|
|
Строка 20: |
Строка 20: |
|
}} |
|
}} |
|
<div class="text"> |
|
<div class="text"> |
|
|
'''АЗОТНАЯ КИСЛОТА,''' {{хим2|HNO3}}, получается |
|
''' |
|
|
|
растворением окислов азота в воде: |
|
|
<center> |
|
|
{{ch2|3NO2 + H2O}} = {{ch2|2HNO3 + NO}}<br/> |
|
|
{{ch2|N2O3 + H2O}} = {{ch2|HNO3 + NO}}<br/> |
|
|
{{ch2|N2O5 + H2O}} = {{ch2|2HNO3}}. |
|
|
</center> |
|
|
{{razr|Физические свойства А. к.}} |
|
|
Мол. в. — 63,016; бесцветная жидкость с |
|
|
характерным запахом; ''t''°<sub>''кип.''</sub> 86°, ''t''°<sub>''пл.''</sub> −47°; |
|
|
уд. в. 1,52 при 15°; при перегонке |
|
|
благодаря разложению {{ch2|2HNO3}} = {{ch2|N2O3 + 2O + H2O}} |
|
|
А. к. тотчас выделяет кислород, {{ch2|N2O3}} |
|
|
и воду; поглощение последней вызывает |
|
|
повышение ''t''°<sub>''кип.''</sub>. В водном растворе |
|
|
крепкая А. к. обычно содержит окислы азота, |
|
|
и приготовление совершенно безводной А. к. |
|
|
представляет значительные затруднения. |
|
|
Получить безводную А. к. перегонкой |
|
|
невозможно, так как минимум упругости |
|
|
имеют водные растворы А. к., т. е. |
|
|
прибавление воды к кислоте и обратно |
|
|
понижает упругость пара (и повышает ''t''°<sub>''кип.''</sub>). |
|
|
Поэтому в результате перегонки слабой |
|
|
кислоты (''D'' < 1,4) получается постоянно |
|
|
кипящий остаток ''D'' = 1,415, с содержанием |
|
|
68% {{ch2|HNO3}} и с ''t''°<sub>''кип.''</sub> 120°,5 (735 ''мм''). |
|
|
Перегонка при пониженном давлении дает |
|
|
остаток с меньшим содержанием {{ch2|HNO3}}, |
|
|
при повышенном давлении — с большим |
|
|
содержанием {{ch2|HNO3}}. Кислота ''D'' = 1,503 (85%), |
|
|
очищенная продуванием воздуха от {{ch2|N2O4}}, |
|
|
дает при перегонке остаток с 77,1% {{ch2|HNO3}}. |
|
|
Кислота ''D'' = 1,55 (99,8%) дает при |
|
|
перегонке сначала сильно окрашенный |
|
|
окислами азота раствор ''D'' = 1,62, а в остатке |
|
|
кислоту ''D'' = 1,49. Т. о. в остатке при |
|
|
перегонке А. к. всегда оказывается кислота, |
|
|
соответствующая минимуму упругости |
|
|
(максимуму ''t''°<sub>''кип.''</sub>). Безводную кислоту можно |
|
|
получить лишь при смешивании крепкой |
|
|
(99,1%) А. к. с азотным ангидридом. |
|
|
Вымораживанием, повидимому, нельзя получить |
|
|
кислоту свыше 99,5%. При новых способах |
|
|
(Валентинера) добывания А. к. из селитры, |
|
|
кислота получается достаточно чистой, при |
|
|
старых приходилось ее очищать |
|
|
преимущественно от хлористых соединений и от |
|
|
паров {{ch2|N2O4}}. Наиболее крепкая кислота |
|
|
имеет ''D''<sub>0</sub> = 1,559, ''D''<sub>15</sub> = 1,53, |
|
|
а 100%-ная {{ch2|2HNO3}} — ''D''<sub>4</sub> = 1,5421 (Белей и Манлей); |
|
|
100%-ная кислота дымит на воздухе и притягивает пары |
|
|
воды столь же сильно, как и серная |
|
|
кислота. Кислота с ''D'' = 1,526 при смешивании |
|
|
со снегом нагревается. |
|
|
