Презентация - Окислительные свойства концентрированной серной и азотной (концентрированной и разбавленной) кислот

11.01.2023
Окислительные свойства концентрированной серной и азотной (концентрированной и разбавленной) кислот

Серная кислота Серная кислота - сильная двухосновная кислота, при н.у. маслянистая жидкость без цвета и запаха. Обладает выраженным дегидратационным (водоотнимающим) действием. При попадании на кожу или слизистые оболочки приводит к тяжелым ожогам. Замечу, что существует олеум - раствор SO3 в безводной серной кислоте, дымящее жидкое или твердое вещество. Олеум применяется при изготовлении красителей, органическом синтезе и в производстве серной кислот. Химические свойства серной кислоты 1) Кислотные свойства В водном растворе диссоциирует ступенчато. H2SO4 ⇄ H+ + HSO4- HSO4- ⇄ H+ + SO42- Сильная кислота. Реагирует с основными оксидами, основаниями, образуя соли - сульфаты. MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O (гидросульфат калия, соотношение 1:1 - кислая соль) 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O (сульфат калия, соотношение 2:1 - средняя соль)

2. Реакции с солями С солями реакция идет, если в результате выпадает осадок, образуется газ или слабый электролит (вода). Серная кислота, как и многие другие кислоты, способна растворять осадки. BaBr2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HBr MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2↑ + H2O Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O 3. Реакция с неметаллами Серная кислота окисляет неметаллы - серу и углерод - соответственно до угольной кислоты (нестойкой) и сернистого газа. S + H2SO4 → SO2 + H2O C + H2SO4 → CO2 + SO2 + H2O 4. Реакции с металлами Разбавленная серная кислота с металлами реагирует как самая обычная кислота, например HCl. Все металлы, стоящие до водорода, вытесняют из серной кислоты водород, а стоящие после - не реагируют с ней. Железо и хром окисляются до +2. Fe + H2SO4(разб.) → FeSO4 + H2↑ Zn + H2SO4(разб.) → ZnSO4 + H2↑ Cu + H2SO4(разб.) ⇸ (реакция не идет, медь не может вытеснить водород из кислоты)

Концентрированная серная кислота ведет себя совершенно по-иному. Водород никогда не выделяется, вместо него с активными металлами выделяется H2S, с металлами средней активности - S, с малоактивными металлами - SO2.
Na + H2SO4(конц.) → Na2SO4 + H2S + H2O Zn + H2SO4(конц.) → ZnSO4 + S + H2O Cu + H2SO4(конц.) → CuSO4 + SO2 + H2O

Холодная концентрированная серная кислота пассивирует Al, Cr, Fe, Ni, Be, Co. При нагревании или амальгамировании данных металлов реакция идет. Обратите особое внимание, что при реакции железа, хрома с концентрированной серной кислотой достигается степень окисления +3. В подобных реакциях с разбавленной серной кислотой (написаны выше) достигается степень окисления +2. Fe + H2SO4(конц.) → (t) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Cr + H2SO4(конц.) → (t) Cr2(SO4)3 + SO2 + H2O

Азотная кислота Химические свойства Кислотные свойства Является одноосновной сильной кислотой, вступает в реакции с основными оксидами, основаниями. С солями реагирует при условии выпадения осадка, выделения газа или образования слабого электролита. CaO + HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O Na2CO3 + HNO3 → NaNO3 + H2O + CO2↑ 2. Термическое разложение При нагревании азотная кислота распадается. На свету (hv) также происходит подобная реакция, поэтому азотную кислоту следует хранить в темном месте. HNO3 → (hv) NO2 + H2O + O2 3. Реакции с неметаллами Азотная кислота способна окислить все неметаллы, при этом, если кислота концентрированная, азот обычно восстанавливается до NO2, если разбавленная - до NO. HNO3(конц.) + C → CO2 + H2O + NO2 HNO3(конц.) + S → H2SO4 + NO2 + H2O HNO3(разб.) + S → H2SO4 + NO + H2O HNO3(конц.) + P → H3PO4 + NO2 + H2O

4. Реакции с металлами В любой концентрации азотная кислота проявляет свойства окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +5 до -3. На какой именно степени окисления остановится азот, зависит от активности металла и концентрации азотной кислоты. Для малоактивных металлов (стоящих в ряду напряжений после водорода) реакция с концентрированной азотной кислотой происходит с образованием нитрата и преимущественно NO2. Cu + HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O С разбавленной азотной кислотой газообразным продуктом преимущественно является NO. Cu + HNO3(разб.) → Cu(NO3)2 + NO + H2O В реакциях с металлами, стоящими левее водорода в ряду напряжений, возможны самые разные газообразные (и не газообразные) продукты: бурый газ NO2, NO, N2O, атмосферный газ N2, NH4NO3. Чем более разбавлена кислота и активен металл, тем сильнее восстанавливается азот. Ниже представлены реакции цинка с азотной кислотой в различных концентрациях. Zn + HNO3(70% - конц.) → Zn(NO3)2 + NO2 + H2O Zn + HNO3(35% - ср. конц.) → Zn(NO3)2 + NO + H2O Zn + HNO3(20% - разб.) → Zn(NO3)2 + N2O + H2O Zn + HNO3(10% - оч. разб.) → Zn(NO3)2 + N2 + H2O

В таблице отражены изученные закономерности.
Концентрированная холодная азотная кислота пассивирует хром, железо, алюминий, никель, свинец и бериллий. Это происходит за счет оксидной пленки, которой покрыты данные металлы. Al + HNO3(конц.) ⇸ (реакция не идет) При нагревании или амальгамировании (покрытие ртутью) перечисленных металлов реакция с азотной кислотой идет, так как оксидная пленка на поверхности металлов разрушается. Al + HNO3 → (t) Al(NO3)3 + NO2 + H2O

Ответьте на вопросы
Что такое гигроскопичность?
Почему же на моем полотенце остались эти ужасные дырки? Но ведь мы не работали вчера с концентрированной серной кислотой. Объясните о чём идёт речь.
Что такое пассивация?
Один из заводов по производству серной кислоты находиться в Саратовской области в городе Балаково, из чего необходимо изготовить ж/д цистерну, чтобы доставить концентрированную кислоту в Пензенскую область?

Выполните тест
1. Степень окисления азота в азотной кислоте равна: А) +5; Б) +4; В) -3.
А
2. При взаимодействии с какими веществами азотная кислота проявляет особые свойства, отличающие её от других кислот: А) основными оксидами; Б) металлами; В) основаниями.
Б
3. В окислительно-восстановительной реакции азотная кислота может участвовать в качестве: А) окислителя; Б) восстановителя; В) окислителя и восстановителя.
А
4. Какое из данных соединений азота называют чилийской селитрой: А) нитрат калия; Б) нитрат кальция; В) нитрат натрия;
В
5. Запишите уравнение взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой . Коэффициент перед формулой кислоты равен: А) 2; Б) 4; В) 1.
Б
6. Какое из перечисленных веществ не реагирует с разбавленной азотной кислотой: А) медь; Б) гидроксид натрия; В) бромид натрия.
В
7. Азотную кислоту получают в три стадии, окисляя атом азота по следующей схеме: А) N–3 →N+2 →N+4 → N+5 Б) N–3 →N0 →N+4 → N+5 В) N0 →N+2 →N+4 → N+5
А