CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VẬT LÍ, TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA AXIT NITRIC

I. Cấu tạo phân tử

 - Công thức phân tử: HNO₃

 - Công thức cấu tạo:

* Nhận xét: N trong phân tử HNO₃ có hóa trị 4 và số oxi hóa là +5.

 

II. Tính chất vật lí

 - Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, ${\displaystyle \mathrm{D\; = }}$^{${\displaystyle \mathrm{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">1</span></span>}}$}${\displaystyle \mathrm{}^{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">,</span></span>}\mathrm{^{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">53</span></span>}}\mathrm{^{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">g</span></span>}}^{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">/</span></span>}\mathrm{^{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">c</span></span>}}{\mathrm{^{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">m</span></span>}}}^{\mathrm{^{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">3</span></span>}}}}$, sôi ở ${\displaystyle {86}^{}}$${\displaystyle {\mathrm{}}^{}}$^{${\displaystyle {\mathrm{}}^{\mathrm{<span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">0</span>}}}$}${\displaystyle {\mathrm{}}^{}}$${\displaystyle {\mathrm{}}^{}\mathrm{<span\; style="font-size:22px;"><span\; style="font-family:times\; new\; roman,times,serif;">C</span></span>}}$.

 

 

- Trong điều kiện thường, dung dịch có màu hơi vàng do HNO₃ bị phân hủy chậm:

4HNO₃ → 4NO₂ + 2H₂O + O₂

→ phải đựng dung dịch HNO₃ trong bình tối màu.

 

III. Tính chất hóa học

Phương trình điện li:  HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

 

1. HNO_­3­ 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(NO_­3­)₂ + CO₂ + H₂O

 

2. HNO₃ là chất oxi hóa mạnh

 - Số oxi hóa 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.

 

a. Tác dụng với kim loại

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

Ví dụ:

   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

 - HNO₃ đặc 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⁺. 

 

b. 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

 

c. 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

 

IV. Điều chế

 

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. 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...

 

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng