ders türü: Yeni bilgi ve becerileri aktarma ve edinme dersi.

Hedefler: Asitlerin genel kimyasal özellikleri hakkındaki bilgileri tekrar edin ve pekiştirin; nitrik asit molekülünün yapısını, nitrik asidin fiziksel ve spesifik kimyasal özelliklerini - metallerle etkileşimini incelemek; öğrencileri saf nitrik asit elde etmek için endüstriyel ve laboratuvar yöntemleriyle tanıştırmak.

Dersin bir sonucu olarak, bilmeniz gerekenler:

1. Nitrik asit molekülünün bileşimi ve yapısı; nitrojen atomunun oluşturduğu kovalent bağların sayısı ve nitrik asit molekülündeki nitrojen oksidasyonunun derecesi.
2. Nitrik asidin genel kimyasal özellikleri: göstergelerle (turnusol ve metil oranj), bazik ve amfoterik oksitlerle, bazlarla, daha zayıf ve daha uçucu asitlerin tuzlarıyla etkileşimi.
3. Nitrik asidin spesifik kimyasal özellikleri: metallerle etkileşimi.
4. Nitrik asit elde etmek için laboratuvar ve endüstriyel yöntemler.

Aşağıdakileri yapabilmeniz gerekir:

1. Elektrolitik ayrışma teorisi açısından kimyasal reaksiyonların denklemlerini oluşturun.
2. Elektron dengesi yöntemini kullanarak konsantre ve seyreltik asitlerin metallerle etkileşiminin reaksiyonları için denklemler oluşturun.

Yöntemler ve metodolojik teknikler:

1. Konuşma.
2. Nitrik asidin metallerle kimyasal reaksiyonlarının denklemlerini derlemede öğrencilerin bağımsız çalışması.
3. Nitrik asidin genel kimyasal özelliklerinin incelenmesi üzerine laboratuvar çalışması;
4. Bir özet hazırlamak.
5. Yaratıcı çalışma: öğrencinin nitrik asit alma konusundaki mesajı.
6. Deneylerin gösterilmesi: seyreltik ve konsantre nitrik asidin bakır ile etkileşimi.
7. Multimedya projektörü kullanarak slayt gösterisi.
8. Bağımsız çalışmanın sonuçlarının karşılıklı olarak doğrulanması ve karşılıklı olarak değerlendirilmesi.

Ekipman ve reaktifler:

Öğrenci masalarında: nitrik asit solüsyonları HNO 3 (%20 - 25), turnusol ve metil oranj indikatörleri, sodyum hidroksit NaOH solüsyonu, bakır (II) sülfat solüsyonu CuSO4, demir sülfat (II) FeSO4 solüsyonu, bakır oksit (II) CuO, alüminyum oksit Al2O3 , sodyum karbonat solüsyonu Na2CO3 , test tüpleri, test tüpü tutucuları.
Öğretmen masasında: konsantre nitrik asit HNO 3 (%60 - 65), seyreltik nitrik asit HNO 3 (%30), test tüplerinin bulunduğu raf, bakır tel (parçalar), gaz çıkış tüpü, su ile kristalleştirici, test tüpü tutacağı, multimedya kurulumu (bilgisayar, projektör, perde).

Ders planı:
Ders planı tahtaya yazılır ve öğrenci sıralarına referans notları için yazdırılır (Ek 1)

Dersler sırasında:

Ben Tekrar.

Öğretmen:Önceki derslerde bazı nitrojen bileşiklerini inceledik. Onları hatırlayalım.
Öğrenci: Bunlar amonyak, amonyum tuzları, nitrojen oksitlerdir.
Öğretmen: Hangi nitrojen oksitler asidiktir?
Öğrenci: Nitrik oksit (III) N203 - nitröz anhidrit ve nitrik oksit (V) N205 - nitrik anhidrit, nitrik asit HNO3'e karşılık gelir.
Öğretmen: Nitrik asidin kalitatif ve kantitatif bileşimi nedir?

Öğretmen tahtaya nitrik asidin formülünü yazar ve öğrenciden oksidasyon durumlarını düzenlemesini ister.

