Ανεξάρτητα από τη συγκέντρωση, ο οξειδωτικός παράγοντας στο νιτρικό οξύ είναι οι νιτρώσεις ΝΟ, που περιέχουν άζωτο σε κατάσταση οξείδωσης +5. Επομένως, όταν τα μέταλλα αλληλεπιδρούν με το νιτρικό οξύ, δεν απελευθερώνεται υδρογόνο. Νιτρικό οξύοξειδώνει όλα τα μέταλλα εκτός από τα πιο ανενεργά (ευγενή). Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζονται προϊόντα αναγωγής αλατιού, νερού και αζώτου (+5): NH−3 4 NO 3, N 2, N 2 O, NO, НNO 2, NO 2. Η ελεύθερη αμμωνία δεν απελευθερώνεται, καθώς αντιδρά με το νιτρικό οξύ, σχηματίζοντας νιτρικό αμμώνιο:
NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3
Όταν τα μέταλλα αλληλεπιδρούν με το πυκνό νιτρικό οξύ (30–60% HNO 3), το προϊόν της αναγωγής του HNO 3 είναι κυρίως το μονοξείδιο του αζώτου (IV), ανεξάρτητα από τη φύση του μετάλλου, για παράδειγμα:
Mg + 4HNO 3 (συμπ.) = Mg(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Zn + 4HNO 3 (συμπ.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Hg + 4HNO 3 (συμπ.) = Hg(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Τα μέταλλα μεταβλητού σθένους, όταν αλληλεπιδρούν με πυκνό νιτρικό οξύ, οξειδώνονται σε υψηλοτερος ΒΑΘΜΟΣοξείδωση. Στην περίπτωση αυτή, εκείνα τα μέταλλα που οξειδώνονται σε κατάσταση οξείδωσης +4 και υψηλότερη σχηματίζουν οξέα ή οξείδια. Για παράδειγμα:
Sn + 4HNO 3 (συμπ.) = H 2 SnO 3 + 4NO 2 + H 2 O
2Sb + 10HNO 3 (συμπ.) = Sb 2 O 5 + 10NO 2 + 5H 2 O
Mo + 6HNO 3 (συμπ.) = H 2 MoO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
Το αλουμίνιο, το χρώμιο, ο σίδηρος, το νικέλιο, το κοβάλτιο, το τιτάνιο και ορισμένα άλλα μέταλλα παθητικοποιούνται σε πυκνό νιτρικό οξύ. Μετά την επεξεργασία με νιτρικό οξύ, αυτά τα μέταλλα δεν αντιδρούν με άλλα οξέα.
Όταν τα μέταλλα αλληλεπιδρούν με το αραιό νιτρικό οξύ, το προϊόν της αναγωγής του εξαρτάται από τις αναγωγικές ιδιότητες του μετάλλου: όσο πιο ενεργό είναι το μέταλλο, τόσο περισσότερο σε μεγαλύτερο βαθμόμειώνεται το νιτρικό οξύ.
Τα ενεργά μέταλλα μειώνουν το αραιό νιτρικό οξύ στο μέγιστο, δηλ. σχηματίζονται αλάτι, νερό και NH 4 NO 3, για παράδειγμα:
8K + 10HNO 3 (αραιωμένο) = 8KNO 3 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
Μέταλλα μέσης δραστικότητας, όταν αντιδρούν με αραιό νιτρικό οξύ, σχηματίζουν αλάτι, νερό και άζωτο ή N 2 O. Όσο πιο αριστερά είναι το μέταλλο σε αυτό το εύρος (όσο πιο κοντά στο αλουμίνιο), τόσο πιο πιθανός είναι ο σχηματισμός αζώτου, για παράδειγμα :
5Mn + 12HNO 3 (αραιωμένο) = 5Mn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O
4Cd + 10HNO 3 (αραιωμένο) = 4Cd(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
Τα χαμηλά ενεργά μέταλλα, όταν αντιδρούν με αραιό νιτρικό οξύ, σχηματίζουν αλάτι, νερό και μονοξείδιο του αζώτου (II), για παράδειγμα:
3Сu + 8HNO 3 (αραιωμένο) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Αλλά οι εξισώσεις αντίδρασης σε αυτά τα παραδείγματα είναι υπό όρους, αφού στην πραγματικότητα λαμβάνεται ένα μείγμα ενώσεων αζώτου και όσο υψηλότερη είναι η δραστηριότητα του μετάλλου και όσο χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση οξέος, τόσο χαμηλότερος είναι ο βαθμός οξείδωσης του αζώτου στο προϊόν που σχηματίζεται περισσότερο από άλλους.
6. Αλληλεπίδραση μετάλλων με aqua regia
Η «Royal vodka» είναι ένα μείγμα συμπυκνωμένου νιτρικού και υδροχλωρικού οξέος. Χρησιμοποιείται για την οξείδωση και τη διάλυση χρυσού, πλατίνας και άλλων πολύτιμων μετάλλων.
Το υδροχλωρικό οξύ στο aqua regia δαπανάται για το σχηματισμό μιας σύνθετης ένωσης οξειδωμένου μετάλλου. Από μια σύγκριση των ημι-αντιδράσεων 29 και 30 με τις ημι-αντιδράσεις 31-32 (Πίνακας 1), είναι σαφές ότι κατά τον σχηματισμό σύνθετων ενώσεων χρυσού και πλατίνας, το δυναμικό οξειδοαναγωγής μειώνεται, γεγονός που καθιστά δυνατή την οξείδωσή τους με νιτρικό οξύ . Οι εξισώσεις αντίδρασης για χρυσό και πλατίνα με aqua regia γράφονται ως εξής:
Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2 + 4NO + 8H2O
Τρία μέταλλα δεν αλληλεπιδρούν με το aqua regia: βολφράμιο, νιόβιο και ταντάλιο. Οξειδώνονται με ένα μείγμα πυκνού νιτρικού οξέος και υδροφθορικού οξέος, αφού το υδροφθορικό οξύ σχηματίζει ισχυρότερες σύνθετες ενώσεις από το υδροχλωρικό οξύ. Οι εξισώσεις της αντίδρασης είναι οι εξής:
W + 2HNO3 + 8HF = H2 + 2NO + 4H2O
3Nb + 5HNO3 + 21HF = 3H2 + 5NO + 10H2O
3Ta + 5HNO3 + 24HF = 3H3 + 5NO + 10H2O
Σε ορισμένες σχολικά βιβλίαΥπάρχει μια άλλη εξήγηση για την αλληλεπίδραση των ευγενών μετάλλων με το aqua regia. Πιστεύεται ότι σε αυτό το μείγμα μεταξύ HNO 3 και HCl συμβαίνει μια αντίδραση που καταλύεται από ευγενή μέταλλα, στην οποία το νιτρικό οξύ οξειδώνει το υδροχλωρικό οξύ σύμφωνα με την εξίσωση:
HNO 3 + 3HCl = NOCl + 2H 2 O
Το νιτροζυλοχλωρίδιο NOCl είναι εύθραυστο και αποσυντίθεται σύμφωνα με την εξίσωση:
NOCl = NO + Cl (ατομικό)
Έτσι, ο οξειδωτικός παράγοντας του μετάλλου είναι το ατομικό (δηλαδή, πολύ ενεργό) χλώριο τη στιγμή της απελευθέρωσης. Επομένως, τα προϊόντα αλληλεπίδρασης του aqua regia με τα μέταλλα είναι το αλάτι (χλωρίδιο), το νερό και το μονοξείδιο του αζώτου (II):
Au + HNO 3 + 3HCl = AuCl 3 + NO + 2H 2 O
3Pt + 4HNO 3 + 12HCl = 3PtCl 4 + 4NO + 8H 2 O,
και σύνθετες ενώσεις σχηματίζονται στις ακόλουθες αντιδράσεις:
HCl + AuCl 3 = Η; 2HCl + PtCl 4 = H 2
Το πεδίο χρήσης του νιτρικού οξέος είναι πολύ ευρύ. Αυτή η ουσία παράγεται σε εξειδικευμένα χημικά εργοστάσια.
