LÝ THUYẾT / HÓA HỌC / HÓA HỌC VÔ CƠ / CHỦ ĐỀ 9. CÁC AXIT OXI HÓA MẠNH

AXIT NITRIC

- Trong hợp chất HNO₃, nguyên tố nitơ có số oxi hóa CAO NHẤT là +5

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Axit nitric TINH KHIẾT là chất lỏng KHÔNG MÀU, BỐC KHÓI MẠNH trong không khí ẩm, $D = 1, 53 g / c m^{3}$ $D = 1, 53 g / c m^{3}$ , sôi ở $86^{0} C$ .

- Trong điều kiện THƯỜNG, dung dịch có màu HƠI VÀNG do HNO₃bị PHÂN HỦY CHẬM:

4HNO₃ → 4NO₂ + 2H₂O + O₂

=> phải đựng dung dịch HNO₃ trong bình TỐI MÀU.

II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1. HNO3 LÀ MỘT AXIT MẠNH

(Thể hiện ĐẦY ĐỦ tính chất của 1 axit)

- Làm quỳ tím chuyển thành MÀU ĐỎ.

- Tác dụng với OXIT BAZƠ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị CAO NHẤT) → muối + H₂O

2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

- Tác dụng với BAZƠ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị CAO NHẤT) → muối + H₂O:

2HNO₃ + Mg(OH)₂ → Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

- Tác dụng với MUỐI (axit MẠNH đẩy được axit YẾU ra khỏi muối) → muối mới + axit mới:

2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

2. HNO3 LÀ MỘT CHẤT OXI HOÁ MẠNH

* SỐ OXI HOÁ của nitơ: -3 0 +1 +2 +3 +4 +5

* Nhận xét: N trong HNO₃ có số oxi hóa CAO NHẤT nên HNO₃ có tính oxi hóa MẠNH.

- Tác dụng với KIM LOẠI

M + HNO₃ → M(NO₃)_n + {NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃} + H₂O

VD. Cu + 4HNO₃ (đặc) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

* NHẬN XÉT:

- HNO₃ phản ứng với HẦU HẾT các kim loại TRỪ Au và Pt.

- SẢN PHẨM KHỬ của N⁺⁵ là tùy thuộc vào độ MẠNH của kim loại và NỒNG ĐỘ của dung dịch axit.

- Thông thường thì dung dịch ĐẶC → NO₂, dung dịch LOÃNG → NO; dung dịch axit CÀNG LOÃNG, kim loại CÀNG MẠNH thì N bị khử xuống mức càng SÂU.

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

- HNO₃đặc nguội THỤ ĐỘNG với Al, Fe, Cr.

* CHÚ Ý: Nếu cho Fe hoặc HỖN HỢP Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO₃ mà sau phản ứng còn DƯ kim loại

=> trong dung dịch Fe thu được CHỈ ở dạng muối Fe²⁺.

- Tác dụng với PHI KIM

(HNO₃ đặc tác dụng được với các phi kim có tính KHỬ như C, S, P...).

C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

S + 4HNO₃ → SO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

- Tác dụng với các CHẤT KHỬ KHÁC

(oxit bazơ, bazơ và muối trong đó kim loại có số oxi hóa TRUNG GIAN).

4HNO₃ + FeO → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

4HNO₃ + FeCO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O + CO₂

III. ỨNG DỤNG

- Axit nitric là một trong những hóa chất CƠ BẢN và QUAN TRỌNG.

- Phần lớn axit này được dùng để sản xuất PHÂN ĐẠM.

- Ngoài ra nó còn được dùng để sản xuất THUỐC NỔ, thuốc nhuộm, dược phẩm...

IV. SẢN XUẤT

1. TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

H₂SO₄ đặc + NaNO₃ tinh thể → HNO₃ + NaHSO₄

2. TRONG CÔNG NGHIỆP

NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃

4NH₃+ 5O₂ → 4NO + 6H₂O (Pt, 850⁰C)

2NO + O₂ → 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

V. MUỐI NITRAT

1. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Tất cả các muối nitrat đều TAN NHIỀU trong nước và là chất điện li MẠNH.

2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Các muối nitrat kém bền với nhiệt, chúng BỊ PHÂN HỦY khi đun nóng.

- Muối nitrat của các kim loại hoạt động MẠNH đứng trước Mg (kali, natri,…) bị PHÂN HỦY thành muối nitrit và oxit.

2KNO₃to → 2KNO₂ + O₂

- Muối nitrat của kim loại từ Mg đến Cu bị PHÂN HUỶ thành oxit kim loại tương ứng, NO₂ và O₂

2Cu(NO₃)₂ to→ 2CuO + 4NO₂ + O₂

- Muối nitrat của kim loại KÉM HOẠT ĐỘNG (Sau Cu) bị PHÂN HỦY thành kim loại tương ứng, khí NO₂ và O₂.

2AgNO₃t0→ 2Ag + 2NO₂ + O₂

- Muối nitrat nhiệt phân KHÔNG ĐỂ LẠI DẤU VẾT GÌ

Hg(NO₃)₂→Hg↑ + NO_2↑+ O_2↑

INO₃→ I_2↑+ O_2↑+ NO₂_↑

3. NHẬN BIẾT ION NITRAT

- Trong môi trường axit, ion NO₃^-thể hiện tính oxi hóa giống như HNO₃.

- Do đó thuốc thử dùng để nhận biết ion NO₃^- là hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H₂SO₄ loãng, đun nóng.

- Hiện tượng: dung dịch có màu xanh, khí không màu hóa nâu đỏ trong không khí.

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ (dd màu xanh) + 2NO↑ + 4H₂O

2NO + O₂ (không khí) → 2NO₂ (màu nâu đỏ)