Öğrenci: Molekül üç kimyasal elementten oluşur: H, N, O - bir hidrojen atomundan, bir nitrojen atomundan ve üç oksijen atomundan.

II HNO 3'ün bileşimi ve yapısı

Öğretmen: Nitrik asit molekülü nasıl oluşur?

Öğretmen nitrik asit hakkında bir sunum gösterir (Ek 2 - sunum, Ek 3 - sunum için açıklama metni)

III Fiziksel özellikler:

Öğretmen:Şimdi nitrik asidin fiziksel özelliklerini incelemeye geçelim.

Öğrenciler nitrik asidin fiziksel özelliklerinin kısa bir tanımını yazarlar.

Gösteri masasındaki öğretmen, konsantre nitrik asidin ne olduğunu gösterir.HNO (%60 - 65) - keskin kokulu, "havada tüten" renksiz bir sıvı. %100 konsantreHNO 3 bazen sarımsı renklidir, çünkü uçucu ve kararsızdır ve oda sıcaklığında nitrik oksit salarak ayrışır (IV) veya "kahverengi" gaz, bu nedenle koyu renkli cam şişelerde saklanır.

Öğretmen tahtaya nitrik asidin ayrışmasının kimyasal reaksiyonu için denklemi yazar:

Öğretmen: Nitrik asit higroskopiktir, su ile her oranda karışabilir. Sulu çözeltilerde - güçlü bir elektrolit, - 41.6 0 C sıcaklıkta katılaşır. Uygulamada %65 nitrik asit kullanılır, %100 nitrik asit gibi sigara içmez.

IV Kimyasal özellikler

Öğretmen: Dersin bir sonraki adımına geçelim. Nitrik asit güçlü bir elektrolittir. Bu nedenle, asitlerin tüm genel özelliklerine sahip olacaktır. Asitler hangi maddelerle reaksiyona girer?
Öğrenci:İndikatörlerle, bazik ve amfoterik oksitlerle, bazlarla, zayıf ve uçucu asitlerin tuzlarıyla, metallerle.
Öğretmen:İşte asitlerin genel özellikleri.

Multimedya kurulumu açık. Öğretmen asitlerin genel kimyasal özellikleri hakkında bir sunum yapar (Ek 4).

Öğretmen: Dersin deneysel kısmını yapalım. Göreviniz, örnek olarak nitrik asit kullanarak asitlerin kimyasal özelliklerini doğrulayan kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmektir. 4 kişilik gruplar halinde çalışacaksınız. Masaların üzerinde laboratuvar deneyleri için talimatlar var (Ek 5). Defterlerde, moleküler ve iyonik formda kimyasal reaksiyonların denklemlerini oluşturmak gerekir.

Öğretmen: Nitrik asidin spesifik kimyasal özelliklerine dönüyoruz. Hem seyreltik hem de konsantre nitrik asidin metallerle etkileşime girdiğinde hidrojen salmadığı, ancak amonyaktan nitrik okside (IV) kadar çeşitli nitrojen bileşiklerini serbest bırakabileceği belirtilmelidir.

Multimedya kurulumu açık. Öğretmen olası nitrik asit indirgeme ürünleri hakkında bir sunum gösterir (Ek 6).

Öğretmen: Diyagrama bakalım. Herkesin masalarında nitrik asidin (seyreltilmiş ve konsantre) metallerle indirgenmesi için şemaları vardır (Ek 7).

1. Seyreltik nitrik asidin bakır ile reaksiyonu. Su üzerinde nitrik oksit (II) toplanması.
2. Konsantre nitrik asidin bakır ile etkileşimi. Nitrik oksit (IV) elde edilmesi.

Reaksiyon denklemlerini tahtaya yazın:

Öğretmen : Deneylere dayanarak, sonuçlar çıkarabiliriz:

Öğretmen: Konsantre ve seyreltik nitrik asidin metallerle geri kazanılması için şemaların yanı sıra 127. sayfadaki ders kitabını kullanarak, seçenekler üzerinde bağımsız çalışmaya geçelim (Ek 8). Herkes kendi işini yapar. Size sunulan kartlar - görevler. Çalışma süresi 5-7 dakika.

