Из чего состоит азотная кислота химический состав и свойства (7 видео)

Азотная кислота, также известная как кислотаазотная, является одним из наиболее распространенных и важных неорганических соединений в мире. Ее химическая формула HNO₃.

Азотная кислота состоит из трех основных элементов: водорода (H), азота (N) и кислорода (O). Молекула азотной кислоты состоит из одного атома азота, одного атома водорода и трех атомов кислорода. Азотная кислота может быть получена путем окисления аммиака (NH₃), с помощью катализатора.

Свойства азотной кислоты:

— Азотная кислота является безцветной жидкостью с характерным пахучим запахом.

— Она очень единственная и высоко реакционная кислота, которая способна растворять множество веществ, включая металлы и неорганические соли.

— Азотная кислота является сильным окислителем и может вступать во множество экзотермических реакций.

— Она также является важным промышленным химическим веществом, используемым в производстве удобрений, пластиков, взрывчатых веществ и многих других продуктов.

Использование азотной кислоты в различных отраслях промышленности и науки делает ее одним из наиболее изученных и признанных соединений. Ниже приведены дополнительные полезные сведения о химическом составе и свойствах азотной кислоты.

Содержание

Определение азотной кислоты
Общие понятия
Понятие о кислотах
Классификация кислот
Свойства азотной кислоты
Физические свойства
Химические свойства
Области применения
Химический состав азотной кислоты
Структура молекулы
Атомы в молекуле азотной кислоты
Связи в молекуле азотной кислоты
Молярная масса азотной кислоты
Расчет молярной массы
Единицы измерения
💡 Видео

Видео:Азотная кислота. Физические и химические свойства азотной кислоты. Подготовка к ЕГЭ по химии | ХимияСкачать

Определение азотной кислоты

Азотная кислота получается путем окисления аммиака и азота под воздействием кислорода. Она широко используется в процессе производства удобрений, взрывчатых веществ, красителей и других химических соединений. Кроме того, азотная кислота находит применение в лабораторных исследованиях, очистке металлических поверхностей перед нанесением покрытий, а также в качестве окрашивающего агента в промышленности и живописи.

Свойства азотной кислоты:

Кислая реакция. Азотная кислота обладает высокой степенью кислотности и может образовывать соляные соединения с основаниями.
Коррозионность. Взаимодействие азотной кислоты с некоторыми металлами приводит к их коррозии.
Окислительные свойства. Азотная кислота является сильным окислителем, способным окислять различные органические и неорганические соединения.
Высокая летучесть. Азотная кислота легко испаряется при нормальных условиях окружающей среды.

Азотная кислота является важным и распространенным химическим соединением, которое имеет многочисленные применения в различных отраслях науки и промышленности.

Видео:Химия 9 класс (Урок№15 - Азотная кислота. Строение молекулы.Соли азотной кислоты.Азотные удобрения.)Скачать

Общие понятия

Азотная кислота (HNO₃) известна также как нитратная кислота. Это одна из самых распространенных кислот, которая широко используется в различных отраслях химической промышленности. Химический состав азотной кислоты включает атомы водорода (H), азота (N) и кислорода (O).

Азотная кислота является бесцветной жидкостью с характерным запахом. Она является сильным окислителем и коррозийным агентом. Одна из важных характеристик азотной кислоты — ее способность реагировать с различными веществами, включая металлы, органические соединения и аммиак. Азотная кислота довольно опасная вещество и требует особой осторожности при использовании.

Из-за своего широкого спектра применений, азотная кислота является важным химическим веществом в промышленности, сельском хозяйстве и научных исследованиях.

Понятие о кислотах

Кислоты могут быть органическими и неорганическими. Органические кислоты содержат в своей молекуле одну или несколько групп карбоксильной кислоты (-COOH) и имеются в растениях и животных. Неорганические кислоты образуются из неорганических элементов и в большинстве случаев растворяются в воде.

Кислоты имеют ряд характерных свойств, которые определяют их кислотность:

Они реагируют с основаниями, образуя соли и воду.
Они обладают кислым вкусом и способны сжигать кожу и ткани.
Они высвобождают водородные ионы в водном растворе, что делает растворы кислоты кислотными.

