Axit nitric HNO3 là một axit vô cơ mạnh được tạo thành từ 1 nguyên tử hidro và 1 gốc nitrat NO3-, tạo ra từ sự hòa tan của khí nito dioxit [NO2] trong nước dưới sự có mặt của khí oxi
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
[Nito dioxit NO2 , là một khí độc màu nâu đỏ này có mùi gắt đặc trưng, nặng hơn không khí và gây ô nhiễm]
Axit nitric HNO3 là chất lỏng không màu, dễ bắt lửa, có tính ăn mòn cao . Dung dịch axit HNO3 không màu,tuy nhiên thường có màu vàng hơi đỏ do khí NO2 hòa tàn.
Axit nitric tinh khiết 100% có tỷ trọng 1.51 g/cm³,
Nhiệt độ nóng chảy -42 °C
Nhiệt độ sôi 83 °C
Dễ bị phân hủy tạo thành khí nito dioxit và oxi
4HNO3 →72 °C 2H2O + 4NO2 + O2
Tính chất hoá học của nitric HNO3
Dung dịch HNO3 có đầy đủ tính chất của một axit mạnh
1. Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.
Tương tự các axit mạnh khác, dung dịch axit nitric có thể làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
2. HNO3 tác dụng với kim loại
HNO3 tác dụng kim loại đứng trước H tạo thành muối và khí hidro.
Fe + 2HNO3 → Fe[NO3]2 + H2↑
6HNO3 + 2Al → 2Al[NO3]3 + 3H2↑
2HNO3 + Mg → Mg[NO3]2 + H2↑
3. HNO3 tác dụng với oxit kim loại
HNO3 tác dụng oxit kim loại tạo thành muối và nước.
6HNO3 + Al2O3 →2Al[NO3]3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HNO3 → 4H2O + Fe[NO3]2+ 2Fe[NO3]3
2HNO3 + CuO → Cu[NO3]2 + H2O
4. HNO3 tác dụng với bazơ.
HNO3 tác dụng bazơ dung dịch hoặc bazơ rắn tạo thành muối và nước
3HNO3 + Al[OH]3 → Al[NO3]3 + 3H2O
2HNO3 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O
2HNO3 + Ca[OH]2 → Ca[NO3]2 + 2H2O
2HNO3 + Fe[OH]2 → Fe[NO3]2 + 2H2O
5. HNO3 tác dụng với muối
HNO3 tác dụng muối tạo thành muối và axit mới
*Điều kiện: tạo kết tủa, khí bay lên hoặc axit mới yếu hơn
K2CO3 + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O + CO2↑
2HNO3 + BaS → Ba[NO3]2 + H2S↑
CaCO3 + 2HNO3 → Ca[NO3]2 + H2O + CO2↑
Axit nitric đặc
Axit nitric đặc tác dụng với kim loại
Axit nitric tác dụng với kim loại trừ Au và Pt tạo muối và nhiều sản phẩm oxi hóa khác nhau như NO2, NO, N2O ,N2, NH4NO3
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 HNO3 đặc tác dụng với kim loại → NO2;
- Dung dịch HNO3 loãng tác dụng với kim loại khử yếu [như: Cu, Pb, Ag,..] → NO;
- Dung dịch HNO3 loãng tác dụng với kim loại mạnh [như: Al, Mg, Zn,...] thì N bị khử xuống mức càng sâu → [N2, N2O, NH4NO3].
**Lưu ý: Các phân biệt đơn giản các loại khí sản phẩm khử
N2O là khí gây cười
N2 không duy trì sự sống, sự cháy
NO2 có màu nâu đỏ
NO khí không màu nhưng bị oxit hóa thành NO2 màu nâu đỏ
NH4NO3 không sinh ra ở dạng khí, khi cho kiềm vào kim loại thấy có mùi khai amoniac NH3
NH4NO3 + NaOH → NaNO3 +NH3 + H2O
Ví dụ:
8Al + 30HNO3 →8Al[NO3]3 + 3NH4NO3 + 9H2O
Cu + 4HNO3 → Cu[NO3]2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 6HNO3đặc nóng → Fe[NO3]3 + 3NO2 + 3H2O
10Cr + 36HNO3đặc nóng → 10Cr[NO3]3 + 3N2 + 18H2O
Khi giải bài tập về phần axit nitric đặc nóng thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố.
*Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc, nguội
Axit nitric đặc tác dụng với phi kim
C + 4HNO3đặc nóng → CO2 + 4NO2 + 2H2O
S + 4HNO3 đặc nóng → SO2 + 4NO2 + 2H2O
Axit nitric đặc tác dụng với các chất khử khác
2HI + 2HNO3đặc nóng → I2 + 2NO2 + 2H2O
4HNO3 + FeO → Fe[NO3]3 + NO2↑ + 2H2O
4HNO3 + FeCO3 → Fe[NO3]3 + NO2↑ + 2H2O + CO2↑
Ứng dụng của axit nitric
- HNO3 được dùng để điều chế thuốc nổ
- HNO3 được dùng trong sản xuất phân bón
- HNO3 được dùng trong điều chế các muối nitrat trong phòng thí nghiệm
- HNO3 được dùng phổ biến trong ngành xi mạ, luyện kim
- HNO3 được dùng trong nhà máy để tẩy rửa các đường ống, tẩy rửa bề mặt kim loại
- HNO3 được dùng để chế tạo thuốc nhuộm vải, len, sợi,…
- HNO3 được dùng trong xỷ lý nước để loại bỏ một số tạp chất, cân bằng lại độ tiêu chuẩn của nước.
- HNO3 được dùng làm chất khử màu và để phân biệt một số chất.
- Ngoài ra còn dùng để điều chế và sản xuất ra các hóa chất khác.
Axit nitric là hóa chất quan trọng trong nhiều ngành sản xuất. Hi vọng những kiến thức về tính chất hóa học và ứng dụng của axit nitric của chúng tôi giúp ích các bạn trong việc học tập. Các bạn có thể tham khảo các bài viết khác tại các link sau:
Tính chất hóa học của axit sunfuric H2SO4 : H2SO4 là axit vô cơ quan trọng bậc nhất của nhiều ngành công nghiệp, nó có những tính chất hóa học như thế nào, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu qua bài viết này.
Tính chất hóa học của axit axetic : Axit axetic có công thức là CH3COOH. Một hợp chất được ứng dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp hóa chất. Vậy nó có những tính chất hóa học gì, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này ...
Sản phẩm khử của HNO3không phải H2 mà là cácsản phẩm khửkháccủaNitơ như: NO2[nếu là HNO3đặc], NO, N2O, N2, NH4NO3[nếu là HNO3loãng]: Các kim loại khí phản ứng với HNO3đặcsản phẩm khửsinh ra là NO2[khí màu nâu đỏ], còn HNO3loãng sinh ra nhiềusản phẩm khửkhác.
10 sự thật thú vị về Acid Nitric
1. HNO3 tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí và có tỉ khối d = 1,52 [g/ml].
2. HNO3 tinh khiết kém bền, dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng và nhiệt: 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O.
NO2 sinh ra tan vào acid nitric làm cho chất lỏng từ không màu thành màu vàng.
3. HNO3 tinh khiết tự ion hóa thành NO2+ và NO3-. Đây là tính chất rất đặc biệt khiến cho các hợp chất tan trong HNO3 tinh khiết có những tính chất kì lạ:
2HNO3⇌ NO2+ + NO3- + H2O
4. HNO3 đặc tan trong nước theo bất cứ tỉ lệ nào. Nó tạo thành hỗn hợp đẳng phí [đồng sôi] với nước chứa 69,2% thành phần acid và sôi ở 121,8°C.