Multimedya kurulumu açık. Öğretmen doğru cevapları gösterir (Ek 9). Öğrenciler ödevin doğruluğunu kontrol eder.

V Nitrik asit HNO 3 elde edilmesi

Öğrenci:(mesaj) Laboratuvarda nitrik asit, potasyum veya sodyum nitratın konsantre sülfürik asitle ısıtılarak veya ısıtılmadan reaksiyona sokulmasıyla elde edilir:

Endüstride nitrik asit, atmosferik nitrojenden sentezlenen amonyağın katalitik oksidasyonu ile elde edilir:

Öğrenci nitrik asit elde etme şemasını gösterir (Ek 10) ve öğrenciler reaksiyon denklemlerini bir deftere yazarlar.

VI Sonuç

Öğretmen: Bugünün dersinde nitrik asidin bileşimi ve yapısı hakkında bilgi sahibi olduk. Nitrik asit örneğini kullanarak asitlerin genel özelliklerini tekrarladılar ve pekiştirdiler, TED teorisi, atomik yapı teorisi ve kimyasal bağ hakkındaki bilgilerini pekiştirdiler. Nitrik asidin spesifik özelliklerini, yani metallerle etkileşimini inceledik. Nitrik asit elde etme yöntemlerini öğrenin.

D/z:§ 33, ör. 4 ders kitabının 128. sayfasında;
görevler: 4 - 35, 4 - 41 problem kitabı;
özeti öğrenin.

Kaynakça

1. Kuznetsova N.E., Titova I.M., Gara N.N., Zhegin A.Yu. Kimya: 9. sınıf eğitim kurumları için bir ders kitabı. - M.: Ventana - Graf, 2004.
2. Çocuklar için ansiklopedi. Kimya. – M.: Avanta, 2000.
3. Maksimenko O.O. Kimya. Üniversitelere giriş için ödenek. – M.: Eksmo, 2003.
4. Polosin V.S., Prokopenko V.G. Kimya öğretim yöntemleri üzerine çalıştay. Öğretici. – M.: Aydınlanma, 1989.
5. Martynenko B.V. Kimya: Asitler ve bazlar. – M.: Aydınlanma, 2000.

Nitrik asit ve özellikleri.

Saf nitrik asit HNO 3 renksiz bir sıvıdır. Havada, konsantre hidroklorik asit gibi, buharları hava nemi ile küçük sis damlacıkları oluşturduğundan "sigara içer".

Nitrik asit güçlü değildir. Zaten ışığın etkisi altında, yavaş yavaş ayrışır:

4HN0 3 \u003d 4N0 2 + 0 2 + 2H 2 0.

Sıcaklık ne kadar yüksek ve asit ne kadar konsantre olursa, ayrışma o kadar hızlı olur. Serbest kalan nitrojen dioksit asit içinde çözünür ve ona kahverengi bir renk verir.

Nitrik asit en güçlü asitlerden biridir: seyreltik çözeltilerde tamamen H+ ve N0_ iyonlarına ayrışır.

Nitrik asit en enerjik oksitleyicilerden biridir. Birçok metal olmayan, onun tarafından kolayca oksitlenerek karşılık gelen asitlere dönüşür. Böylece, nitrik asit ile kaynatıldığında, kükürt kademeli olarak sülfürik aside, fosfor fosforik aside oksitlenir.

Nitrik asit hemen hemen tüm metallere etki ederek (bkz. bölüm 11.3.2), onları nitratlara ve bazı metalleri oksitlere dönüştürür.

Konsantre HNO 3 bazı metalleri pasifleştirir.

Nitrik asitte nitrojenin oksidasyon durumu +5'tir. Oksitleyici bir madde olarak hareket eden HNO 3, çeşitli ürünlere indirgenebilir:

4 +3 +2 +1 0 -3

N0 2 N 2 0 3 HAYIR N 2 O N 2 NH 4 N0 3

Bu maddelerden hangisinin oluştuğu, yani nitrik asidin şu veya bu durumda ne kadar derin indirgendiği, indirgeyici maddenin doğasına ve reaksiyon koşullarına, özellikle asit konsantrasyonuna bağlıdır. HNO3 konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, o kadar az derinlemesine geri yüklenir. Konsantre asit ile reaksiyonlarda en çok NO2 açığa çıkar. Seyreltik nitrik asit, bakır gibi inaktif metallerle reaksiyona girdiğinde NO açığa çıkar. Daha aktif metaller durumunda - demir, çinko - N2O oluşur. Yüksek oranda seyreltik nitrik asit, asitle birlikte amonyum nitrat veren bir amonyum iyonu oluşturmak için aktif metallerle (çinko, magnezyum, alüminyum) reaksiyona girer. Genellikle birkaç ürün aynı anda oluşturulur.