Кислоты широко используются в промышленности для производства различных продуктов, таких как удобрения, пластмассы, лекарства и многое другое. Они также входят в состав многих повседневных продуктов, включая пищу и напитки.

Изучение кислот и их свойств является важной частью химического образования и позволяет понять многие процессы, происходящие в мире вокруг нас.

Классификация кислот

Кислоты делятся на неорганические и органические.

Неорганические кислоты образуются из элементов, не содержащих углерод. Они могут быть одновалентными, двухвалентными, трехвалентными и т.д. Основные неорганические кислоты включают серную, хлорную, соляную и азотную кислоты. У них различные химические формулы и свойства.

Органические кислоты, в отличие от неорганических, содержат углеводородный остаток. Они могут быть насыщенными (содержащими только одинарные связи) или не насыщенными (содержащими двойные или тройные связи). Органические кислоты широко распространены в природе и обладают разнообразными свойствами.

Вид кислоты	Примеры
Неорганические	Серная кислота (H2SO4) Хлорная кислота (HCl) Соляная кислота (HNO3) Азотная кислота (HNO3)
Органические	Уксусная кислота (CH3COOH) Яблочная кислота (C4H6O6) Лимонная кислота (C6H8O7) Салициловая кислота (C7H6O3)

Классификация кислот позволяет лучше понять их структуру и свойства, а также проявление этих свойств в повседневной жизни и в различных отраслях промышленности и науки.

Видео:КИСЛОТЫ В ХИМИИ — Химические Свойства Кислот. Реакция Кислот с Основаниями, Оксидами и МеталламиСкачать

Свойства азотной кислоты

Кислотность: Азотная кислота является сильной кислотой и обычно проявляет кислотные свойства при контакте с другими веществами. Она реагирует с щелочами и основаниями, образуя соль и воду.
Окислительные свойства: Азотная кислота обладает сильными окислительными свойствами и может окислять многие другие вещества. При окислении она сама восстанавливается, образуя окисление азота.
Коррозионные свойства: Азотная кислота является очень коррозионным веществом и может вызывать повреждения и разрушение многих материалов, включая металлы и органические вещества.
Разрушающие свойства: Азотная кислота обладает способностью разрушать биологические ткани и материалы. Она может вызывать ожоги на коже и повреждать глаза.
Химическая стабильность: Азотная кислота обычно стабильна и долговечна, если хранить ее в правильных условиях. Однако она может дефрагментироваться и разлагаться при высоких температурах и воздействии света.
Термические свойства: Азотная кислота обладает относительно высокой теплопроводностью и может выделять значительное количество тепла при реакциях. Она также может быть использована в производстве взрывчатых веществ и удобрений.

В целом, азотная кислота является важным химическим соединением с множеством свойств и применений. Она используется в производстве удобрений, взрывчатых веществ, пищевой промышленности, фармацевтике и многих других областях.

Физические свойства

Азотная кислота является сильным окислителем и часто используется в различных химических реакциях. Она может взаимодействовать с многими органическими и неорганическими веществами, в том числе с металлами и основаниями. При этом часто происходят взрывоопасные реакции, поэтому азотную кислоту следует хранить и использовать с особыми мерами предосторожности.

Азотная кислота смешивается с водой в любых пропорциях, при этом выделяется большое количество теплоты. При разбавлении с водой образуется азотная кислота различной концентрации. Наиболее распространенными являются 65% и 68% растворы азотной кислоты, которые широко применяются в промышленности.

Химические свойства

Азотная кислота может реагировать с металлами, например с цинком, железом или алюминием, образуя азот и соответствующие соли. При этом происходит выделение газообразного оксида азота, который может действовать взрывоопасно. Поэтому обращаться с азотной кислотой следует с осторожностью и соблюдением соответствующих мер безопасности.

Азотная кислота также реагирует с основаниями, образуя соли и воду. При этом происходит отщепление одной или нескольких молекул воды. Реакция азотной кислоты с основанием называется нейтрализацией.

Еще одной важной химической реакцией, в которой участвует азотная кислота, является ее диссоциация. Приисходит разложение молекулы азотной кислоты на ионы H⁺ и NO₃^—, что делает ее сильно кислотной.