Теплоты образования (из <math>\frac{1}{2}\mbox{H}_2 + \frac{1}{2}\mbox{N}_2 + \frac{3}{2}\mbox{O}_2</math>): |
|
|
{| |
|
|
| {{ch2|HNO3}} пар || +34 400 cal |
|
|
|- |
|
|
| {{ch2|HNO3}} жидкость || +41 600 » |
|
|
|- |
|
|
| {{ch2|HNO3}} кристаллы || +42 200 » |
|
|
|- |
|
|
| {{ch2|HNO3}} раствор || +48 800 » |
|
|
|} |
|
|
Теплоты разведения: при прибавлении к |
|
|
{{ch2|HNO3}} одной частицы {{ch2|H2O}} — 3,30 Cal, двух |
|
|
частиц — 4,9 Cal, пяти частиц — 6,7 Cal, |
|
|
десяти — 7,3 Cal. Дальнейшее прибавление |
|
|
дает ничтожное повышение теплового |
|
|
эффекта. В виде кристаллов получаются: |
|
|
1) {{ch2|HNO3·H2O}} = {{ch2|H2NO4}} — ромбические, |
|
|
напоминающие {{ch2|AgNO3}} таблички, ''t''°<sub>''пл.''</sub> = −34° |
|
|
(−38°); 2) {{ch2|HNO3(H2O)2}} = {{ch2|H5NO5}} — иглы, |
|
|
''t''°<sub>''пл.''</sub> −18°,2, устойчивы лишь ниже −15°. |
|
|
Кривая ''t''° закристаллизовывания водной |
|
|
кислоты имеет три эвтектики (при −66°,3, |
|
|
при −44°,2, при −43°) и два максимума |
|
|
({{ch2|HNO3·H2O}} −38°, {{ch2|HNO3·3H2O}} −18°,2).' Те |
|
|
же особенные точки наблюдаются для теплот |
|
|
растворения и для переломов кривой |
|
|
электропроводности, но на последней еще |
|
|
замечены {{ch2|2HNO3·H2O}} и {{ch2|HNO3·10H2O}}. Из |
|
|
только что сказанного и по аналогии с |
|
|
фосфорными к-тами следует, что в растворах |
|
|
А. к. имеется ее гидрат {{ch2|HNO3}}, но он очень |
|
|
легко разлагается, что и обусловливает |
|
|
высокую реакционную способность {{ch2|HNO3·H2O}}. |
|
|
А. к., содержащая в растворе {{ch2|NO2}}, |
|
|
называется {{razr|дымящей}} (красной). |
|
|
|
|
|
{{razr|Химические свойства}}. |
|
|
Чистая {{ch2|HNO3}} легко разлагается и |
|
|
окрашивается в желтоватый цвет благодаря реакции |
|
|
{{ch2|2HNO3}} = {{ch2|2NO2 + O2 + H2O}} и поглощению |
|
|
образовавшегося азотноватого ангидрида. |
|
|
Чистая А. к. и вообще крепкая А. к. устойчива |
|
|
лишь при низкой ''t''°. Основным признаком |
|
|
А. к. является ее чрезвычайно сильная |
|
|
окислительная способность за счет отдачи |
|
|
кислорода. Так, при действии на металлы (кроме |
|
|
Pt, Rh, Ir, Au, на к-рые {{ch2|HNO3}} при |
|
|
отсутствии хлора не действует) А. к. окисляет |
|
|
металл с выделением окислов азота тем |
|
|
меньшей степени окисления, чем энергичнее |
|
|
в качестве восстановителя был окисляемый |
|
|
металл. Напр., свинец (Pb) и олово (Sn) |
|
|
дают {{ch2|N2O4}} [{{ch2|2HNO3 + Pb}} = {{ch2|PbO + N2O4 + H2O}}; |
|
|
{{ch2|PbO + 2HNO3}} = {{ch2|Pb(NO3)2 + H2O}}]; серебро — |
|
|
преимущественно {{ch2|N2O3}}. Сера, особенно |
|
|
свежеосажденная, окисляется легко, фосфор |
|
|
при легком подогревании превращается в |
|
|
фосфористую кислоту. Уголь, накаленный |
|
|
докрасна, загорается в парах А. к. и в |
|
|
самой А. к. Окисляющее действие |
|
|
дымящей красной кислоты больше, чем |
|
|
бесцветной. Железо, погруженное в нее, |
|
|