5. HNO3 có thể tương tác với hầu hết các kim loại trừ Au, Pt, Rh, Ta, Ir.., HNO3 cũng có thể phản ứng với các phi kim như C, P, As, S...
6. Một số kim loại như Fe, Cr, Al không những không tương tác với HNO3 đặc nguội mà còn bị thụ động hóa, nghĩa là sau khi nhúng vào HNO3 đặc nguội thì chúng không cho tương tác với các acid trước đó mà chúng phản ứng dễ dàng.
7. Giống như HNO2, HNO3 cũng có khả năng oxi hóa Fe2+ lên Fe3+ còn bản thân bị khử thành NO. Khi có dư Fe2+, NO sẽ kết hợp với Fe2+ cho phức chất màu nâu kém bền:
6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3 = 3Fe2[SO4]3 + 2NO + 4H2O
FeSO4 + NO = [Fe[NO]]SO4
Phản ứng này có thể được sử dụng để nhận biết HNO3.
8. Hỗn hợp HNO3 đặc và HCl đặc theo tỉ lệ 1:3 được gọi là nước cường thủy [cường toan, aqua regia] có khả năng hòa tan được cả Au hay Pt.
Au + 3HCl + HNO3 = AuCl3 + NO + 2H2O
9. Trong công nghiệp HNO3 được điều chế từ NH3 theo sơ đồ: NH3 → NO → NO2 → HNO3.
10. Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể điều chế HNO3 từ muối KNO3 qua phản ứng trao đổi:
KNO3 + H2SO4 = KHSO4 + HNO3
Để acid khỏi bị phân hủy người ta thực hiện phản ứng ở 120°C -170°C và chưng cất acid trong chân không
Ứng dụng Axit Nitric trong công nghiệp
–Axid nitric68% được sử dụng để chế tạo thuốc nổ bao gồm nitroglycerin, trinitrotoluen [TNT] và cyclotrimethylenetrinitramin [RDX].
– Axid nitric có nồng độ từ 0,5-2% được sử dụng làm hợp chất nền nhằm xác định trong dung dịch có tồn tại kim loại không. Người ta gọi đó là kỹ thuật ICP-MS và ICP-AES.
– Đồng thời axit này còn ứng dụng trong ngành luyện kim, xi mạ và tinh lọc. Khi cho axit nitric kết hợp với axit clorua, ta được dung dịch nước cường toan có khả năng hòa tan bạch kim và vàng.
– Sử dụng axid nitric trong ngành sản xuất các chất hữu cơ, bột màu, sơn, thuốc nhuộm vải và thuốc tẩy màu.
Những tổn thương khi tiếp xúc HNO3
– Tiếp xúc trực tiếp với mắt: Gây kích ứng có thể gây bỏng, gây mù lòa.
– Tiếp xúc theo đường thở: Gây kích ứng nghiêm trọng. Hít phải có thể gây khó thở và dẫn đến viêm phổi thậm chí dẫn đến tử vong. Triệu chứng khác bao gồm: Ho, nghẹt thở, kích ứng mũi và đường hô hấp.
– Tiếp xúc với da: Gây kích ứng, mẩn đỏ, đau và bỏng nặng.
– Đường tiêu hóa: nếu nuốt phải có thể gây cháy miệng, dạ dày.
– Phơi nhiễm lâu ngày có thể dẫn tới ung thư.
– Axit nitric là chất oxy hóa mạnh, khi tác dụng với cyanit, bột kim có thể phát nổ và tự bốc cháy khi phản ứng với turpentine.
– Ở nồng độ đậm đặc, axit có thể gây bỏng da do phản ứng với protein keratin, khiến da chuyển sang màu vàng. Khi được trung hòa sẽ chuyển thành màu cam.
– Có thể phản ứng mạnh với các kim loại tạo thành khí hydro dễ cháy trong không khí.
– Chú ý khi pha loãng, tuyệt đối không được đổ nước vào axit mà phải cho axit vào nước.