Η παραγωγή είναι πολύ εκτεταμένη και σήμερα μπορείτε να αγοράσετε μια τέτοια λύση σε πολύ μεγάλες ποσότητες. Το νιτρικό οξύ πωλείται χύμα μόνο από πιστοποιημένους κατασκευαστές.
φυσικά χαρακτηριστικά
Το νιτρικό οξύ είναι ένα υγρό που έχει μια συγκεκριμένη πικάντικη οσμή. Η πυκνότητά του είναι 1,52 g/cm3 και το σημείο βρασμού του είναι 84 βαθμοί. Η διαδικασία κρυστάλλωσης μιας ουσίας συμβαίνει στους -41 βαθμούς Κελσίου, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ουσία άσπρο.
Το νιτρικό οξύ είναι πολύ διαλυτό στο νερό και στην πράξη μπορεί να ληφθεί ένα διάλυμα οποιασδήποτε συγκέντρωσης. Η πιο συνηθισμένη είναι η αναλογία 70% της ουσίας. Αυτή η συγκέντρωση είναι η πιο κοινή και χρησιμοποιείται παντού.
Ένα πολύ κορεσμένο οξύ μπορεί να απελευθερώσει τοξικές ενώσεις (οξείδια του αζώτου) στον αέρα. Είναι πολύ επιβλαβή και πρέπει να λαμβάνονται όλες οι προφυλάξεις κατά τον χειρισμό τους.
Ένα συμπυκνωμένο διάλυμα αυτής της ουσίας είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και μπορεί να αντιδράσει με πολλές οργανικές ενώσεις. Έτσι, με την παρατεταμένη έκθεση στο δέρμα, προκαλεί εγκαύματα, τα οποία σχηματίζονται όταν καταστρέφονται οι πρωτεϊνικοί ιστοί.
Το νιτρικό οξύ διασπάται εύκολα όταν εκτίθεται σε θερμότητα και φως σε μονοξείδιο του αζώτου, νερό και οξυγόνο. Όπως ήδη αναφέρθηκε, τα προϊόντα μιας τέτοιας διάσπασης είναι πολύ τοξικά.
Είναι πολύ επιθετική και μπαίνει μέσα χημικές αντιδράσειςμε τα περισσότερα μέταλλα, με εξαίρεση τον χρυσό, την πλατίνα και άλλες παρόμοιες ουσίες. Αυτό το χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του χρυσού από άλλα υλικά όπως το ασήμι.
Όταν εκτίθεται σε μέταλλα σχηματίζει:
- Νιτρικά?
- ενυδατωμένα οξείδια (ο σχηματισμός ενός από τους δύο τύπους ουσιών εξαρτάται από το συγκεκριμένο μέταλλο).
Το νιτρικό οξύ είναι ένας πολύ ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και ως εκ τούτου αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε βιομηχανικές διεργασίες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται ως υδατικό διάλυμα ποικίλων συγκεντρώσεων.
Το νιτρικό οξύ παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή αζωτούχων λιπασμάτων και χρησιμοποιείται επίσης για τη διάλυση διαφόρων μεταλλευμάτων και συμπυκνωμάτων. Περιλαμβάνεται επίσης στη διαδικασία παραγωγής θειικού οξέος.
Τυχαίνει να είναι σημαντικό συστατικό«Aqua regia», μια ουσία που μπορεί να διαλύσει τον χρυσό.
Παρακολουθούμε τη σύνθεση του νιτρικού οξέος στο βίντεο:
Ειδικές ιδιότητες νιτρικού και πυκνού θειικού οξέος.
Νιτρικό οξύ- HNO3, μονοβασικό ισχυρό οξύ που περιέχει οξυγόνο. Το στερεό νιτρικό οξύ σχηματίζει δύο κρυσταλλικές τροποποιήσεις με μονοκλινικά και ορθορομβικά πλέγματα. Το νιτρικό οξύ αναμιγνύεται με νερό σε οποιαδήποτε αναλογία. Σε υδατικά διαλύματα, διασπάται σχεδόν πλήρως σε ιόντα. Σχηματίζει αζεοτροπικό μίγμα με νερό με συγκέντρωση 68,4% και σημείο βρασμού 120 °C σε 1 atm. Δύο στερεά ένυδρα είναι γνωστά: μονοένυδρο (HNO3 H2O) και τριένυδρο (HNO3 3H2O).
Το υψηλής συγκέντρωσης HNO3 έχει συνήθως καφέ χρώμα λόγω της διαδικασίας αποσύνθεσης που συμβαίνει στο φως:
HNO3 ---> 4NO2 + O2 + 2H2O
Όταν θερμαίνεται, το νιτρικό οξύ αποσυντίθεται σύμφωνα με την ίδια αντίδραση. Το νιτρικό οξύ μπορεί να αποσταχθεί (χωρίς αποσύνθεση) μόνο υπό μειωμένη πίεση.
Το νιτρικό οξύ είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας Το συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ οξειδώνει το θείο σε θειικό οξύ και ο φώσφορος σε φωσφορικό οξύ (για παράδειγμα, αμίνες και υδραζίνη, νέφτι) αναφλέγονται αυθόρμητα κατά την επαφή με το πυκνό νιτρικό οξύ.
Ο βαθμός οξείδωσης του αζώτου στο νιτρικό οξύ είναι 4-5. Λειτουργώντας ως οξειδωτικός παράγοντας, το HNO μπορεί να αναχθεί σε διάφορα προϊόντα:
Ποια από αυτές τις ουσίες σχηματίζεται, δηλαδή πόσο βαθιά ανάγεται το νιτρικό οξύ σε μια δεδομένη περίπτωση, εξαρτάται από τη φύση του αναγωγικού παράγοντα και από τις συνθήκες αντίδρασης, κυρίως από τη συγκέντρωση του οξέος. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση του ΗΝΟ, τόσο λιγότερο βαθιά μειώνεται. Όταν αντιδρά με πυκνό οξύ, τις περισσότερες φορές απελευθερώνεται.