Cu + HN03 (kons.) - Cu(N03)2 + N02 + H20;

Cu + HN0 3 (seyreltilmiş) -^ Cu (N0 3) 2 + N0 + H20;

Mg + HN0 3 (seyreltilmiş) -> Mg(N0 3) 2 + N 2 0 + n 2 0;

Zn + HN0 3 (çok seyreltik) - Zn (N0 3) 2 + NH 4 N0 3 + H 2 0.

Nitrik asidin metaller üzerindeki etkisi altında, kural olarak hidrojen salınmaz.

Metal olmayanların oksidasyonu sırasında, metallerde olduğu gibi konsantre nitrik asit, örneğin NO 2'ye indirgenir.

S + 6HNO 3 \u003d H2S04 + 6N02 + 2H20.

ZR + 5HN0 3 + 2H 2 0 \u003d ZN 3 RO 4 + 5N0

Yukarıdaki şemalar, nitrik asidin metaller ve metal olmayanlarla etkileşiminin en tipik durumlarını göstermektedir. Genel olarak, HNO3 içeren redoks reaksiyonları karmaşıktır.

1 hacim nitrik asit ile 3-4 hacim konsantre hidroklorik asitten oluşan karışıma kral suyu denir. Kraliyet votkası, "metallerin kralı" - altın da dahil olmak üzere nitrik asitle etkileşime girmeyen bazı metalleri çözer. Eylemi, nitrik asidin hidroklorik asidi serbest klor salınımı ve nitrojen klorür (1P) veya nitrosil klorür, NOC1 oluşumu ile okside etmesi gerçeğiyle açıklanır:

HN0 3 + ZNS1 \u003d C1 2 + 2H 2 0 + N0C1.

Nitrosil klorür, reaksiyonun bir ara ürünüdür ve ayrışır:

2N0C1 = 2N0 + С1 2 .

Salınım anında klor, aqua regia'nın yüksek oksitleme kabiliyetini belirleyen atomlardan oluşur. Altın ve platinin oksidasyon reaksiyonları esas olarak aşağıdaki denklemlere göre ilerler:

Au + HN0 3 + ZNS1 \u003d AuCl3 + NO + 2H2 0;

3Pt + 4HN03 + 12HC1 = 3PtCl4 + 4N0 + 8H2 0.

Nitrik asit, birçok organik madde üzerinde, bir organik bileşik molekülündeki bir veya daha fazla hidrojen atomunun nitro grupları - NO 2 ile değiştirileceği şekilde etki eder. Bu işleme nitrasyon denir ve organik kimyada büyük önem taşır.

Nitrik asit tuzlarına nitrat denir. Hepsi suda iyi çözünür ve ısıtıldığında oksijen salınımı ile ayrışırlar. Aynı zamanda, en aktif metallerin nitratları nitritlere geçer:

2KN0 3 \u003d 2KN0 2 + Ç 2

Endüstriyel nitrik asit üretimi. Nitrik asit üretimine yönelik modern endüstriyel yöntemler, amonyağın atmosferik oksijen ile katalitik oksidasyonuna dayanır. Amonyağın özellikleri anlatılırken oksijende yandığı, reaksiyon ürünlerinin su ve serbest nitrojen olduğu belirtilmiştir. Ancak katalizörlerin varlığında amonyağın oksijenle oksidasyonu farklı şekilde ilerleyebilir. Katalizörün üzerinden bir amonyak ve hava karışımı geçirilirse, o zaman 750 ° C'de ve karışımın belirli bir bileşiminde, NH3'ün neredeyse tamamen NO'ya dönüşümü gerçekleşir:

4NH3 (r) + 5O2 (g) \u003d 4NO (r) + 6H20 (g), AN \u003d -907 kJ.

