Азотная и серная кислоты с неметаллами таблица

Взаимодействие неметаллов с концентрированной серной, азотной и разбавленной азотной кислотой

2020-09-24
84

Реакции H₂SO_4(к) с неметаллами протекает по следующим схемам:

При взаимодействии разбавленной азотной кислоты HNO₃ с неметаллами, как правило, образуется соответствующая для неметалла кислородосодержащая кислота, оксид азота NO, также возможно образование воды:

0 +1 +5 -2 +1 +6 -2 +2 -2

0 +1 +5 -2 +1 -2 +1 +5 -2 +2 -2

При взаимодействии концентрированной азотной кислоты HNO₃ с неметаллами, как правило, образуется соответствующая для неметалла кислородосодержащая кислота, оксид азота NO₂, также возможно образование воды:

0 +1 +5 -2 +1 +6 -2 +4 -2 +1 -2

0 +1 +5 -2 +1 +5 -2 +4 -2 +1 -2

34. Какие ме пассивируются конц серной и азотной к-той (см тему азот и сера) – Al, Cr, Fe. С этими металлами реакция с концентрированными кислотами при обычных условиях не идет, идет только при нагревании.

Типы реакций

Все химические реакции по характеру протекания делятся на несколько типов:

Реакции соединения

Реакции разложения

Реакции замещения

Реакции обмена

1) Реакция соединения – это реакция, при которой два или несколько простых или сложных веществ соединяются в одно сложное или более сложное вещество:

2) Реакция разложения – это реакция, при которой одно сложное вещество разлагается на два или несколько простых или менее сложных веществ.

Fe(OH)₂ = FeO + H₂O (буква t означает, что реакция протекает при нагревании)

3) Реакция замещения – это реакция, при которой атомы одного элемента или группа атомов вытесняет (замещает) атомы другого элемента или группу атомов.

В данной реакции атом цинка Zn вытесняет (замещает) атомы водорода H.

В данной реакции группа атомов элементов Si и О, а именно, оксид кремния SiO₂ вытесняет (замещает) группу атомов элементов С и О, а именно, оксид углерода СО₂.

4) Реакция обмена– это реакция, при которой два сложных вещества обмениваются ионами. Реакции обмена еще называют реакциями ионного обмена, так как в неё вступают только вещества, состоящие из ионов или способные распадаться на ионы, и обмен, соответственно, происходит ионами.

Гидроксиды, соли и кислоты способны распадаться на ионы. Эти классы веществ будут подробно рассмотрены в следующем разделе.

В данной реакции видно, что происходит обмен одноименно заряженными ионами, например, вместо Zn +2 встает Ag + .

В данной реакции происходит обмен между ионами OH — и SO₄ 2- .

Химические реакции могут протекать с изменением и без изменения степеней окисления. По данному признаку все реакции делятся на:

Реакции, протекающие без изменения степеней окисления

Окислительно – восстановительные реакции.

1) Без изменения степеней окисления протекают реакции между оксидами, между оксидами и водой, между оксидами и кислотами, оксидами и гидроксидами, также все реакции обмена. Например, реакция между оксидом натрия и водой:

2) Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) всегда протекают с изменением степеней окисления.

Как реагируют с кислородом щелочные ме. (тема оксиды)

Щелочные металлы при обычных условиях с кислородом образуют не оксиды, а пероксиды (перекиси), в которых кислород имеет степень окисления -1, за исключением Li, который образует с кислородом оксид.

Пероксиды переходят в оксиды при действии на них избытка металла:

Щелочноземельные металлы с кислородом образуют оксиды:

Источник



Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Давайте рассмотрим свойства

и продукты их реакций

Автор статьи — Саид Лутфуллин

Свойства концентрированной серной кислоты — окислителя

Концентрированная серная кислота – бесцветная тяжелая маслянистая нелетучая жидкость. Не имеет запаха и тянет сказать: «без вкуса», но вкус у нее все же есть, пробовать не советую.

Разбавленная серная кислота ничем особым непримечательна. Свойства как и у других кислот. За исключением того, что она не реагирует со свинцом, так как образующийся сульфат свинца нерастворим. Нерастворимое вещество покрывает кусочек металла и «защищает его от реакции»

А вот концентрированная серная кислота – сильный окислитель (за счет атома серы в высшей степени окисления).

Раз сера – окислитель, то она будет восстанавливаться:

Глубина восстановления серы зависит от активности восстановителя:

• сильные восстановители восстанавливают серную кислоту до H2S,
• слабые — до SO2,
• восстановители средней активности – до S.

На практике образуются несколько продуктов в разных пропорциях. Преобладание того или иного продукта зависит от множества факторов: от вышеупомянутой активности восстановителя, температуры, концентрации кислоты (95%, 90%. 85%, 80%, 75% – это все концентрированная кислота). Но в реалиях школьной программы все схематично и пишем один единственный продукт.