Азотная кислота также способна образовывать с аммиаком сложные структуры – аммонийные соли, которые используются в промышленности и сельском хозяйстве в качестве удобрений.

Вещество	Реакция с азотной кислотой
Цинк (Zn)	Zn + 2HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + H₂O + NO₂
Железо (Fe)	Fe + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O + 2NO
Алюминий (Al)	2Al + 6HNO₃ → 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O + N₂O
Калий гидроксид (KOH)	3HNO₃ + KOH → KNO₃ + 2H₂O

Области применения

Производство удобрений: азотная кислота является основным источником азота для промышленного производства удобрений. Она важна для растений, так как азот является важным питательным элементом, особенно для развития листьев и стеблей.

Производство взрывчатых веществ: азотная кислота используется в производстве взрывчатых веществ, таких как тротил (TNT) и динамит. Она является одним из ключевых компонентов во многих взрывчатых смесях.

Очистка и травление металлов: азотная кислота применяется для очистки и травления металлов, таких как сталь и алюминий. Она удаляет окислы, ржавчину и другие загрязнения с поверхности металла.

Производство капролактама: азотная кислота используется в производстве капролактама, который является основным сырьем для производства нейлона-6. Капролактам находит широкое применение в производстве волокнистых и пластмассовых изделий.

Производство азотной кислоты: сама азотная кислота производится в больших масштабах для использования во многих других отраслях промышленности, таких как производство смол и красителей, изготовление ракетного топлива и кислотных аккумуляторов.

Из-за своих сильно окислительных свойств, азотная кислота является опасным химическим веществом, требующим особой осторожности при использовании.

Видео:Азотная кислота. Состав, строение, получение и свойстваСкачать

Химический состав азотной кислоты

Азотная кислота (HNO₃) входит в состав многих важных химических соединений и имеет широкое применение в промышленности и научных исследованиях. Она представляет собой сильную одноосновную кислоту, обладающую высокой реактивностью и окислительными свойствами.

Молекула азотной кислоты состоит из атомов азота (N), кислорода (O) и водорода (H). Формула азотной кислоты HNO₃ говорит о том, что она содержит один атом водорода, один атом азота и три атома кислорода.

Азотная кислота обычно в чистом виде представляет собой бесцветную или слегка желтоватую жидкость с характерным запахом. Она очень растворима в воде, образуя сильно кислую среду. При нагревании азотная кислота интенсивно дымится и разлагается, образуя кислород и азотные оксиды.

Азотная кислота является важным химическим веществом, которое используется в производстве удобрений, взрывчатых веществ, пластиков и многих других продуктов промышленности. Она также широко применяется в лабораторной практике для проведения химических реакций и анализа веществ.

Видео:Химия 9 класс (Урок№14 - Азот: свойства и применение. Аммиак. Физические и химические свойства.)Скачать

Структура молекулы

Молекула азотной кислоты (HNO₃) состоит из трех атомов: одного атома водорода (H), одного атома азота (N) и трех атомов кислорода (O). Молекула обладает линейной структурой, где атом азота находится посередине, а атомы кислорода расположены по обе стороны.

Атомы водорода и кислорода связаны с атомом азота через ковалентные связи, образуя две О-Н связи и одну N-О связь. Молекула азотной кислоты также обладает полярной структурой, поскольку атомы кислорода сильнее притягивают электроны к себе, создавая разделение зарядов в молекуле.

Одна из О-Н связей остается нейтральной, в то время как другая О-Н связь диссоциирует, образуя ион гидроксония (H₃O⁺) и ион нитрат (NO₃^—). Эта разрывающаяся связь делает азотную кислоту очень реакционноспособной.

Атомы в молекуле азотной кислоты

Вокруг атомов кислорода располагаются три свободных пары электронов, которые не участвуют в образовании связей и создают электронные облака с высокой плотностью электронов. Эти облака делают молекулу азотной кислоты электронейгативной и способствуют ее реакционной активности.

Молекула азотной кислоты также содержит один атом водорода, который связан с атомом кислорода через другую ковалентную связь. Эта связь является электроотрицательной, поскольку атом кислорода притягивает электроны ближе к себе, создавая более отрицательный заряд рядом с этим атомом.