Oluşan N0 kolayca NO 2'ye geçer, bu da suyla atmosferik oksijen varlığında nitrik asit verir.

Platin bazlı alaşımlar, amonyağın oksidasyonunda katalizör olarak kullanılır.

Amonyağın oksidasyonu ile elde edilen nitrik asit, %60'ı geçmeyen bir konsantrasyona sahiptir. Gerekirse konsantre edilir.

Endüstri,% 55, 47 ve 45 konsantrasyonda ve konsantre -% 98 ve 97 oranında seyreltik nitrik asit üretir. Konsantre asit, alüminyum tanklarda, seyreltilmiş asit - aside dayanıklı çelik tanklarda taşınır.

Bilet 5

2. Demirin organizmanın yaşamındaki rolü.

Vücuttaki demir. Demir, tüm hayvanların organizmalarında ve bitkilerde bulunur (ortalama olarak yaklaşık %0,02); esas olarak oksijen değişimi ve oksidatif süreçler için gereklidir. Onu büyük miktarlarda biriktirebilen organizmalar (sözde yoğunlaştırıcılar) vardır (örneğin, demir bakterileri - Demirin% 17-20'sine kadar). Hayvan ve bitki organizmalarındaki demirin neredeyse tamamı proteinlerle ilişkilidir. Demir eksikliği, klorofil üretiminin azalmasıyla bağlantılı olarak büyüme geriliğine ve bitki klorozuna neden olur. Aşırı demir ayrıca bitkilerin gelişimi üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir, örneğin pirinç çiçeklerinin kısırlığına ve kloroza neden olur. Alkali topraklarda bitki köklerinin erişemeyeceği demir bileşikleri oluşur ve bitkiler bunu yeterli miktarlarda almaz; asidik topraklarda demir fazla miktarda çözünür bileşiklere geçer. Toprakta asimile edilebilir demir bileşiklerinin eksikliği veya fazlalığı ile geniş alanlarda bitki hastalıkları gözlenebilir.

Demir, hayvanların ve insanların vücuduna yiyeceklerle girer (karaciğer, et, yumurta, baklagiller, ekmek, tahıllar, ıspanak ve pancar demir açısından en zengindir). Normalde, bir kişi diyetle 60-110 mg Demir alır ve bu da günlük gereksinimini önemli ölçüde aşar. Gıda ile alınan demirin emilimi, ince bağırsağın üst kısmında meydana gelir, buradan proteine ​​​​bağlı bir biçimde kana girer ve kanla birlikte bir demir-protein kompleksi - ferritin şeklinde biriktiği çeşitli organ ve dokulara taşınır. Vücuttaki ana demir deposu karaciğer ve dalaktır. Ferritin nedeniyle vücudun tüm demir içeren bileşikleri sentezlenir: solunum pigmenti hemoglobin kemik iliğinde sentezlenir, miyoglobin kaslarda sentezlenir ve sitokromlar ve diğer demir içeren enzimler çeşitli dokularda sentezlenir. Demir vücuttan esas olarak kalın bağırsağın duvarından (insanlarda günde yaklaşık 6-10 mg) ve az miktarda böbrekler yoluyla atılır.

giriiş

Çiçekçiliğe düşkünsünüz ve çiçeklerinize gübre almak için bakkala geldiniz. Çeşitli isimlere ve formülasyonlara baktığınızda "Azotlu Gübre" etiketli bir şişe dikkatinizi çeker. Kompozisyonunu okuyoruz: "Fosfor, kalsiyum, falan ... Nitrik asit? Peki bu ne tür bir hayvan?!" Genellikle nitrik asit tam da böyle bir ortamda karşılanır. Ve sonra birçok kişi onun hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyecektir. Bugün merakınızı gidermeye çalışacağım.

Tanım

Nitrik asit (formül HNO 3) güçlü bir monobazik asittir. Oksitlenmemiş halde fotoğraf 1'deki gibi görünüyor. Normal şartlar altında sıvıdır, ancak agrega katı hale dönüştürülebilir. Ve içinde monoklinik veya eşkenar dörtgen bir kafese sahip kristalleri andırıyor.