Όταν αντιδρά με αραιό νιτρικό οξύ με μέταλλα χαμηλής δράσης, για παράδειγμα, με τον χαλκό, το ΟΧΙ απελευθερώνεται. Στην περίπτωση των πιο ενεργών μετάλλων - σίδηρος, ψευδάργυρος - σχηματίζεται.
Υψηλά αραιωμένο νιτρικό οξύ αντιδρά με ενεργά μέταλλα-ψευδάργυρος, μαγνήσιο, αλουμίνιο - με το σχηματισμό ιόντων αμμωνίου, που δίνει νιτρικό αμμώνιο με οξύ. Συνήθως σχηματίζονται πολλά προϊόντα ταυτόχρονα.
Ο χρυσός, ορισμένα μέταλλα της ομάδας της πλατίνας και το ταντάλιο είναι αδρανή στο νιτρικό οξύ σε όλο το εύρος συγκέντρωσης, άλλα μέταλλα αντιδρούν μαζί του, ενώ η πορεία της αντίδρασης καθορίζεται από τη συγκέντρωσή του. Έτσι, το πυκνό νιτρικό οξύ αντιδρά με τον χαλκό για να σχηματίσει διοξείδιο του αζώτου και αραιό νιτρικό οξύ (II):
Cu + 4HNO3----> Cu(NO3)2 + NO2 + 2H2O
3Cu + 8 HNO3 ----> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Το πιο μέταλλοσε αντίδραση με νιτρικό οξύ με την απελευθέρωση οξειδίων του αζώτου σε διάφορες καταστάσεις οξείδωσης ή μείγματα αυτών, το αραιό νιτρικό οξύ, όταν αντιδρά με ενεργά μέταλλα, μπορεί να αντιδράσει με την απελευθέρωση υδρογόνου και την αναγωγή του νιτρικού ιόντος σε αμμωνία.
Ορισμένα μέταλλα (σίδηρος, χρώμιο, αλουμίνιο), που αντιδρούν με αραιό νιτρικό οξύ, παθητικοποιούνται από το συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ και είναι ανθεκτικά στις επιδράσεις του.
Ένα μείγμα νιτρικού και θειικού οξέος ονομάζεται "melange". Το νιτρικό οξύ χρησιμοποιείται ευρέως για τη λήψη νιτροενώσεων.
Ένα μείγμα τριών όγκων υδροχλωρικού οξέος και ενός όγκου νιτρικού οξέος ονομάζεται «aqua regia». Το Aqua regia διαλύει τα περισσότερα μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του χρυσού. Οι ισχυρές οξειδωτικές του ικανότητες οφείλονται στο προκύπτον ατομικό χλώριο και νιτροζυλοχλωρίδιο:
3HCl + HNO3 ----> NOCl + 2 =2H2O
Θειικό οξύ– βαρύ ελαιώδες υγρό που δεν έχει χρώμα. Αναμειγνύεται με νερό σε οποιαδήποτε αναλογία.
Συμπυκνωμένο θειικό οξύαπορροφά ενεργά το νερό από τον αέρα και το απομακρύνει από άλλες ουσίες. Όταν οι οργανικές ουσίες εισέρχονται συμπυκνωμένες θειικό οξύεμφανίζεται η απανθράκωση, για παράδειγμα, το χαρτί:
(C6H10O5)n + H2SO4 => H2SO4 + 5nH2O + 6C
Όταν το συμπυκνωμένο θειικό οξύ αντιδρά με τη ζάχαρη, σχηματίζεται μια πορώδης μάζα άνθρακα, παρόμοια με ένα μαύρο σκληρυμένο σφουγγάρι:
C12H22O11 + H2SO4 => C + H2O + CO2 + Q
Χημικές ιδιότητεςαραιό και πυκνό θειικό οξύείναι διαφορετικά.
Αραιωμένα διαλύματααντιδρούν θειικό οξύ με μέταλλα , που βρίσκεται στην ηλεκτροχημική σειράτάσεις στα αριστερά του υδρογόνου, με το σχηματισμό θειικών αλάτων και την απελευθέρωση υδρογόνου.
Συμπυκνωμένα διαλύματαΤο θειικό οξύ παρουσιάζει ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες λόγω της παρουσίας στα μόριά του ενός ατόμου θείου στην υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης (+6), επομένως το πυκνό θειικό οξύ είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Έτσι οξειδώνονται ορισμένα αμέταλλα:
S + 2H2SO4 => 3SO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 => CO2 + 2SO2 + 2H2O
P4 + 8H2SO4 => 4H3PO4 + 7SO2 + S + 2H2O
H2S + H2SO4 => S + SO2 + 2H2O
Αλληλεπιδρά με μέταλλα , που βρίσκεται στην ηλεκτροχημική σειρά τάσης μετάλλων στα δεξιά του υδρογόνου (χαλκός, άργυρος, υδράργυρος), με σχηματισμό θειικών αλάτων, νερού και προϊόντων αναγωγής θείου. Συμπυκνωμένα διαλύματα θειικό οξύ μην αντιδράς με χρυσό και πλατίνα λόγω της χαμηλής δραστηριότητάς τους.
α) μέταλλα χαμηλής δράσης ανάγουν το θειικό οξύ σε διοξείδιο του θείου SO2:
Cu + 2H2SO4 => CuSO4 + SO2 + 2H2O
2Ag + 2H2SO4 => Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
β) με μέταλλα ενδιάμεσης δραστικότητας, είναι δυνατές αντιδράσεις με την απελευθέρωση οποιουδήποτε από τα τρία προϊόντα της αναγωγής του θειικού οξέος:
Zn + 2H2SO4 => ZnSO4 + SO2 + 2H2O
3Zn + 4H2SO4 => 3ZnSO4 + S + 4H2O
4Zn + 5H2SO4 => 4ZnSO4 + H2S + 2H2O
γ) Το θείο ή το υδρόθειο μπορεί να απελευθερωθεί με ενεργά μέταλλα:
8K + 5H2SO4 => 4K2SO4 + H2S + 4H2O
6Na + 4H2SO4 => 3Na2SO4 + S + 4H2O
δ) το συμπυκνωμένο θειικό οξύ δεν αλληλεπιδρά με αλουμίνιο, σίδηρο, χρώμιο, κοβάλτιο, νικέλιο στο κρύο (δηλαδή, χωρίς θέρμανση) - συμβαίνει παθητικοποίηση αυτών των μετάλλων. Επομένως, το θειικό οξύ μπορεί να μεταφερθεί σε σιδερένια δοχεία. Ωστόσο, όταν θερμαίνεται, τόσο ο σίδηρος όσο και το αλουμίνιο μπορούν να αλληλεπιδράσουν με αυτό:
2Fe + 6H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
2Al + 6H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
ΟΤΙ. το βάθος της αναγωγής του θείου εξαρτάται από τις αναγωγικές ιδιότητες των μετάλλων. Τα ενεργά μέταλλα (νάτριο, κάλιο, λίθιο) μειώνουν το θειικό οξύ σε υδρόθειο, τα μέταλλα που βρίσκονται στο εύρος τάσης από αλουμίνιο έως σίδηρο - έως ελεύθερο θείο και μέταλλα με λιγότερη δραστηριότητα - σε διοξείδιο του θείου.
