Lý thuyết Axit nitric và muối nitrat.

A. AXIT NITRIC

I. CẤU TẠO

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

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

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

- Axit HNO₃ tan vô hạn trong nước.

- 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

1. Axit 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.

VD:

CuO  +  2HNO₃   →  Cu(NO₃)₂ +  H₂O

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

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

2. Axit HNO₃ là chất oxi hóa mạnh

 * Phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Pt và Au,

VD:

Cu  +  4HNO₃ đặc   →   Cu(NO₃)₂  +  2NO₂  + 2H ₂O

* Một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

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

VD:

C + 4HNO₃ (đ)  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

3FeO + 10HNO₃ (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 bị thụ động trong HNO₃ đặc nguội. 

IV. ĐIỀU CHẾ

1. 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) \(\overset{t^{0}}{\rightarrow}\) Na₂SO₄ + 2HNO₃

2. Trong công nghiệp

Được sản xuất theo sơ đồ sau:

N₂ \(\xrightarrow[xt, t^{0},p]{+H_{2}}\) NH₃ \(\xrightarrow[xt, t^{0}]{+O_{2}}\) NO \(\overset{O_{2}}{\rightarrow}\) NO₂ \(\overset{+O_{2}+H_{2}O}{\rightarrow}\) HNO₃

B. MUỐI NITRAT

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

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

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

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

VD:             2KNO₃  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)   2KNO₂   +  O₂

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

VD:            2Cu(NO₃)₂  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  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.

VD:           2AgNO₃ \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  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) → 2NO₂ (màu nâu đỏ)

IV. ỨNG DỤNG

- 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.

Sơ đồ tư duy: Axit nitric và muối nitrat.