делается пассивным и уже не поддается |
|
|
действию кислоты. На циклические |
|
|
органические соединения (бензол, нафталин и т. п.) |
|
|
А. к. безводная или в смеси с серной к-той, |
|
|
действует очень сильно, давая |
|
|
нитросоединения {{ch2|C6H5H + HNO3}} = {{ch2|C6H5NO2 + HOH}}. |
|
|
Нитрация парафинов идет медленно, |
|
|
притом только при действии слабой кислоты |
|
|
(большая степень ионизации). В |
|
|
результате взаимодействия веществ, содержащих |
|
|
гидроксил (глицерин, клетчатка), с А. к. |
|
|
получаются азотнокислые эфиры, |
|
|
неправильно называемые нитроглицерином, |
|
|
нитроклетчаткой и т. п. Все опыты и всю работу |
|
|
с азотной кислотой необходимо вести в |
|
|
хорошо вентилируемом помещении, но лучше |
|
|
под специальной тягой. |
|
</div> |
|
</div> |
|
|
|
|
АЗОТНАЯ КИСЛОТА, HNO₃, получается
растворением окислов азота в воде:
3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO
N₂O₃ + H₂O = HNO₃ + NO
N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃.
Физические свойства А. к.
Мол. в. — 63,016; бесцветная жидкость с
характерным запахом; t°кип. 86°, t°пл. −47°;
уд. в. 1,52 при 15°; при перегонке
благодаря разложению 2HNO₃ = N₂O₃ + 2O + H₂O
А. к. тотчас выделяет кислород, N₂O₃
и воду; поглощение последней вызывает
повышение t°кип.. В водном растворе
крепкая А. к. обычно содержит окислы азота,
и приготовление совершенно безводной А. к.
представляет значительные затруднения.
Получить безводную А. к. перегонкой
невозможно, так как минимум упругости
имеют водные растворы А. к., т. е.
прибавление воды к кислоте и обратно
понижает упругость пара (и повышает t°кип.).
Поэтому в результате перегонки слабой
кислоты (D < 1,4) получается постоянно
кипящий остаток D = 1,415, с содержанием
68% HNO₃ и с t°кип. 120°,5 (735 мм).
Перегонка при пониженном давлении дает
остаток с меньшим содержанием HNO₃,
при повышенном давлении — с большим
содержанием HNO₃. Кислота D = 1,503 (85%),
очищенная продуванием воздуха от N₂O₄,
дает при перегонке остаток с 77,1% HNO₃.
Кислота D = 1,55 (99,8%) дает при
перегонке сначала сильно окрашенный
окислами азота раствор D = 1,62, а в остатке
кислоту D = 1,49. Т. о. в остатке при
перегонке А. к. всегда оказывается кислота,
соответствующая минимуму упругости
(максимуму t°кип.). Безводную кислоту можно
получить лишь при смешивании крепкой
(99,1%) А. к. с азотным ангидридом.
Вымораживанием, повидимому, нельзя получить
кислоту свыше 99,5%. При новых способах
(Валентинера) добывания А. к. из селитры,
кислота получается достаточно чистой, при
старых приходилось ее очищать
преимущественно от хлористых соединений и от
паров N₂O₄. Наиболее крепкая кислота
имеет D0 = 1,559, D15 = 1,53,
а 100%-ная 2HNO₃ — D4 = 1,5421 (Белей и Манлей);
100%-ная кислота дымит на воздухе и притягивает пары
воды столь же сильно, как и серная
кислота. Кислота с D = 1,526 при смешивании
со снегом нагревается.