Λήψη οξέων.
1. Τα οξέα χωρίς οξυγόνο λαμβάνονται με σύνθεση υδρογόνων ενώσεων αμέταλλων από απλές ουσίες και στη συνέχεια διάλυση των προϊόντων που προκύπτουν στο νερό
Αμέταλλο + H 2 = Δεσμός υδρογόνου από αμέταλλο
H2 + Cl2 = 2HCl
2. Τα οξοξέα λαμβάνονται με αντίδραση οξειδίων οξέος με νερό.
Όξινο οξείδιο + Η 2 Ο = Οξοοξύ
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
3. Τα περισσότερα οξέα μπορούν να ληφθούν με αντίδραση αλάτων με οξέα.
Αλάτι + Οξύ = Αλάτι + Οξύ
2NaCl + H 2 SO 4 = 2HCl + Na 2 SO 4
Οι βάσεις είναι πολύπλοκες ουσίες των οποίων τα μόρια αποτελούνται από άτομο μετάλλου και μία ή περισσότερες ομάδες υδροξειδίου.
Οι βάσεις είναι ηλεκτρολύτες που διασπώνται για να σχηματίσουν κατιόντα μεταλλικών στοιχείων και ανιόντα υδροξειδίου.
Για παράδειγμα:
ΚΟΝ = Κ +1 + ΟΗ -1
6. Ταξινόμηση λόγων:
1. Με τον αριθμό των υδροξυλομάδων στο μόριο:
α) · Μονοξύ, τα μόρια του οποίου περιέχουν μία ομάδα υδροξειδίου.
β) · Διοξέα, τα μόρια των οποίων περιέχουν δύο ομάδες υδροξειδίου.
γ) · Τριοξέα, τα μόρια των οποίων περιέχουν τρεις ομάδες υδροξειδίου.
2. Σύμφωνα με τη διαλυτότητα στο νερό: Διαλυτό και Αδιάλυτο.
7.Φυσικές ιδιότητες βάσεων:
Όλες οι ανόργανες βάσεις είναι στερεές (εκτός από το υδροξείδιο του αμμωνίου). Οι λόγοι έχουν διαφορετικό χρώμα: υδροξείδιο του καλίου - λευκό, υδροξείδιο του χαλκού - μπλε, υδροξείδιο του σιδήρου - κόκκινο-καφέ.
Διαλυτός λόγους σχηματίζουν διαλύματα που αισθάνονται σαν σαπούνι στην αφή, έτσι πήραν το όνομά τους αυτές οι ουσίες αλκαλίο.
Τα αλκάλια σχηματίζουν μόνο 10 στοιχεία του περιοδικού πίνακα χημικά στοιχεία D.I. Mendeleev: 6 αλκαλιμέταλλα - λίθιο, νάτριο, κάλιο, ρουβίδιο, καίσιο, φράγκιο και 4 μέταλλα αλκαλικών γαιών - ασβέστιο, στρόντιο, βάριο, ράδιο.
8. Χημικές ιδιότητες βάσεων:
1. Τα υδατικά διαλύματα αλκαλίων αλλάζουν το χρώμα των δεικτών. φαινολοφθαλεΐνη - βυσσινί, μεθυλ πορτοκαλί - κίτρινο. Αυτό εξασφαλίζεται από την ελεύθερη παρουσία υδροξοομάδων στο διάλυμα. Γι' αυτό οι κακοδιαλυτές βάσεις δεν δίνουν τέτοια αντίδραση.
2. Αλληλεπιδρώ :
α) με οξέα: Βάση + Οξύ = Αλάτι + Η 2 Ο
KOH + HCl = KCl + H2O
β) με οξείδια οξέος:Αλκάλιο + Οξείδιο οξέος = Αλάτι + Η 2 Ο
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
γ) με λύσεις:Διάλυμα αλάτι + Διάλυμα αλατιού = Νέα βάση + Νέο αλάτι
2NaOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4
δ) με αμφοτερικά μέταλλα: Zn + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2
Αμφοτερικά υδροξείδια:
α) Αντιδράστε με οξέα για να σχηματίσετε αλάτι και νερό:
Υδροξείδιο χαλκού(II) + 2HBr = CuBr2 + νερό.
σι). Αντίδραση με αλκάλια: αποτέλεσμα - αλάτι και νερό (κατάσταση: σύντηξη):
Zn(OH)2 + 2CsOH = άλας + 2H2O.
V). Αντιδράστε με ισχυρά υδροξείδια: το αποτέλεσμα είναι άλατα εάν η αντίδραση γίνει σε υδατικό διάλυμα: Cr(OH)3 + 3RbOH = Rb3
Όταν θερμαίνονται, οι βάσεις που είναι αδιάλυτες στο νερό αποσυντίθενται στο βασικό οξείδιο και το νερό:
Αδιάλυτη Βάση = Βασικό Οξείδιο + Η2Ο
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O
Άλατα – πρόκειται για προϊόντα ατελούς αντικατάστασης ατόμων υδρογόνου σε μόρια οξέος με άτομα μετάλλου ή πρόκειται για προϊόντα αντικατάστασης ομάδων υδροξειδίου σε μόρια βάσης με όξινα υπολείμματα .
Άλατα- αυτοί είναι ηλεκτρολύτες που διασπώνται για να σχηματίσουν κατιόντα του μεταλλικού στοιχείου και ανιόντα του υπολείμματος οξέος.
Για παράδειγμα:
K 2 CO 3 = 2K +1 + CO 3 2-
Ταξινόμηση:
Κανονικά άλατα. Αυτά είναι τα προϊόντα της πλήρους αντικατάστασης των ατόμων υδρογόνου σε ένα μόριο οξέος με άτομα μη μετάλλου ή τα προϊόντα της πλήρους αντικατάστασης των ομάδων υδροξειδίου σε ένα μόριο βάσης με όξινα υπολείμματα.
Άλατα οξέων. Πρόκειται για προϊόντα ατελούς αντικατάστασης ατόμων υδρογόνου στα μόρια πολυβασικών οξέων με άτομα μετάλλου.
Βασικά άλατα.Πρόκειται για προϊόντα ατελούς αντικατάστασης ομάδων υδροξειδίου σε μόρια πολυόξινων βάσεων με όξινα υπολείμματα.
Τύποι αλάτων:
Διπλά άλατα- περιέχουν δύο διαφορετικά κατιόντα που λαμβάνονται με κρυστάλλωση από ένα μικτό διάλυμα αλάτων με διαφορετικά κατιόντα, αλλά τα ίδια ανιόντα.
Ανάμεικτα άλατα- περιέχουν δύο διαφορετικά ανιόντα.
Ενυδατικά άλατα(κρυσταλλικοί υδρίτες) - περιέχουν μόρια νερού κρυστάλλωσης.
Σύνθετα άλατα- περιέχουν ένα σύνθετο κατιόν ή ένα σύνθετο ανιόν.