Nitrik asidin kimyasal özellikleri

Bu asidin iyonlara neredeyse tamamen ayrışmasının meydana geldiği su ile iyi karışma kabiliyetine sahiptir. Konsantre nitrik asit kahverengi bir renge sahiptir (fotoğraf). Üzerine düşen güneş ışığı nedeniyle oluşan azot dioksit, su ve oksijene ayrışması ile sağlanır. Isıtılırsa, aynı ayrışma meydana gelir. Tantal, altın ve platinoidler (rutenyum, rodyum, paladyum, iridyum, osmiyum ve platin) dışında tüm metaller onunla reaksiyona girer. Bununla birlikte, hidroklorik asit ile kombinasyonu, bazılarını bile çözebilir (buna "kraliyet votkası" denir). Herhangi bir konsantrasyona sahip olan nitrik asit, oksitleyici bir madde olarak görünebilir. Birçok organik madde, onunla etkileşime girdiğinde kendiliğinden tutuşabilir. Ve bu asitteki bazı metaller pasifleştirilecektir. Bunlara etki ederken (ayrıca oksitler, karbonatlar ve hidroksitlerle reaksiyona girerken), nitrik asit nitrat adı verilen tuzlarını oluşturur. İkincisi suda yüksek oranda çözünür. Ancak nitrat iyonları içinde hidrolize olmaz. Bu asidin tuzları ısıtılırsa, geri dönüşümsüz ayrışmaları meydana gelir.

Fiş

Nitrik asit elde etmek için sentetik amonyak, daha sonra su tarafından emilen bir nitröz gaz karışımı ortaya çıkana kadar platin-rodyum katalizörleri kullanılarak oksitlenir. Potasyum nitrat ve demir sülfat karıştırılıp ısıtıldığında da oluşur.

Başvuru

Nitrik asit yardımıyla mineral gübreler, patlayıcılar ve bazı zehirli maddeler üretilir. Baskı formlarıyla (gravür panoları, magnezyum klişeleri vb.) zehirlenir ve ayrıca fotoğraflar için renklendirme solüsyonlarını asitleştirir. Nitrik asitten boyalar ve ilaçlar üretilir ve ayrıca altın alaşımlarında altının varlığını belirlemek için kullanılır.

fizyolojik etki

Nitrik asidin vücut üzerindeki etki derecesi göz önüne alındığında, 3. tehlike sınıfı (orta derecede tehlikeli) olarak sınıflandırılır. Buharlarının solunması solunum yollarının tahriş olmasına yol açar. Nitrik asit ciltle temas ettiğinde uzun süre iyileşen birçok ülser bırakır. Cildin içine girdiği alanlar karakteristik bir sarı renk alır (fotoğraf). Bilimsel olarak, bir ksantoprotein reaksiyonu meydana gelir. Nitrik asit ısıtıldığında veya ışık altında ayrıştığında oluşan nitrojen dioksit oldukça toksiktir ve akciğer ödemine neden olabilir.

Çözüm

Nitrik asit kişiye hem seyreltilmiş hem de saf halde fayda sağlar. Ancak çoğu zaman, birçoğuna muhtemelen aşina olduğunuz (örneğin, nitrogliserin) maddelerin bileşiminde bulunur.

Nitrik asit: özellikleri ve reaksiyonları,
temel üretim

9. sınıf

Bir kimya dersine gelen çocuklar, yeni şeyler öğrenmek ve bilgilerini uygulamak isterler, özellikle bilgi almayı ve kendi başlarına deney yapmayı severler. Bu ders, öğrencilerin yeni materyal çalışırken daha önce edindikleri bilgileri kullanabilecekleri şekilde yapılandırılmıştır: nitrojen atomunun yapısı, kimyasal bağ türleri, elektrolitik ayrışma, redoks reaksiyonları, deney sırasında güvenlik önlemleri.