Атомы в молекуле азотной кислоты взаимодействуют между собой с помощью электростатических сил притяжения и отталкивания, что определяет ее физические и химические свойства. Эти свойства включают высокую летучесть, кислотность и реакционную активность азотной кислоты.

Атом	Число электронов	Заряд
Азот (N)	7	-3
Кислород (O)	8	-2
Водород (H)	1	+1

Атомы азота и кислорода имеют различные заряды в молекуле азотной кислоты, что создает полярную связь между ними. Это свойство особенно важно при взаимодействии азотной кислоты с другими веществами, так как полярность облегчает образование водородных связей и реакций азотной кислоты с другими соединениями.

Связи в молекуле азотной кислоты

Азотная кислота (HNO₃) представляет собой соединение, состоящее из атомов азота (N), кислорода (O) и водорода (H), объединенных между собой определенными химическими связями. Молекула азотной кислоты имеет две основные связи: одна ковалентная и одна ионно-ковалентная.

Ковалентная связь образуется между атомами азота и кислорода в молекуле азотной кислоты. В рамках этой связи общие электроны образуются путем совместного использования электронных оболочек атомов. Кислород обладает более высокой электроотрицательностью, поэтому привлекает к себе большую часть электронной плотности, формируя оксидное ионно-ковалентное соединение с атомными ионами азота.

Ионно-ковалентная связь образуется между атомом азота и атомными ионами кислорода в молекуле азотной кислоты. Атом азота теряет один электрон, становясь положительно заряженным, а атомы кислорода принимают этот электрон, образуя отрицательно заряженные ионы кислорода. Ионы азота и кислорода притягиваются друг к другу электростатически и образуют ионно-ковалентное соединение.

Обе связи в молекуле азотной кислоты обладают определенными свойствами. Ковалентная связь характеризуется высокой прочностью и энергией связи. Ионно-ковалентная связь характеризуется электростатической привлекательной силой между положительным и отрицательным ионами.

Видео:Азотная кислота на ОГЭ по химии | ОГЭ 2023 | УмскулСкачать

Молярная масса азотной кислоты

Молярная масса азотной кислоты (HNO₃) составляет примерно 63 г/моль. Это значение получается путем сложения атомных масс атомов в молекуле азотной кислоты.

Молекула азотной кислоты состоит из атома водорода (H), атома азота (N) и трех атомов кислорода (O). Молярная масса каждого из этих атомов равна приблизительно: водорода — 1 г/моль, азота — 14 г/моль, кислорода — 16 г/моль.

Следовательно, молярная масса азотной кислоты равна:

1 г/моль (H) + 14 г/моль (N) + 3*16 г/моль (O) = 63 г/моль.

Молярная масса азотной кислоты важна при проведении химических реакций и расчетах. Она позволяет определить количество вещества (в молях) и массу (в граммах) азотной кислоты, которые участвуют в реакции.

Расчет молярной массы

Для расчета молярной массы азотной кислоты (HNO₃) необходимо знать атомные массы составляющих элементов: водорода, азота и кислорода. Эти значения можно найти в периодической системе элементов.

Молярная масса азотной кислоты (HNO₃) рассчитывается по формуле:

Элемент	Атомная масса (г/моль)	Количество атомов	Массовая доля (%)
H	1.008	1	3.75
N	14.007	1	16.65
O	16.00	3	79.6

Суммируя массы атомов, умноженные на их количество в молекуле, получаем молярную массу азотной кислоты:

m(HNO₃) = (1.008 * 1) + (14.007 * 1) + (16.00 * 3) = 1.008 + 14.007 + 48.00 = 63.014 г/моль

Таким образом, молярная масса азотной кислоты равна 63.014 г/моль.

Знание молярной массы азотной кислоты позволяет рассчитать массу или объем данного вещества по известному количеству вещества или наоборот, что является важным в химических расчетах.

Единицы измерения

Азотная кислота обычно измеряется в процентах по массе или объему. В массовых процентах обозначается массовая доля азотной кислоты в растворе. Например, 10% азотной кислоты в растворе означает, что на 100 г раствора приходится 10 г азотной кислоты. В объемных процентах обозначается объемная доля азотной кислоты в растворе. Например, 25% азотной кислоты в растворе означает, что в 100 мл раствора содержится 25 мл азотной кислоты.