Μια ειδική ομάδα αποτελείται από άλατα οργανικών οξέων, οι ιδιότητες των οποίων διαφέρουν σημαντικά από τις ιδιότητες των ορυκτών αλάτων. Μερικά από αυτά μπορούν να ταξινομηθούν ως ειδική κατηγορία οργανικών αλάτων, τα λεγόμενα ιοντικά υγρά ή αλλιώς «υγρά άλατα», οργανικά άλατα με σημείο τήξης κάτω από 100 °C.
Φυσικές ιδιότητες:
Τα περισσότερα άλατα είναι λευκά στερεά. Μερικά άλατα είναι χρωματιστά. Για παράδειγμα, διχρωμικό πορτοκαλί κάλιο, πράσινο θειικό νικέλιο.
Ανάλογα με τη διαλυτότητα στο νερόΤα άλατα χωρίζονται σε διαλυτά στο νερό, ελαφρώς διαλυτά στο νερό και αδιάλυτα.
Χημικές ιδιότητες:
Τα διαλυτά άλατα σε υδατικά διαλύματα διασπώνται σε ιόντα:
1. Τα μέτρια άλατα διασπώνται σε μεταλλικά κατιόντα και ανιόντα υπολειμμάτων οξέος:
Τα όξινα άλατα διασπώνται σε μεταλλικά κατιόντα και σύνθετα ανιόντα:
KHSO 3 = K + HSO 3
· Τα βασικά μέταλλα διασπώνται σε πολύπλοκα κατιόντα και ανιόντα όξινων υπολειμμάτων:
AlOH(CH 3 COO) 2 = AlOH + 2CH 3 COO
2. Τα άλατα αλληλεπιδρούν με μέταλλα για να σχηματίσουν ένα νέο άλας και ένα νέο μέταλλο: Me(1) + Salt(1) = Me(2) + Salt(2)
CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu
3. Διαλύματα αλληλεπιδρούν με αλκάλια Διάλυμα άλατος + Αλκαλικό διάλυμα = Νέο αλάτι + Νέα βάση:
FeCl 3 + 3KOH = Fe(OH) 3 + 3KCl
4. Τα άλατα αλληλεπιδρούν με οξέα Αλάτι + Οξύ = Αλάτι + Οξύ:
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl
5. Τα άλατα μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους Αλάτι(1) + Αλάτι(2) = Αλάτι(3) + Αλάτι(4):
AgNO 3 + KCl = AgCl + KNO 3
6. Τα βασικά άλατα αλληλεπιδρούν με τα οξέα Βασικό άλας + Οξύ = Μέτριο άλας + Η 2 Ο:
CuOHCl + HCl = CuCl 2 + H 2 O
7. Τα όξινα άλατα αλληλεπιδρούν με τα αλκάλια Όξινο αλάτι + Αλκάλιο = Μέτριο αλάτι + Η 2 Ο:
NaHSO 3 + NaOH = Na 2 SO 3 + H 2 O
8. Πολλά άλατα αποσυντίθενται όταν θερμαίνονται: MgCO 3 = MgO + CO 2
Εκπρόσωποι των αλάτων και η σημασία τους:
Τα άλατα χρησιμοποιούνται ευρέως τόσο στην παραγωγή όσο και στην Καθημερινή ζωή:
Άλατα του υδροχλωρικού οξέος. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα χλωρίδια είναι το χλωριούχο νάτριο και το χλωριούχο κάλιο.
Το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) απομονώνεται από τη λίμνη και θαλασσινό νερό, και εξορύσσονται επίσης σε αλατωρυχεία. Το επιτραπέζιο αλάτι χρησιμοποιείται για φαγητό. Στη βιομηχανία, το χλωριούχο νάτριο χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή χλωρίου, υδροξειδίου του νατρίου και σόδας.
Το χλωριούχο κάλιο χρησιμοποιείται σε γεωργίαως λίπασμα καλίου.
Άλατα θειικού οξέος. Στην κατασκευή και την ιατρική, χρησιμοποιείται ευρέως ο ημιυδατικός γύψος, που λαμβάνεται με ψήσιμο πετρωμάτων (διένυδρο θειικό ασβέστιο). Όταν αναμιγνύεται με νερό, σκληραίνει γρήγορα για να σχηματίσει διένυδρο θειικό ασβέστιο, δηλαδή γύψο.
Το δεκαϋδρικό θειικό νάτριο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή σόδας.
Άλατα νιτρικού οξέος. Τα νιτρικά άλατα χρησιμοποιούνται κυρίως ως λιπάσματα στη γεωργία. Τα σημαντικότερα από αυτά είναι το νιτρικό νάτριο, το νιτρικό κάλιο, το νιτρικό ασβέστιο και το νιτρικό αμμώνιο. Συνήθως αυτά τα άλατα ονομάζονται νιτρικά.
Από τα ορθοφωσφορικά, το πιο σημαντικό είναι το ορθοφωσφορικό ασβέστιο. Αυτό το αλάτι χρησιμεύει ως το κύριο συστατικό των ορυκτών - φωσφορίτες και απατίτες. Οι φωσφορίτες και οι απατίτες χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες για την παραγωγή φωσφορικών λιπασμάτων, όπως τα υπερφωσφορικά και τα ιζήματα.
Άλατα ανθρακικού οξέος. Το ανθρακικό ασβέστιο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ασβέστη.
Το ανθρακικό νάτριο (σόδα) χρησιμοποιείται στην παραγωγή γυαλιού και στη σαπωνοποιία.
- Το ανθρακικό ασβέστιο βρίσκεται επίσης στη φύση με τη μορφή ασβεστόλιθου, κιμωλίας και μαρμάρου.
Ο υλικός κόσμος στον οποίο ζούμε και του οποίου είμαστε ένα μικροσκοπικό μέρος είναι ένας και ταυτόχρονα απείρως ποικιλόμορφος. Ενότητα και διαφορετικότητα ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣαυτού του κόσμου εκδηλώνεται πιο ξεκάθαρα στη γενετική σύνδεση των ουσιών, η οποία αντανακλάται στη λεγόμενη γενετική σειρά.
Γενετικήκαλούμε τη σύνδεση μεταξύ ουσιών διαφορετικών τάξεων με βάση τους αμοιβαίους μετασχηματισμούς τους.
Εάν η βάση της γενετικής σειράς στην ανόργανη χημεία αποτελείται από ουσίες που σχηματίζονται από ένα χημικό στοιχείο, τότε η βάση της γενετικής σειράς στην οργανική χημεία (χημεία των ενώσεων άνθρακα) αποτελείται από ουσίες με τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα σε το μόριο.
Έλεγχος γνώσεων:
1. Ορίστε τα άλατα, τις βάσεις, τα οξέα, τα χαρακτηριστικά τους, τις κύριες χαρακτηριστικές αντιδράσεις.
2. Γιατί τα οξέα και οι βάσεις συνδυάζονται στην ομάδα υδροξειδίων; Τι κοινό έχουν και σε τι διαφέρουν; Γιατί χρειάζεται να προστεθεί αλκάλιο σε διάλυμα άλατος αλουμινίου και όχι το αντίστροφο;
3. Εργασία: Δώστε παραδείγματα εξισώσεων αντίδρασης που απεικονίζουν αυτές τις γενικές ιδιότητες των αδιάλυτων βάσεων.
