουθες ενώσεις θείου:
Η πρακτική έχει δείξει ότι όταν ένα μέταλλο αλληλεπιδρά με πυκνό θειικό οξύ, απελευθερώνεται ένα μείγμα αναγωγικών προϊόντων που αποτελείται από H 2 S, S και SO 2. Ωστόσο, ένα από αυτά τα προϊόντα σχηματίζεται σε κυρίαρχη ποσότητα. Καθορίζεται η φύση του κύριου προϊόντος μεταλλική δραστηριότητα : όσο υψηλότερη είναι η δραστηριότητα, τόσο βαθύτερη είναι η διαδικασία αναγωγής του θείου στο θειικό οξύ.
Η αλληλεπίδραση μετάλλων ποικίλης δραστηριότητας με πυκνό θειικό οξύ μπορεί να αναπαρασταθεί από το σχήμα:
Αλουμίνιο (Αλ ) Και σίδερο ( Fe ) δεν αντιδρούν με κρύο συμπυκνωμένος H2SO4 , καλύπτεται με πυκνές μεμβράνες οξειδίου, ωστόσο, όταν θερμαίνεται, η αντίδραση προχωρά.
Αγ , Au , Ru , Os , Rh , Ir , Pt δεν αντιδρούν με θειικό οξύ.
συμπυκνωμένος θειικό οξύ είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας , επομένως, όταν μέταλλα με μεταβλητό σθένος αλληλεπιδρούν με αυτό, τα τελευταία οξειδώνονται σε υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης παρά στην περίπτωση διαλύματος αραιού οξέος:
Fe0→ Fe3+,
cr 0→ Cr3+,
Mn 0→Mn4+,
sn 0→ sn 4+
Οδηγω ( Pb ) οξειδώνεται σε δισθενής κατάσταση με το σχηματισμό διαλυτού υδροθειικού μολύβδουPb ( HSO 4 ) 2 .
Παραδείγματα:
Ενεργός μέταλλο
8 A1 + 15 H 2 SO 4 (συγκ.) →4A1 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3H 2 S
4│2 Al 0 – 6 μι- → 2 Al 3+ - οξείδωση
3│ S 6+ + 8 e → S 2- - ανάκτηση
Μέταλλο μέτριας δραστικότητας
2 Cr + 4 H 2 SO 4 (συμπ.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - οξείδωση
1│ S 6+ + 6 e → S 0 - ανάκτηση
Μέταλλο ανενεργό
2Bi + 6H 2 SO 4 (συμπ.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3SO 2
1│ 2Bi 0 – 6e → 2Bi 3+ –οξείδωση
3│ S 6+ + 2 e → S 4+ - ανάκτηση
Νιτρικό οξύ ( HNO 3 )
Ένα χαρακτηριστικό του νιτρικού οξέος είναι ότι το άζωτο, το οποίο είναι μέρος τουΟΧΙ 3 - έχει υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης +5 και επομένως έχει ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες. Η μέγιστη τιμή του δυναμικού ηλεκτροδίου για το νιτρικό ιόν είναι 0,96 V, επομένως το νιτρικό οξύ είναι ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας από το θειικό οξύ. Ο ρόλος ενός οξειδωτικού παράγοντα στις αντιδράσεις αλληλεπίδρασης μετάλλων με νιτρικό οξύ παίζεται απόΝ 5+ . Ως εκ τούτου, υδρογόνο H 2 ποτέ δεν ξεχωρίζει στην αλληλεπίδραση μετάλλων με νιτρικό οξύ ( ανεξαρτήτως συγκέντρωσης ). Η διαδικασία προχωρά σύμφωνα με το σχήμα:
Μου + HNO 3 αλάτι + νερό + προϊόν ανάκτησης HNO 3
Προϊόντα Ανάκτησης HNO 3 :
Συνήθως, η αντίδραση του νιτρικού οξέος με ένα μέταλλο παράγει ένα μείγμα αναγωγικών προϊόντων, αλλά κατά κανόνα κυριαρχεί ένα από αυτά. Ποιο από τα προϊόντα θα είναι το κύριο εξαρτάται από τη συγκέντρωση του οξέος και τη δραστηριότητα του μετάλλου.
Συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ
Ένα πυκνό διάλυμα οξέος θεωρείται ότι έχει πυκνότηταρ > 1,25 kg / m 3, που αντιστοιχεί σε
συγκεντρώσεις > 40%. Ανεξάρτητα από τη δραστηριότητα του μετάλλου, η αντίδραση της αλληλεπίδρασης με HNO 3 (συγ.) προχωρά σύμφωνα με το σχέδιο:
Μου + HNO 3 (συμπ.)→ αλάτι + νερό + ΟΧΙ 2
Τα ευγενή μέταλλα δεν αλληλεπιδρούν με το πυκνό νιτρικό οξύ (Au , Ru , Os , Rh , Ir , Pt ), και μια σειρά από μέταλλα (Ο Αλ , Ti , Cr , Fe , συν , Ni ) στο χαμηλή θερμοκρασία παθητικοποιήθηκε με πυκνό νιτρικό οξύ. Η αντίδραση είναι δυνατή με αύξηση της θερμοκρασίας, προχωρά σύμφωνα με το σχήμα που παρουσιάζεται παραπάνω.