Теплоты образования (из ):
HNO₃ пар |
+34 400 cal
|
HNO₃ жидкость |
+41 600 »
|
HNO₃ кристаллы |
+42 200 »
|
HNO₃ раствор |
+48 800 »
|
Теплоты разведения: при прибавлении к
HNO₃ одной частицы H₂O — 3,30 Cal, двух
частиц — 4,9 Cal, пяти частиц — 6,7 Cal,
десяти — 7,3 Cal. Дальнейшее прибавление
дает ничтожное повышение теплового
эффекта. В виде кристаллов получаются:
1) HNO₃·H₂O = H₂NO₄ — ромбические,
напоминающие AgNO₃ таблички, t°пл. = −34°
(−38°); 2) HNO₃(H₂O)₂ = H₅NO₅ — иглы,
t°пл. −18°,2, устойчивы лишь ниже −15°.
Кривая t° закристаллизовывания водной
кислоты имеет три эвтектики (при −66°,3,
при −44°,2, при −43°) и два максимума
(HNO₃·H₂O −38°, HNO₃·3H₂O −18°,2).' Те
же особенные точки наблюдаются для теплот
растворения и для переломов кривой
электропроводности, но на последней еще
замечены 2HNO₃·H₂O и HNO₃·10H₂O. Из
только что сказанного и по аналогии с
фосфорными к-тами следует, что в растворах
А. к. имеется ее гидрат HNO₃, но он очень
легко разлагается, что и обусловливает
высокую реакционную способность HNO₃·H₂O.
А. к., содержащая в растворе NO₂,
называется дымящей (красной).
Химические свойства.
Чистая HNO₃ легко разлагается и
окрашивается в желтоватый цвет благодаря реакции
2HNO₃ = 2NO₂ + O₂ + H₂O и поглощению
образовавшегося азотноватого ангидрида.
Чистая А. к. и вообще крепкая А. к. устойчива
лишь при низкой t°. Основным признаком
А. к. является ее чрезвычайно сильная
окислительная способность за счет отдачи
кислорода. Так, при действии на металлы (кроме
Pt, Rh, Ir, Au, на к-рые HNO₃ при
отсутствии хлора не действует) А. к. окисляет
металл с выделением окислов азота тем
меньшей степени окисления, чем энергичнее
в качестве восстановителя был окисляемый
металл. Напр., свинец (Pb) и олово (Sn)
дают N₂O₄ [2HNO₃ + Pb = PbO + N₂O₄ + H₂O;
PbO + 2HNO₃ = Pb(NO₃)₂ + H₂O]; серебро —
преимущественно N₂O₃. Сера, особенно
свежеосажденная, окисляется легко, фосфор
при легком подогревании превращается в
фосфористую кислоту. Уголь, накаленный
докрасна, загорается в парах А. к. и в
самой А. к. Окисляющее действие
дымящей красной кислоты больше, чем
бесцветной. Железо, погруженное в нее,
делается пассивным и уже не поддается
действию кислоты. На циклические
органические соединения (бензол, нафталин и т. п.)
А. к. безводная или в смеси с серной к-той,
действует очень сильно, давая
нитросоединения C₆H₅H + HNO₃ = C₆H₅NO₂ + HOH.
Нитрация парафинов идет медленно,
притом только при действии слабой кислоты
(большая степень ионизации). В
результате взаимодействия веществ, содержащих
гидроксил (глицерин, клетчатка), с А. к.
получаются азотнокислые эфиры,
неправильно называемые нитроглицерином,
нитроклетчаткой и т. п. Все опыты и всю работу
с азотной кислотой необходимо вести в
хорошо вентилируемом помещении, но лучше
под специальной тягой.