4. Εργασία: Προσδιορίστε την κατάσταση οξείδωσης ατόμων μεταλλικών στοιχείων στους συγκεκριμένους τύπους. Τι μοτίβο μπορεί να παρατηρηθεί μεταξύ των καταστάσεων οξείδωσής τους στο οξείδιο και τη βάση;
ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΣΠΙΤΙ:
Επεξεργαστείτε: L2.σελ.162-172, αναδιήγηση σημειώσεων διάλεξης Νο. 5.
Να γράψετε τις εξισώσεις των πιθανών αντιδράσεων σύμφωνα με τα διαγράμματα, να αναφέρετε τα είδη των αντιδράσεων: α) HCl + CaO ... ;
β) HCl + Al(OH) 3 ...;
γ) Mg + HCl ... ;
δ) Hg + HCl ... .
Χωρίστε τις ουσίες σε κατηγορίες ενώσεων.Τύποι ουσιών: 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
Διάλεξη Νο. 6.
Θέμα: Μέταλλα. Θέση μεταλλικών στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Εύρεση μετάλλων στη φύση. μέταλλα.Αλληλεπίδραση μετάλλων με αμέταλλα (χλώριο, θείο και οξυγόνο).
Εξοπλισμός: περιοδικός πίνακας χημικών στοιχείων, συλλογή μετάλλων, σειρά δραστηριοτήτων μετάλλων.
Σχέδιο μελέτης θέματος
(κατάλογος ερωτήσεων που απαιτούνται για τη μελέτη):
1. Η θέση των στοιχείων – μετάλλων στον περιοδικό πίνακα, η δομή των ατόμων τους.
2. Τα μέταλλα ως απλές ουσίες. Μεταλλικό δέσιμο, μεταλλικά κρυσταλλικά πλέγματα.
3. Γενικά φυσικές ιδιότητεςμέταλλα
4. Η επικράτηση των μεταλλικών στοιχείων και των ενώσεων τους στη φύση.
5. Χημικές ιδιότητες μεταλλικών στοιχείων.
6. Η έννοια της διάβρωσης.
Νιτρικό οξύ και οι ιδιότητές του.
Το καθαρό νιτρικό οξύ HNO 3 είναι ένα άχρωμο υγρό. Στον αέρα «καπνίζει», όπως το συμπυκνωμένο υδροχλωρικό οξύ, αφού οι ατμοί του σχηματίζουν μικρά σταγονίδια ομίχλης με την υγρασία του αέρα.
Το νιτρικό οξύ δεν είναι ισχυρό. Ήδη υπό την επίδραση του φωτός σταδιακά αποσυντίθεται:
4HN0 3 = 4N0 2 + 0 2 + 2H 2 0.
Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία και όσο πιο συμπυκνωμένο είναι το οξύ, τόσο πιο γρήγορα γίνεται η αποσύνθεση. Το διοξείδιο του αζώτου που απελευθερώνεται διαλύεται στο οξύ και του δίνει ένα καφέ χρώμα.
Το νιτρικό οξύ είναι ένα από τα ισχυρότερα οξέα: σε αραιά διαλύματα αποσυντίθεται πλήρως σε ιόντα Η+ και N0 _.
Το νιτρικό οξύ είναι ένας από τους πιο ενεργητικούς οξειδωτικούς παράγοντες. Πολλά αμέταλλα οξειδώνονται εύκολα από αυτό, μετατρέποντας στα αντίστοιχα οξέα. Έτσι, το θείο, όταν βράζεται με νιτρικό οξύ, οξειδώνεται σταδιακά σε θειικό οξύ, ο φώσφορος σε φωσφορικό οξύ.
Το νιτρικό οξύ δρα σε όλα σχεδόν τα μέταλλα (βλ. Ενότητα 11.3.2), μετατρέποντάς τα σε νιτρικά άλατα και ορισμένα μέταλλα σε οξείδια.
Το συμπυκνωμένο HNO 3 παθητικοποιεί ορισμένα μέταλλα.
Η κατάσταση οξείδωσης του αζώτου στο νιτρικό οξύ είναι +5. Λειτουργώντας ως οξειδωτικός παράγοντας, το HNO 3 μπορεί να αναχθεί σε διάφορα προϊόντα:
4 +3 +2 +1 0 -3
N0 2 N 2 0 3 NO N 2 O N 2 NH 4 N0 3
Ποια από αυτές τις ουσίες σχηματίζεται, δηλαδή πόσο βαθιά ανάγεται το νιτρικό οξύ σε μια δεδομένη περίπτωση, εξαρτάται από τη φύση του αναγωγικού παράγοντα και από τις συνθήκες αντίδρασης, κυρίως από τη συγκέντρωση του οξέος. Όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση HNO3, τόσο λιγότερο βαθιά μειώνεται. Όταν αντιδρά με πυκνό οξύ, το ΝΟ2 απελευθερώνεται συχνότερα. Όταν το αραιό νιτρικό οξύ αντιδρά με μέταλλα χαμηλής δράσης, για παράδειγμα, χαλκό, απελευθερώνεται ΝΟ. Στην περίπτωση των πιο ενεργών μετάλλων - σιδήρου, σχηματίζεται ψευδάργυρος - N2O. Ιδιαίτερα αραιωμένο νιτρικό οξύ αντιδρά με ενεργά μέταλλα - ψευδάργυρο, μαγνήσιο, αλουμίνιο - για να σχηματίσει ιόν αμμωνίου, το οποίο δίνει νιτρικό αμμώνιο με το οξύ. Συνήθως σχηματίζονται πολλά προϊόντα ταυτόχρονα.
Cu + HN0 3 (συμπ.) - Cu (N0 3) 2 + N0 2 + H 2 0;
Cu + HN03 (αραιωμένο) -^ Cu(N03) 2 + N0 + H2O;
Mg + HN0 3 (αραιωμένο) -> Mg(N0 3) 2 + N 2 0 + n 2 0;
Zn + HN0 3 (πολύ αραιό) - Zn(N0 3) 2 + NH 4 N0 3 + H 2 0.
Όταν το νιτρικό οξύ δρα σε μέταλλα, το υδρογόνο, κατά κανόνα, δεν απελευθερώνεται.
Όταν τα μη μέταλλα οξειδώνονται, το πυκνό νιτρικό οξύ, όπως στην περίπτωση των μετάλλων, ανάγεται σε NO 2, για παράδειγμα
S + 6HNO 3 = H 2 S0 4 + 6N0 2 + 2H 2 0.
ZR + 5HN0 3 + 2N 2 0 = ZN 3 RO 4 + 5N0
Τα διαγράμματα που δίνονται απεικονίζουν τις πιο χαρακτηριστικές περιπτώσεις αλληλεπίδρασης νιτρικού οξέος με μέταλλα και αμέταλλα. Γενικά, οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής που περιλαμβάνουν HNO 3 είναι πολύπλοκες.
