واکنش های اسید نیتریک چیست؟

واکنش

خواص اسید و پایه

اسید نیتریک به طور معمول به عنوان یک اسید قوی در دمای محیط در نظر گرفته می شود. برخی از اختلاف بر ارزش ثابت تفکیک اسید وجود دارد, هر چند مقدار pKa است که معمولا به عنوان کمتر از گزارش -1. این بدان معنی است که اسید نیتریک در محلول رقیق شده به طور کامل جدا شده است به جز در محلول های بسیار اسیدی. مقدار pKa افزایش می یابد به 1 در دمای 250 °C.

اسید نیتریک می تواند به عنوان پایه ای با توجه به اسید مانند اسید سولفوریک عمل کند:

HNO3 + 2 H2SO4 NO + 

2+ H3O + + 2 HSO−

4 ؛ ثابت تعادل: k ≈ 22

یون نیترونیوم ، نه+

2 ، واکنش فعال در واکنش های نیتراسیون معطر است. از آنجا که اسید نیتریک دارای خواص اسیدی و اساسی است ، می تواند یک واکنش اتوپروتولیز ، شبیه به یونیزاسیون آب باشد:

2 HNO3 NO + 

2 + خیر−

3 + H2O

واکنش با فلزات

اسید نیتریک با اکثر فلزات واکنش نشان می دهد ، اما جزئیات به غلظت اسید و ماهیت فلز بستگی دارد. اسید نیتریک رقیق به عنوان یک اسید معمولی در واکنش آن با اکثر فلزات رفتار می کند. منیزیم ، منگنز و روی آزاد H2:

Mg + 2 hno3 → mg (NO3 ) 2 + H2 (نیترات منیزیم)

Mn + 2 hno3 → mn (NO3 ) 2 + H2 (منگنز(II) نیترات)

اسید نیتریک می تواند فلزات غیر فعال مانند مس و نقره را اکسید کند. با این فلزات غیر فعال یا کمتر الکتروپوزیتیو محصولات بستگی به درجه حرارت و غلظت اسید دارد. به عنوان مثال ، مس با اسید نیتریک رقیق شده در دمای محیط با استوکیومتری 3:8 واکنش نشان می دهد:

3 Cu + 8 hno3 → 3 Cu2 + + 2 NO + 4 H2O + 6 NO−

3

اکسید نیتریک تولید شده ممکن است با اکسیژن اتمسفر واکنش نشان می دهند به دی اکسید نیتروژن. با اسید نیتریک بیشتر متمرکز ، دی اکسید نیتروژن به طور مستقیم در یک واکنش با استوکیومتری 1:4 تولید می شود:

مکعب+ 4 ساعت + + 2 خیر−

3 → cu2 + + 2 NO2 + 2 H2O

روش تولید اسید نیتریک را اینجا بخوانید

پس از واکنش با اسید نیتریک ، اکثر فلزات نیترات مربوطه را می دهند. به عنوان مثال ، Sn ، As ، Sb و Ti به ترتیب به SnO2 ، As2O5 ، Sb2O5 و tio2 اکسید می شوند.

برخی از فلزات گرانبها مانند طلا خالص و پلاتین-گروه فلزات واکنش نشان می دهند نه با اسید نیتریک, هر چند طلا خالص می کند واکنش نشان می دهند با تیزاب سلطانی مخلوطی از اسید نیتریک غلیظ و اسید کلریدریک. با این حال ، برخی از فلزات کمتر نجیب (نقره, مس, ...) در حال حاضر در برخی از آلیاژهای طلا نسبتا ضعیف در طلا مانند طلا رنگی می تواند به راحتی اکسیده و حل شده توسط اسید نیتریک ، که منجر به تغییر رنگ از سطح طلا آلیاژ. اسید نیتریک به عنوان وسیله ای ارزان در مغازه های طلا و جواهر به سرعت نقطه آلیاژهای کم طلا (< 14 karats) و به سرعت در حال ارزیابی خلوص طلا استفاده می شود.

به عنوان یک عامل اکسید کننده قدرتمند ، اسید نیتریک به شدت با بسیاری از ترکیبات غیر فلزی واکنش نشان می دهد و واکنش ها ممکن است انفجاری باشند. بسته به غلظت اسید ، دما و عامل کاهش دهنده درگیر ، محصولات نهایی می تواند متغیر باشد. واکنش می گیرد با تمام فلزات به جز سری فلزات نجیب و آلیاژهای خاص. به عنوان یک قاعده کلی ، واکنش های اکسید کننده عمدتا با اسید متمرکز رخ می دهد و از تشکیل دی اکسید نیتروژن (NO2) حمایت می کند. با این حال ، خواص اکسید کننده قدرتمند اسید نیتریک در طبیعت ترمودینامیکی هستند ، اما گاهی اوقات واکنش های اکسیداسیون آن به طور جنبشی غیر مورد علاقه است. حضور مقدار کمی از اسید نیتروژن (HNO2) تا حد زیادی افزایش سرعت واکنش.

اگرچه کروم (Cr) ، آهن (Fe) و آلومینیوم (Al) به آسانی در اسید نیتریک رقیق حل می شود ، اسید متمرکز یک لایه اکسید فلزی است که بخش عمده ای از فلز را از اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. تشکیل این لایه محافظ به نام passivation نامیده می شود. غلظت passivation معمولی از 20 ٪ تا 50 ٪ با حجم (نگاه کنید به astm A967-05). فلزات است که توسط اسید نیتریک غلیظ passivated آهن و کبالت و کروم و نیکل و آلومینیوم است.

واکنش با غیر فلزات

اسید اکسید کننده قوی بودن اسید نیتریک خشونت با بسیاری از مواد آلی واکنش نشان می دهد و واکنش ممکن است مواد منفجره. گروه هیدروکسیل به طور معمول هیدروژن از مولکول آلی به شکل آب نوار خواهد شد و گروه نیترو باقی مانده طول می کشد محل هیدروژن. نیتراسیون ترکیبات آلی با اسید نیتریک روش اصلی سنتز بسیاری از مواد منفجره رایج مانند نیتروگلیسیرین و ترینیتروتولوئن (TNT) است. همانطور که بسیاری از محصولات جانبی کمتر پایدار امکان پذیر است ، این واکنش ها باید با دقت کنترل حرارتی ، و محصولات جانبی حذف برای منزوی کردن محصول مورد نظر.

واکنش غیر فلزی عناصر با استثنا از نیتروژن و اکسیژن و گازهای نجیب سیلیکون و هالوژنها دیگر از ید معمولا اکسید میشود آنها را به بالاترین اکسیداسیون متحده به عنوان اسیدهای با شکل گیری دی اکسید نیتروژن به صورت متمرکز اسید و نیتریک اکسید برای رقیق کردن اسید.

Cgraphite + 4 HNO3 → CO2 + 4 NO2 + 2 H2O

یا

3 Cgraphite + 4 HNO3 → 3 CO2 + 4 NO + 2 H2O

اسید نیتریک غلیظ به ترتیب I2 ، P4 و S8 را به hio3 ، H3PO4 و h2so4 اکسید می کند. اگر چه آن را با گرافیت و کربن آمورف واکنش نشان می دهد, آن را با الماس واکنش نشان نمی دهند; آن را می توانید الماس از گرافیت که آن را اکسید جدا.

منبع

https://en.wikipedia.org/wiki/Nitric_acid