1. Взаимодействие металлов в концентрированной серной кислотой.

Концентрированная серная кислота реагирует с металлами, даже стоящими после водорода. Но кроме платины и золота – эти металлы слишком малоактивны.

Схема этих реакций:

• Активные металлы восстанавливают серную кислоту до H2S:

• Металлы средней активности восстанавливают серную кислоту до S:

• Малоактивные металлы восстанавливают серную кислоту до SO2:

Некоторые металлы (конкретно нужно запомнить — Fe, Al, Cr) при контакте с концентрированной серной кислотой покрываются защитной пленкой – и реакция не идет. Поэтому серную кислоту без всякой опасности перевозят в железных цистернах. Это явление называют пассивацией.

То, что железо, алюминий и хром пассивируются не означает, что реакция невозможна. Просто нужно нагреть – при нагревании от защитной пленки не остаётся и следа:

2. Взаимодействие неметаллов с концентрированной серной кислотой.

Не все неметаллы реагируют с концентрированной серной кислотой: лишь те, что проявляют восстановительные свойства. Поэтому кислород, азот и галогены не вступают в эти реакции.

Мы рассмотрим взаимодействие с фосфором, углеродом, бором, серой. Неметаллы – не такие активные восстановители как типичные металлы – поэтому серная кислота восстанавливается до SO2.

Неметалл окисляется до высшей степени окисления: образуется оксид. Поскольку оксид неметалла – кислотный, то он тут же в момент получения реагирует с водой и образуется кислота:

Угольная кислота не образуется – получается углекислый газ:

Концентрированная серная кислота окисляет серу:

3. Взаимодействие концентрированной серной кислоты с галогенидами.

Галогениды металлов – это соли галогеноводородов (HF, HCl, HBr, HI). Галогеноводороды – летучие кислоты, а HF еще к тому же и слабая.

Поэтому серная кислота их вытесняет из солей:

Соли нужно брать твердые, не раствор. Тогда галогеноводороды будут вытесняться в виде газов.

А к фториду можно и в раствор прилить кислоты, так как фтороводородная кислота – слабая, она вытеснится. Только останется в растворе, вот и вся разница.

С хлоридами и фторидами происходит простая реакция обмена, без изменения степеней окисления.

Галоген окисляется до простого вещества. Сера восстанавливается:

А вот бромиды и иодиды – восстановители. После вытеснения галогеноводорода он тут же окисляется. Поэтому реакции концентрированной серной кислоты с бромидами и иодидами протекают с изменением степеней окисления.

Бромоводород и иодоводород окисляются так же, как и их соли:

Азотная кислота — окислитель.

Производство.

Сырье для производства азотной кислоты – аммиак. Три последовательные реакции окисления:

1. Каталитическое окисление аммиака:

Реакция экзотермическая, необратимая.

2. Окисление NO до NO2:

Реакция экзотермическая, обратимая.

3. Поглощение NO2 водой и одновременно его окисление:

Реакция экзотермическая, обратимая – по этой же схеме азотная кислота разлагается при хранении. Поэтому с течением времени прозрачная изначально азотная кислота буреет. Бурый цвет кислоте придает, образующийся при разложении NO2.

Если растворять NO2 в воде без доступа кислорода, то азот диспропорционирует:

Поэтому оксид азота (IV) NO2 мы относим к кислотным. Хоть у него и нет соответствующей кислоты, при растворении его в воде образуются HNO3 и HNO2.

Азотная кислота – жидкость с резким запахом. Свежая азотная кислота бесцветная. При хранении она разлагается и за счет бурого NO2 приобретает желтоватый цвет.

Важно знать, что азотная кислота летучая, легкокипящая, поэтому и имеет запах. А раз она летучая, то ее можно вытеснить из соли нелетучей кислотой, например, концентрированной серной:

Важно, чтобы нитрат был твердым, а серная кислота концентрированная – меньше воды. Чтобы азотная кислота испарялась, испаряется – значит покидает реакционную смесь, значит реакция идет до конца.

Химические свойства.

Свойства азотной кислоты в целом повторяют свойства концентрированной серной. Но с одной поправкой, в отличие от серной, азотная кислота и концентрированная, и разбавленная проявляет сильные окислительные свойства.

1. Взаимодействие с металлами.

До чего может восстанавливаться азот? Вспомним диаграмму степеней окисления азота:

Получиться может любой из этих продуктов. А на практике – несколько сразу. Мы рассмотрим упрощенный вариант: берем только преобладающий продукт и только два фактора, влияющие на глубину восстановления:

• Активность металла – чем активнее, тем глубже идет восстановление.
• Концентрация кислоты – разбавленная кислота восстанавливается глубже.