Ένα μείγμα που αποτελείται από 1 όγκο νιτρικού οξέος και 3-4 όγκους πυκνού υδροχλωρικού οξέος ονομάζεται aqua regia. Το Aqua regia διαλύει ορισμένα μέταλλα που δεν αντιδρούν με το νιτρικό οξύ, συμπεριλαμβανομένου του «βασιλιά των μετάλλων» - του χρυσού. Η δράση του εξηγείται από το γεγονός ότι το νιτρικό οξύ οξειδώνει το υδροχλωρικό οξύ με την απελευθέρωση ελεύθερου χλωρίου και το σχηματισμό χλωροξειδίου του αζώτου (1Ν), ή νιτροζυλοχλωριδίου, N0C1:
HN0 3 + ZNS1 = C1 2 + 2H 2 0 + N0C1.
Το νιτροζυλοχλωρίδιο είναι ένα ενδιάμεσο προϊόν της αντίδρασης και αποσυντίθεται:
2N0C1 = 2N0 + C1 2.
Το χλώριο τη στιγμή της απελευθέρωσης αποτελείται από άτομα, γεγονός που καθορίζει την υψηλή οξειδωτική ικανότητα του aqua regia. Οι αντιδράσεις οξείδωσης χρυσού και πλατίνας προχωρούν κυρίως σύμφωνα με τις ακόλουθες εξισώσεις:
Au + HN0 3 + ZNS1 = AuCl 3 + NO + 2H 2 0;
3Pt + 4HN0 3 + 12HC1 = 3PtCl 4 + 4N0 + 8H 2 0.
Το νιτρικό οξύ δρα σε πολλές οργανικές ουσίες με τέτοιο τρόπο ώστε ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου στο μόριο μιας οργανικής ένωσης να αντικαθίστανται από νιτροομάδες - NO 2. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται νίτρωση και έχει μεγάλης σημασίαςστην οργανική χημεία.
Τα άλατα του νιτρικού οξέος ονομάζονται νιτρικά. Όλα διαλύονται καλά στο νερό και όταν θερμανθούν αποσυντίθενται απελευθερώνοντας οξυγόνο. Σε αυτή την περίπτωση, τα νιτρικά άλατα των πιο ενεργών μετάλλων μετατρέπονται σε νιτρώδη:
2KN0 3 = 2KN0 2 +O 2
Εργοστασιακή παραγωγήνιτρικό οξύ. Οι σύγχρονες βιομηχανικές μέθοδοι για την παραγωγή νιτρικού οξέος βασίζονται στην καταλυτική οξείδωση της αμμωνίας με ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Κατά την περιγραφή των ιδιοτήτων της αμμωνίας, υποδείχθηκε ότι καίγεται σε οξυγόνο και τα προϊόντα αντίδρασης είναι νερό και ελεύθερο άζωτο. Αλλά με την παρουσία καταλυτών, η οξείδωση της αμμωνίας με οξυγόνο μπορεί να προχωρήσει διαφορετικά. Εάν ένα μείγμα αμμωνίας και αέρα περάσει πάνω από τον καταλύτη, τότε στους 750 °C και σε μια ορισμένη σύνθεση του μείγματος, συμβαίνει σχεδόν πλήρης μετατροπή του NH 3 σε N0:
4NH 3 (r) + 5O 2 (g) = 4NO (r) + 6H 2 O (g), ΑΝ = -907 kJ.
Το NO2 που προκύπτει μετατρέπεται εύκολα σε NO2, το οποίο, με νερό παρουσία ατμοσφαιρικού οξυγόνου, παράγει νιτρικό οξύ.
Τα κράματα με βάση την πλατίνα χρησιμοποιούνται ως καταλύτες για την οξείδωση της αμμωνίας.
Το νιτρικό οξύ που λαμβάνεται με την οξείδωση της αμμωνίας έχει συγκέντρωση που δεν υπερβαίνει το 60%. Εάν είναι απαραίτητο, συμπυκνώνεται.
Η βιομηχανία παράγει αραιωμένο νιτρικό οξύ με συγκεντρώσεις 55, 47 και 45%, και πυκνό νιτρικό οξύ - 98 και 97%. Το συμπυκνωμένο οξύ μεταφέρεται σε δεξαμενές αλουμινίου, το αραιωμένο οξύ μεταφέρεται σε δεξαμενές κατασκευασμένες από ανθεκτικό στα οξέα χάλυβα.
Εισιτήριο 5
2. Ο ρόλος του σιδήρου στις διαδικασίες ζωής του οργανισμού.
Σίδηρος στο σώμα. Ο σίδηρος υπάρχει στο σώμα όλων των ζώων και στα φυτά (κατά μέσο όρο περίπου 0,02%). είναι απαραίτητο κυρίως για το μεταβολισμό του οξυγόνου και τις οξειδωτικές διεργασίες. Υπάρχουν οργανισμοί (οι λεγόμενοι συμπυκνωτές) ικανοί να το συσσωρεύσουν σε μεγάλες ποσότητες (για παράδειγμα, βακτήρια σιδήρου - έως και 17-20% του σιδήρου). Σχεδόν όλος ο σίδηρος στα ζώα και τα φυτά συνδέεται με τις πρωτεΐνες. Η έλλειψη σιδήρου προκαλεί επιβράδυνση της ανάπτυξης και χλώρωση στα φυτά που σχετίζονται με μειωμένο σχηματισμό χλωροφύλλης. Η περίσσεια σιδήρου έχει επίσης επιβλαβή επίδραση στην ανάπτυξη των φυτών, προκαλώντας, για παράδειγμα, στειρότητα των ανθέων του ρυζιού και χλώρωση. Σε αλκαλικά εδάφη, σχηματίζονται ενώσεις σιδήρου που είναι απρόσιτες για απορρόφηση από τις ρίζες των φυτών και τα φυτά δεν τον λαμβάνουν σε επαρκείς ποσότητες. σε όξινα εδάφη, ο σίδηρος μετατρέπεται σε διαλυτές ενώσεις σε υπερβολικές ποσότητες. Όταν υπάρχει ανεπάρκεια ή περίσσεια αφομοιώσιμων ενώσεων σιδήρου στο έδαφος, μπορεί να παρατηρηθούν ασθένειες των φυτών σε μεγάλες εκτάσεις.
Ο σίδηρος εισέρχεται στο σώμα των ζώων και των ανθρώπων με την τροφή (οι πιο πλούσιες πηγές σε αυτόν είναι το συκώτι, το κρέας, τα αυγά, τα όσπρια, το ψωμί, τα δημητριακά, το σπανάκι και τα παντζάρια). Κανονικά, ένα άτομο λαμβάνει 60-110 mg σιδήρου στη διατροφή του, το οποίο το υπερβαίνει σημαντικά καθημερινή απαίτηση. Η απορρόφηση του σιδήρου που λαμβάνεται από τα τρόφιμα λαμβάνει χώρα στο άνω μέρος του λεπτού εντέρου, από όπου εισέρχεται στο αίμα σε μορφή δεσμευμένη με πρωτεΐνη και μεταφέρεται με το αίμα σε διάφορα όργανα και ιστούς, όπου εναποτίθεται με τη μορφή σιδήρου- σύμπλεγμα πρωτεϊνών - φερριτίνη. Η κύρια αποθήκη σιδήρου στο σώμα είναι το συκώτι και ο σπλήνας. Λόγω της φερριτίνης, πραγματοποιείται η σύνθεση όλων των ενώσεων του σώματος που περιέχουν σίδηρο: η αναπνευστική χρωστική ουσία αιμοσφαιρίνη συντίθεται στο μυελό των οστών, η μυοσφαιρίνη συντίθεται στους μύες, τα κυτοχρώματα και άλλα ένζυμα που περιέχουν σίδηρο συντίθενται σε διάφορους ιστούς. Ο σίδηρος απελευθερώνεται από τον οργανισμό κυρίως μέσω του τοιχώματος του παχέος εντέρου (στον άνθρωπο, περίπου 6-10 mg την ημέρα) και σε μικρό βαθμό από τα νεφρά.
