Axit Nitric HNO3 tính chất hóa học, tính chất vật lý của axit Nitric, Muối Nitrat - Lý thuyết hóa 11 bài 9

Vậy axit nitric HNO₃ có tính chất hóa học, tính chất vật lý gì? được điều chế ra sao? tất cả sẽ có câu trả lời trong bài viết này.

A. Axit Nitric HNO₃

I. Cấu tạo phân tử của axit nitric

- Axit nitric (HNO₃) có công thức cấu tạo:

- Trong hợp chất HNO₃, nitơ có số oxi hóa cao nhất là +5.

II. Tính chất vật lý của axit nitric HNO₃

- Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm.

- Axit HNO₃ tan vô hạn trong nước. Trong phòng thí nghiệm thường có loại HNO₃ đặc nồng độ 68%, D = 1,40g/cm³.

- Axit nitric kém bền. Trong điều kiện thường, có ánh sáng, dung dịch axit đặc bị phân hủy 1 phần giải phóng khí nito dioxit, khí này lại tan trong dung dịch axit làm cho dung dịch có màu vàng

 4HNO₃ → 4NO₂ + O₂ + 2H₂O

III. Tính chất hóa học của axit nitric HNO₃

1. Axit nictric HNO₃ là một trong các axit mạnh

- Làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với bazơ và oxit bazơ, tác dụng với muối của axit yếu.

- Ví dụ: CuO  +  2HNO₃   →  Cu(NO₃)₂ +  H₂O

 Ba(OH)₂  +  2HNO₃   →   Ba(NO₃)₂ +  2H₂O

 CaCO₃  +  2HNO₃  →   Ca(NO₃)₂  +  CO₂  +  H₂O       

2. Axit nitric HNO₃ là chất oxi hóa mạnh

• Axit nitric HNO₃ phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Pt và Au,

- Ví dụ:  Cu  +  4HNO_{3 (đặc)}   →   Cu(NO₃)₂  +  2NO₂  + 2H₂O

* Axit nitric HNO₃ tác dụng một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

(Một số hợp chất hữu cơ bốc cháy khi gặp HNO₃ đặc)

- Ví dụ:  C + 4HNO_3 (đ)   CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

 3FeO + 10HNO_3 (đ)   →  3Fe(NO₃)₃  + NO +   5H₂O

- Sản phẩm khử sinh ra tùy thuộc nồng độ axit, tính khử của kim loại và nhiệt độ phản ứng.

* Lưu ý: Al, Fe, Cr không phản ứng với HNO₃ đặc nguội.

IV. Điều chế axit nitric HNO₃

1. Điều chế axit Nitric HNO₃ trong phòng thí nghiệm 

Axit HNO₃ được điều chế bằng cách cho NaNO₃ hoặc KNO₃ tác dụng với axit H₂SO₄ đăc, nóng:

 2NaNO₃(tt) + H₂SO₄(đ)  Na₂SO₄ + 2HNO₃

2. Điều chế axit Nitric HNO₃ trong công nghiệp

 - Trong công nghiệp axit nitric được sản xuất từ amoni qua 3 giai đoạn:

1- Oxi hóa khí amoniac bằng oxi không khí thành nitơ monooxit (NO):

 4NH₃ + 5O₂  4NO + 6H₂O

2- Oxi hóa nitơ monooxit thành nitơ đioxit bằng oxi không khí ở điều kiện thường:

 2NO + O₂ → 2NO₂

3- Nitơ đioxit tác dụng với nước và oxi thành axit nitric:

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

Để có axit nitric với nồng độ cao hơn 68%, người ta chưng cất axit này với H₂SO₄ đậm đặc.

B. Muối Nitrat

I. Tính chất vật lý của muối nitrat

- Tất cả các muối nitrat đều tan nhiều trong nước và là chất điện li mạnh.

II. Tính chất hóa học của muối nitrat

- 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

- Ví dụ: 2KNO₃   2KNO₂   +  O₂

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

- Ví dụ: 2Cu(NO₃)₂    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.

- Ví dụ: 2AgNO₃   2Ag + 2NO₂ + O₂

III. 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) → 2NO_{2 (màu nâu đỏ)}

IV. Ứng dụng của muối nitrat

- Các muối nitrat được sử dụng chủ yếu làm phân bón hóa học (phân đạm) trong nông nghiệp như NH₄NO₃, NaNO₃, KNO₃.

- KNO₃ còn được sử dụng để chế thuốc nổ đen (thuốc nổ có khói) chứa 75% KNO₃, 10% S và 15% C.