Азот кислотасы жана анын туздары

Азот кислотасы жана анын туздары

Химия мугалими: Кимсанова Максуда

Азот кислотасы

• Химиялык формуласы HNO3

• Физикалык касиеттери

• Абалы суюктук
• Молярдык массасы 63,012 г/моль
• Тыгыздыгы 1,513 г/см³
• Иондошуу энергиясы 11,95 ± 0,01 электрон вольт

• Термалдык касиеттери

• Эрүү температурасы −41,59 °C
• Кайноо температурасы +82,6 °C
• Бузулуу температурасы +260 °C
• Молярдык жылуулук сыйымдуулугу 109,9 Дж/(моль·К)

• Стандарттык шарттарда азот кислотасы — бул бир негиздүү кислота, таза түрүндө — демиктирүүчү чукул жыты бар түссүз суюктук, бирок көбүнчө мала сары түстө.
• Катуу азот кислотасы моноклиндик жана ромб торчолуу эки кристалл модификациясын калыптандырат.

Азот кислотасынын касиеттери

• Азот кислотасы башка кислоталардан күчтүү окистендирүүчү касиети менен айрымаланып турат. 
• HNO 3  – кескин жыттуу, түссүз суюктук, оңой бууланат, 86 o С кайнайт.
• Концентрацияланган азот кислотасы адатта сары түстө болот. Мындай түстү ага азот (IV) оксиди берет, азот оксиди болсо, азот кислотасынын анча–мынча ажырашынын натыйжасында пайда болот.
• Азот кислотасы менен иштегенде коопсуздукту сактабаса өрт чыгып кетиши мүмкүн, себеби, күйгөн чычаланы азот кислотасынын эритмесине жакындатканда ал өзүнөн–өзү от алып күйөт.

Азот өнөр кислотасынын өнөр жайда алынышы

• Өнөр жайда азот кислотасын катализаторду катыштырып, аммиакты абанын кычкылтеги менен кычкылдандырып алышат. Лабораторияда азот кислотасын концентрацияланган күкүрт кислотасын натрийдин же калийдин кристаллдык нитратына таасир этип, бир аз ысытуу менен алышат.
• Азот кислотасынын туздары ысытканда азоттун оксидин жана кычкылтекти пайда кылуу менен ажырайт, ошондуктан, аларды сактоодо өрт коопсуздугунун эрежелерине өзгөчө көңүл буруу керек.
• Азот кислотасынын дагы бир өзгөчөлүгү, анын металлдар жана металл эместер менен аракеттенишкенде ар түрдүү заттарды пайда кылгандыгы болуп саналат.

Коопсуздук эрежеси

• Коопсуздук эрежеси:  Концентрацияланган азот кислотасы менен иштеген убакта өтө этият болуш керек: анын териге же кийимге тийип кетишине жол бербөө керек!

• Эгерде азот кислотасы тамчылап кетсе, ал жерди көп өлчөмдөгү суу менен жууп, соданын эритмеси менен нейтралдаштыруу керек.

Азот кислотасынын металл эместер менен аракеттенүүсү

• 4HNO 3(конц.)  + C    CO 2  +4NO 2  +2H 2 O

(көмүртек менен концентрацияланган азот кислотасы гана реакцияга кирет, мында азот (IV)оксиди NO 2  бөлүнүп чыгат,себеби, көмүртектин кристаллдык торчосу өтө бекем болот)

• P + 5HNO 3(конц)   HPO 3  + 5NO 2  + 2H 2 O
• 3P +5HNO 3(суюл)   3H 3 PO 4  +5NO+ 2H 2 O

• S +6HNO 3 (конц)   H 2 SO 4  +6NO 2  +2H 2 O
• S +2HNO 3(суюл)   H 2 SO 4  +2NO

• B + 3HNO 3(конц)   H 3 BO 3  +3NO 2

(Бор концентрацияланган азот кислотасы менен гана аракеттенишет)

Азоттун кычкылдануу даражасы

• Реакциядан кийинки азоттун окистенүү даражасы азот кислотасынын (HNO 3 ) концентрациясына байланыштуу болот.

• Концентрацияланган азот кислотасы бир зат менен реакцияга кирсе, азот (IV) оксиди – NO 2 , ал эми суюлтулган азот кислотасы реакцияга кирсе, азот оксиди (II) NO бөлүнүп чыгат.

Азот кислотасынын колдонулушу

колдонулушу

Азот кислотасынын металлдар менен аракеттенүүсү

• Азот кислотасынын металлдар менен болгон аракеттенишүүсү окистенүү–калыбына келүү реакциясы менен жүрөт, мында металлдардын, азот кислотасынын курамындагы азоттун окистенүү даражасы өзгөрөт.

• Азот кислотасы металлдар менен реакцияга киргенде суутек (Н 2 ) бөлүнүп чыкпайт .

• Бул учурда газ абалындагы окистенүү даражалары ар башка болгон азоттун оксиддери же аммиак бөлүнүп чыгат.