: μονοένυδρο (HNO3 ·H2O) και τριένυδρο (HNO3 ·3H2O).
Φυσικές και φυσικοχημικές ιδιότητες
Διάγραμμα φάσεων υδατικού διαλύματος νιτρικού οξέος.
Το άζωτο στο νιτρικό οξύ είναι τετρασθενές, κατάσταση οξείδωσης +5. Το νιτρικό οξύ είναι ένα άχρωμο υγρό που αναθυμιάζεται στον αέρα, σημείο τήξης −41,59 °C, σημείο βρασμού +82,6 °C με μερική αποσύνθεση. Η διαλυτότητα του νιτρικού οξέος στο νερό δεν είναι περιορισμένη. Τα υδατικά διαλύματα HNO 3 με κλάσμα μάζας 0,95-0,98 ονομάζονται «ατμίζον νιτρικό οξύ», με κλάσμα μάζας 0,6-0,7 - πυκνό νιτρικό οξύ. Σχηματίζει αζεοτροπικό μίγμα με νερό (κλάσμα μάζας 68,4%, ρε 20 = 1,41 g/cm, T bp = 120,7 °C)
Όταν κρυσταλλώνεται από υδατικά διαλύματα, το νιτρικό οξύ σχηματίζει κρυσταλλικούς υδρίτες:
- μονοένυδρο HNO 3 H 2 O, T pl = -37,62 °C
- τριένυδρο HNO 3 3H 2 O, T pl = -18,47 °C
Το στερεό νιτρικό οξύ σχηματίζει δύο κρυσταλλικές τροποποιήσεις:
- μονοκλινική, διαστημική ομάδα Π 2 1/a, ένα= 1.623 nm, σι= 0,857 nm, ντο= 0,631, β = 90°, Ζ = 16;
Το μονοένυδρο σχηματίζει κρυστάλλους στο ορθορομβικό σύστημα, διαστημική ομάδα Π na2, ένα= 0,631 nm, σι= 0,869 nm, ντο= 0,544, Ζ = 4;
Η πυκνότητα των υδατικών διαλυμάτων του νιτρικού οξέος σε συνάρτηση με τη συγκέντρωσή του περιγράφεται από την εξίσωση
όπου d είναι η πυκνότητα σε g/cm³, c είναι το κλάσμα μάζας του οξέος. Αυτός ο τύπος περιγράφει ανεπαρκώς τη συμπεριφορά της πυκνότητας σε συγκεντρώσεις μεγαλύτερες από 97%.
Χημικές ιδιότητες
Το υψηλής συγκέντρωσης HNO 3 έχει συνήθως καφέ χρώμα λόγω της διαδικασίας αποσύνθεσης που συμβαίνει στο φως:
Όταν θερμαίνεται, το νιτρικό οξύ αποσυντίθεται σύμφωνα με την ίδια αντίδραση. Το νιτρικό οξύ μπορεί να αποσταχθεί (χωρίς αποσύνθεση) μόνο υπό μειωμένη πίεση (το υποδεικνυόμενο σημείο βρασμού στην ατμοσφαιρική πίεση βρίσκεται με παρέκταση).
γ) εκτοπίζει τα αδύναμα οξέα από τα άλατά τους:
Όταν βράζει ή εκτίθεται στο φως, το νιτρικό οξύ αποσυντίθεται μερικώς:
Το νιτρικό οξύ σε οποιαδήποτε συγκέντρωση παρουσιάζει τις ιδιότητες ενός οξειδωτικού οξέος, με το άζωτο να ανάγεται σε κατάσταση οξείδωσης από +4 σε -3. Το βάθος της αναγωγής εξαρτάται κυρίως από τη φύση του αναγωγικού παράγοντα και τη συγκέντρωση του νιτρικού οξέος. Ως οξειδωτικό οξύ, το HNO 3 αλληλεπιδρά:
Νιτρικά
Το νιτρικό οξύ είναι ένα ισχυρό οξύ. Τα άλατά του - νιτρικά - λαμβάνονται με τη δράση του ΗΝΟ 3 σε μέταλλα, οξείδια, υδροξείδια ή ανθρακικά άλατα. Όλα τα νιτρικά άλατα είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Το νιτρικό ιόν δεν υδρολύεται στο νερό.
Τα άλατα του νιτρικού οξέος αποσυντίθενται μη αναστρέψιμα όταν θερμαίνονται και η σύνθεση των προϊόντων αποσύνθεσης καθορίζεται από το κατιόν:
α) νιτρικά άλατα μετάλλων που βρίσκονται στη σειρά τάσης στα αριστερά του μαγνησίου:
β) νιτρικά άλατα μετάλλων που βρίσκονται στο εύρος τάσης μεταξύ μαγνησίου και χαλκού:
γ) νιτρικά άλατα μετάλλων που βρίσκονται στη σειρά τάσης προς τα δεξιά:
Τα νιτρικά άλατα σε υδατικά διαλύματα δεν παρουσιάζουν ουσιαστικά οξειδωτικές ιδιότητες, αλλά σε υψηλές θερμοκρασίες στη στερεά κατάσταση είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες, για παράδειγμα, κατά τη σύντηξη στερεών:
Ιστορικές πληροφορίες
Η μέθοδος λήψης αραιού νιτρικού οξέος με ξηρή απόσταξη άλατος με στυπτηρία και θειικό χαλκό προφανώς περιγράφηκε για πρώτη φορά στις πραγματείες του Jabir (Geber σε λατινοποιημένες μεταφράσεις) τον 8ο αιώνα. Αυτή η μέθοδος, με διάφορες τροποποιήσεις, η σημαντικότερη από τις οποίες ήταν η αντικατάσταση του θειικού χαλκού με θειικό σίδηρο, χρησιμοποιήθηκε στην ευρωπαϊκή και αραβική αλχημεία μέχρι τον 17ο αιώνα.
Τον 17ο αιώνα, ο Glauber πρότεινε μια μέθοδο για την παραγωγή πτητικών οξέων με αντίδραση των αλάτων τους με πυκνό θειικό οξύ, συμπεριλαμβανομένου του νιτρικού οξέος από νιτρικό κάλιο, το οποίο κατέστησε δυνατή την εισαγωγή του συμπυκνωμένου νιτρικού οξέος στη χημική πρακτική και τη μελέτη των ιδιοτήτων του. Μέθοδος