Παραδείγματα
ενεργό μέταλλο
Al + 6 HNO 3 (συμπ.) → Al (NO 3 ) 3 + 3 H 2 O + 3 NO 2
1│ Al 0 - 3 e → Al 3+ - οξείδωση
3│ N 5+ + e → N 4+ - ανάκτηση
Μέταλλο μέτριας δραστικότητας
Fe + 6 HNO 3 (συμπ.) → Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O + 3NO
1│ Fe 0 - 3e → Fe 3+ - οξείδωση
3│ N 5+ + e → N 4+ - ανάκτηση
Μέταλλο ανενεργό
Ag + 2HNO 3 (συμπ.) → AgNO 3 + H 2 O + NO 2
1│ Ag 0 - e → Ag + - οξείδωση
1│ N 5+ + e → N 4+ - ανάκτηση
Αραιώστε το νιτρικό οξύ
Προϊόν ανάκτησης νιτρικό οξύ σε αραιό διάλυμα εξαρτάται από μεταλλική δραστηριότητα συμμετέχουν στην αντίδραση:
Παραδείγματα:
ενεργό μέταλλο
8 Al + 30 HNO 3 (διαφορ.) → 8Al(NO 3) 3 + 9H 2 O + 3NH 4 NO 3
8│ Al 0 - 3e → Al 3+ - οξείδωση
3│ N 5+ + 8 e → N 3- - ανάκτηση
Η αμμωνία που απελευθερώνεται κατά την αναγωγή του νιτρικού οξέος αλληλεπιδρά αμέσως με περίσσεια νιτρικού οξέος, σχηματίζοντας ένα άλας - νιτρικό αμμώνιο NH4NO3:
NH 3 + HNO 3 → NH 4 NO 3.
Μέταλλο μέτριας δραστικότητας
10Cr + 36HNO 3 (δεκ.) → 10Cr(NO 3) 3 + 18H 2 O + 3N 2
10│ Cr 0 - 3 e → Cr 3+ - οξείδωση
3│ 2 N 5+ + 10 e → N 2 0 - ανάκτηση
Εκτός μοριακό άζωτο (Ν 2 ) όταν μέταλλα μέσης δραστικότητας αλληλεπιδρούν με αραιό νιτρικό οξύ, σχηματίζεται σε ίση ποσότητα Νιτρικό οξύ ( I) - N 2 O . Στην εξίσωση αντίδρασης, πρέπει να γράψετε μία από αυτές τις ουσίες .
Μέταλλο ανενεργό
3Ag + 4HNO 3(deb.) → 3AgNO 3 + 2H 2 O + NO
3│ Ag 0 - e → Ag + - οξείδωση
1│ N 5+ + 3 e → N 2+ - ανάκτηση
"Aqua regia"
Το "Aqua regia" (παλαιότερα ονομαζόταν οξέα βότκας) είναι ένα μείγμα ενός όγκου νιτρικού οξέος και τριών έως τεσσάρων όγκων πυκνού υδροχλωρικού οξέος, το οποίο έχει πολύ υψηλή οξειδωτική δράση. Ένα τέτοιο μείγμα είναι ικανό να διαλύει ορισμένα μέταλλα χαμηλής δράσης που δεν αλληλεπιδρούν με το νιτρικό οξύ. Ανάμεσά τους είναι ο «βασιλιάς των μετάλλων» - ο χρυσός. Αυτή η επίδραση του "aqua regia" εξηγείται από το γεγονός ότι το νιτρικό οξύ οξειδώνει το υδροχλωρικό οξύ με την απελευθέρωση ελεύθερου χλωρίου και το σχηματισμό οξειδίου του χλωρίου του αζώτου ( III ), ή νιτροζυλοχλωρίδιο - NOCl:
HNO 3 + 3 HCl → Cl 2 + 2 H 2 O + NOCl
2 NOCl → 2 NO + Cl 2
Το χλώριο τη στιγμή της απελευθέρωσης αποτελείται από άτομα. Το ατομικό χλώριο είναι ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας, που επιτρέπει στη «βασιλική βότκα» να δράσει ακόμη και στα πιο αδρανή «ευγενή μέταλλα».
Οι αντιδράσεις οξείδωσης χρυσού και πλατίνας προχωρούν σύμφωνα με τις ακόλουθες εξισώσεις:
Au + HNO 3 + 4 HCl → H + NO + 2H 2 O
3Pt + 4HNO 3 + 18HCl → 3H 2 + 4NO + 8H 2 O
Σε Ru, Os, Rh και Ir Η «βασιλική βότκα» δεν λειτουργεί.
Ε.Α. Nudnova, M.V. Αντριούχοβα