Еще больше упрощая берем только четыре продукта: NH₄NO₃, N₂O, NO, NO₂.

Наиболее глубокое восстановление дает разбавленная кислота и активный металл – NH4NO3.

Соответственно при взаимодействии концентрированной кислоты и малоактивного металла образуется NO2. Самое неглубокое восстановление.

Теперь нужно определить в каком случае будет N2O, а в каком NO. Фактор активности металла – решающий. С активным металлом и концентрированной кислотой будет N2O. А с малоактивным металлом и разбавленной кислотой образуется NO.

8Na + 10HNO₃ конц → 8NaNO₃ + N 2 O ↑ + 5H₂O

Концентрированная азотная кислота пассивирует Fe, Cr, Al, как и концентрированная серная.

Чтобы провести реакцию нужно нагреть:

С разбавленной кислотой эти металлы реагируют и без нагревания:

2. Взаимодействие с неметаллами (C, P, B, S).

Неметаллы окисляются до высших кислот. Реагирует и концентрированная, и разбавленная азотная кислота. Неметаллы – не очень хорошие восстановители, поэтому кислота восстанавливается как в реакции с малоактивными металлами (образуются N₂O и NO₂).

В отличие от серной кислоты, очень концентрированная азотная кислота (безводная) окисляет при нагревании иод до иодноватой кислоты (HIO3):

3. Взаимодействие с галогенидами.

Эти реакции могут запутать, хотя ничего сложного в них нет. Вам нужно просто понять логику каждой из них.

На что следует опираться:

• Реакции могут быть либо окислительно-восстановительными, либо обменными.
• Помним, что фториды (F–) и хлориды (Cl–) – восстановители плохие, если быть точнее, то никакие. А бромиды (Br–) и иодиды (I–) – хорошие восстановители.
• HF – слабая кислота, HCl, HBr, HI – сильные.

Фториды металлов – это соли слабых кислот, поэтому сильная азотная кислота вытесняет фтороводород. И не важно концентрированная или разбавленная – это простая реакция обмена/p>

Фтороводород не реагирует с азотной кислотой. Реакция обмена невозможна и окислительно-восстановительная тоже: фторид – слабый восстановитель.

Хлориды металлов и хлороводород не реагируют с азотной кислотой. Хлорид ион – слабый восстановитель – не возможна ОВР. Хлориды металлов не реагируют, потому что соляная кислота – сильная (предыдущая плавиковая – слабая, если помните).

Бромиды и иодиды вступают с азотной кислотой в окислительно-восстановительное взаимодействие. Сами окисляются до простых веществ. Азотная кислота восстанавливается до NO₂ если концентрированная, разбавленная – до NO, то есть так, как будто взаимодействует с малоактивным металлом.

Источник

Азотная кислота — строение и химические свойства

Азотная кислота – бесцветная гигроскопичная жидкость, c резким запахом, «дымит» на воздухе, неограниченно растворимая в воде.
tкип. = 83ºC.. При хранении на свету разлагается на оксид азота (IV), кислород и воду, приобретая желтоватый цвет:
4HNO₃ = 4NO₂ + 2H₂O + O₂.

Азотная кислота ядовита.

В растворе — сильная кислота; нейтрализуется щелочами, гидратом аммиака, реагирует с основными оксидами и гидроксидами, солями слабых кислот. Сильный окислитель; реагирует с металлами, неметаллами, типичными восстановителями. Концентрированная кислота пассивирует Al, Be, Bi, Со, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th, U; не реагирует с Au, Ir, Pt, Rh, Та, W, Zr. Не разрушает диоксид кремния. Смесь концентрированных HNO3 и HCl («царская водка») обладает сильным окислительным действием (превосходит чистую HNO₃), переводит в раствор золото и платину. Еще более активна смесь концентрированных HNO3 и HF.

M_r = 63, 01; d = 1, 503 (25) ; t_пл = -41, 6 o C; t_кип +82,6 o C (разл.).

Химические свойства азотной кислоты

1. Типичные свойства кислот:

1) Взаимодействует с основными и амфотерными оксидами:

2) С основаниями, амфотерными гидроксидами:

3) Вытесняет слабые кислоты из их солей:

2. Специфические свойства азотной кислоты как окислителя

1) Взаимодействие азотной кислоты с металлами
В качестве окислителя выступает азот в степени окисления +5, а не водород. В результате реакций образуется продукт восстановления нитрат-иона, соль и вода. Глубина восстановления нитрат-иона зависит от концентрации кислоты и от положения металла в электрохимическом ряду напряжений металлов. Возможные продукты взаимодействия металлов с азотной кислотой приведены в таблице ниже. Чем активнее металл и выше степень разбавления кислоты, тем глубже происходит восстановление нитрат-ионов азотной кислоты.