• Бөлүнүп чыккан газ абалындагы заттардын окистенүү даражалары кислотанын концентрациясына байланыштуу болот .

• Ошону менен катар эле бөлүнүп чыккан газ абалындагы заттардын окистенүү даражалары металлдын тыгыздыгына да көз каранды болот (тыгыздыгы 5 г/см 3  жогору болгондор – оор металлдар же тыгыздыгы 5 г/ см 3  төмөн болгондор– жеңил металлдар).

Азот кислотасынын металлдар менен аракеттенишүүсүнүн закон ченемдүүлүктөрү:

• Металлдар азот кислотасы (HNO 3 ) менен реакцияга кирип, оксиддерди пайда кылат. Эгерде окистенүү даражасы +3 болгон металлдын оксиди пайда болсо, ал металлдар жука оксид пленкасы менен капталып калат б.а. алардын активдүүлүгү төмөндөйт. (Fe, Cr, Al, Au, Pt, Ir, Tl.). Бул пленка андан ары металлды кислотанын таасиринен сактап турат .

• 3Al + 12HNO 3   Al(NO 3 ) 3  +Al 2 O 3  +9NO 2  +6H 2 O (пленканын калыңдыгы Al 2 O 3 =10 –5  метр).

• Концентрацияланган азот кислотасы (HNO 3 ) төмөнкү металлдар менен реакцияга кирбейт (Pt, Au, Ir, Tl).
• Концентрацияланган азот кислотасы оор металлдар менен реакцияга киргенде азот (IV) оксиди (NO 2 ) бөлүнүп чыгат

• Cu + 4HNO 3(конц)   Cu(NO 3 ) 2  +2NO 2 ↑ + H 2 O

• Ал эми оор металлдар менен суюлтулган азот кислотасы реакцияга киргенде азот (II) оксиди (NO) бөлүнүп чыгат

• 3Cu +8HNO 3(суюл.)   3Cu(NO 3 ) 2  +2NO↑ +4H 2 O

• Жеңил металлдар концентрацияланган азот кислотасы менен реакциялашканда азот(I) оксиди N 2 O, кээ бир учурда N 2  – (азот кислотасынын концентрациясына жараша) бөлүнүп чыгат.

• 4Mg +10HNO 3(конц)   4Mg(NO 3 ) 2  +N 2 O +5H 2 O
• 5Mg+12HNO 3(суюл.) 5Mg(NO 3 ) 2 +N 2 +6H 2 O (Mg, Zn).

• Ал эми жеңил металлдар суюлтулган азот кислотасы менен реакцияга киргенде, аммиак (NH 3 ) бөлүнүп чыгат, бирок аммиак ошол замат эле азот кислотасы менен аракеттенишип, аммонийдин нитратын пайда кылат:

• NH 3  + HNO 3    NH 4 NO 3
• 4Mg +10HNO 3(өтө суюл)   4Mg(NO 3 ) 2  + NH 4 NO 3  + 3H 2 O
• 4Zn +10HNO 3(өтө суюл)   4Zn(NO 3 ) 2  +NH 4 NO 3  + 3H 2 O

• Алюминий (Al) өтө суюлтулган азот кислотасы менен аракеттенгенде азот(II) оксиди (NO) бөлүнүп чыгат.

• Al + 4HNO 3(суюл)   Al(NO 3 ) 3  +NO +2H 2 O

• Азот кислотасы менен реакцияга киргенде скандий өзүн жеңил металл катары алып жүрөт, окистенүү даражасы +3 барабар болот.

• 8Sc +30HNO 3(өтө суюл)   8Sс(NO 3 ) 3  +3NH 4 NO 3  +9H 2 O

• Азот кислотасынын өтө суютулган эритмеси кальций (Ca) жана (Mg) менен аракеттенгенде, бул металлдар суутекти сүрүп чыгарат (кээ бир учурда гана).

Тарыхый маалыматтар

• Ачуу таштуу селитраны жез купоросу менен кургак кайнатуу жолу аркылуу суюлтулган азот кислотасын алуу ыкмасы сыягы биринчилерден болуп VIII кылымда Джабир (Гебер) тракттарында баяндалган. Бул ыкма тигил же бул модификациялары менен, өзгөчө жез купоросун темирге алмаштыруу XVII кылымга чейин европалык жана араб алхимиясында пайдаланылган.
• XVII кылымда Иоганн Рудольф Глаубер учма кислоталарды, алардын туздары жана каныккан күкүрт кислотасы менен, анын ичинде азот кислотасын калий селитрасынан алууну сунуштаган. Бул химиялык тажрыйбага каныккан азот кислотасын киргизүүгө жана анын касиеттерин изилдөөгө өбөлгө түзгөн. Глаубердин ыкмасы XX кылымдын башына чейин колдонулуп, анын олуттуу жалгыз модификациясы, калий селитрасын, арзаныраак натрий селитрасына (чили) алмаштыруу болгон.