4 HN +5 O_3(конц.) + Cu 0 = Cu +2 (NO₃)₂ + 2 N +4 O₂ + 2 H₂O

N +5 + 1e → N +4 2 окислитель, пр-с восстановления

Cu 0 – 2e → Cu +2 1 восстановитель, пр-с окисления

N +5 + 3e → N +2 2 окислитель, пр-с восстановления

Cu 0 – 2e → Cu +2 3 восстановитель, пр-с окисления

2) Проявляет окислительные свойства при взаимодействии с неметаллами:

3) Азотная кислота окисляет сложные вещества:

4) Ксантопротеиновая реакция:
Азотная кислота окрашивает белки в оранжево-желтый цвет (при попадании на кожу рук – «ксантопротеиновая реакция»).
Реакцию проводят для обнаружения белков, содержащих в своем составе ароматические аминокислоты. К раствору белка прибавляют концентрированную азотную кислоту. Белок свертывается. При нагревании белок желтеет. При добавлении избытка аммиака (в щелочной среде) окраска переходит в оранжевую. Появление окрашивания свидетельствует о наличии ароматических аминокислот в составе белка.

5) Окислительные свойства «царской водки»:

Смесь концентрированных азотной и соляной кислот в объемном соотношении 1 : 3 обладает еще большей окислительной активностью, они могут растворять даже золото и платину:

Источник

Взаимодействие неметаллов с концентрированной серной, азотной и разбавленной азотной кислотой

2020-09-24
84

Реакции H₂SO_4(к) с неметаллами протекает по следующим схемам:

При взаимодействии разбавленной азотной кислоты HNO₃ с неметаллами, как правило, образуется соответствующая для неметалла кислородосодержащая кислота, оксид азота NO, также возможно образование воды:

0 +1 +5 -2 +1 +6 -2 +2 -2

0 +1 +5 -2 +1 -2 +1 +5 -2 +2 -2

При взаимодействии концентрированной азотной кислоты HNO₃ с неметаллами, как правило, образуется соответствующая для неметалла кислородосодержащая кислота, оксид азота NO₂, также возможно образование воды:

0 +1 +5 -2 +1 +6 -2 +4 -2 +1 -2

0 +1 +5 -2 +1 +5 -2 +4 -2 +1 -2

34. Какие ме пассивируются конц серной и азотной к-той (см тему азот и сера) – Al, Cr, Fe. С этими металлами реакция с концентрированными кислотами при обычных условиях не идет, идет только при нагревании.

Типы реакций

Все химические реакции по характеру протекания делятся на несколько типов:

Реакции соединения

Реакции разложения

Реакции замещения

Реакции обмена

1) Реакция соединения – это реакция, при которой два или несколько простых или сложных веществ соединяются в одно сложное или более сложное вещество:

2) Реакция разложения – это реакция, при которой одно сложное вещество разлагается на два или несколько простых или менее сложных веществ.

Fe(OH)₂ = FeO + H₂O (буква t означает, что реакция протекает при нагревании)

3) Реакция замещения – это реакция, при которой атомы одного элемента или группа атомов вытесняет (замещает) атомы другого элемента или группу атомов.

В данной реакции атом цинка Zn вытесняет (замещает) атомы водорода H.

В данной реакции группа атомов элементов Si и О, а именно, оксид кремния SiO₂ вытесняет (замещает) группу атомов элементов С и О, а именно, оксид углерода СО₂.

4) Реакция обмена– это реакция, при которой два сложных вещества обмениваются ионами. Реакции обмена еще называют реакциями ионного обмена, так как в неё вступают только вещества, состоящие из ионов или способные распадаться на ионы, и обмен, соответственно, происходит ионами.

Гидроксиды, соли и кислоты способны распадаться на ионы. Эти классы веществ будут подробно рассмотрены в следующем разделе.

В данной реакции видно, что происходит обмен одноименно заряженными ионами, например, вместо Zn +2 встает Ag + .

В данной реакции происходит обмен между ионами OH — и SO₄ 2- .

Химические реакции могут протекать с изменением и без изменения степеней окисления. По данному признаку все реакции делятся на:

Реакции, протекающие без изменения степеней окисления

Окислительно – восстановительные реакции.

1) Без изменения степеней окисления протекают реакции между оксидами, между оксидами и водой, между оксидами и кислотами, оксидами и гидроксидами, также все реакции обмена. Например, реакция между оксидом натрия и водой:

2) Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) всегда протекают с изменением степеней окисления.

Как реагируют с кислородом щелочные ме. (тема оксиды)

Щелочные металлы при обычных условиях с кислородом образуют не оксиды, а пероксиды (перекиси), в которых кислород имеет степень окисления -1, за исключением Li, который образует с кислородом оксид.

Пероксиды переходят в оксиды при действии на них избытка металла:

Щелочноземельные металлы с кислородом образуют оксиды:

Источник