Hedefler. Elektrolitik ayrışma teorisi (TED) ışığında nitrojen oksitlerin sınıflandırılması ve özelliklerinin yanı sıra nitrik asidin genel özelliklerini gözden geçirin. Seyreltik ve konsantre asitlerin metallerle etkileşimi örneğini kullanarak öğrencilere nitrik asidin oksitleyici özellikleri hakkında bilgi vermek. Nitrik asit elde etme yöntemleri ve kullanım alanları hakkında fikir vermek.

Teçhizat.Öğrencilerin önündeki her masada bir ders planı, nitrik asidin metallerle etkileşiminin bir diyagramı, bir dizi reaktif, çalışılan materyali pekiştirmek için testler vardır.

plan n u roka

azot oksitler.

Nitrik asit molekülünün bileşimi ve yapısı.

Nitrik asidin fiziksel özellikleri.

Nitrik asidin kimyasal özellikleri.

Nitrik asit elde edilmesi.

Nitrik asit uygulaması.

Malzemenin konsolidasyonu (seçeneklere göre test edin).

DERSLERDE

azot oksitler

Öğretmen.Azot oksitlerin formüllerini hatırlayın ve yazın. Hangi oksitlere tuz oluşturucu denir, hangileri tuz oluşturmaz? Neden?

Öğrenciler bağımsız olarak beş nitrojen oksidin formüllerini yazarlar, adlandırırlar, nitrojen içeren oksijen asitlerini hatırlarlar ve oksitler ile asitler arasında bir yazışma kurarlar. Öğrencilerden biri tahtaya (masa) yazar.

Masa

Nitrojen oksitlerin, asitlerin ve tuzların karşılaştırılması

Tanıtım Deneyimi:
nitrik oksidin (IV) su ile etkileşimi

Öğretmen. olan bir tekneye 2 NO biraz su ekleyin ve içindekileri çalkalayın, ardından elde edilen çözeltiyi turnusol ile test edin.

Ne görüyoruz? Çözelti, iki asit oluşumu nedeniyle kırmızıya döner.

2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 2 + HNO 3.

Azot oksidasyon durumu 2 NO +4'e eşittir, yani çözeltide daha kararlı olan +3 ve +5 arasında orta düzeydedir, bu nedenle, iki asit aynı anda nitrik okside (IV) karşılık gelir - nitröz ve nitrik.

Molekülün bileşimi ve yapısı

Öğretmen.Tahtaya nitrik asidin moleküler formülünü yazın, moleküler ağırlığını hesaplayın ve elementlerin oksidasyon durumlarını not edin. Yapısal ve elektronik formüller yapın.

Öğrenciler aşağıdaki formülleri oluştururlar (Şekil 1).

Pirinç. 1. Nitrik asidin yanlış yapısal ve elektronik formülleri

Öğretmen.Bu formüllere göre on elektron nitrojenin etrafında dönüyor ama bu olamaz çünkü. nitrojen ikinci periyottadır ve dış katmanda en fazla sekiz elektrona sahip olabilir. Verici-alıcı mekanizmasına göre nitrojen atomu ile oksijen atomlarından biri arasında bir kovalent bağ oluştuğunu varsayarsak bu çelişki ortadan kalkar.(İncir. 2).

Pirinç. 2. Nitrik asidin elektronik formülü.
Nitrojen atomunun elektronları siyah noktalarla gösterilmiştir.

Daha sonra nitrik asidin yapısal formülü aşağıdaki gibi temsil edilebilir.(Şek. 3) :

Pirinç. 3. Nitrik asidin yapısal formülü
(verici-alıcı bağı okla gösterilmiştir)

Bununla birlikte, çift bağın iki oksijen atomu arasında eşit olarak dağıldığı deneysel olarak kanıtlanmıştır. Nitrik asitteki nitrojenin oksidasyon durumu +5'tir ve değerlik (not) dörttür, çünkü sadece dört ortak elektron çifti vardır.

Nitrik asidin fiziksel özellikleri

Öğretmen.Önünüzde seyreltik ve konsantre nitrik asit şişeleri var. Gözlemlediğiniz fiziksel özellikleri açıklayın.

Öğrenciler nitrik asidi sudan ağır, sarımsı renkli, keskin kokulu bir sıvı olarak tanımlarlar. Nitrik asit çözeltisi renksiz ve kokusuzdur.

Öğretmen. Nitrik asidin kaynama noktasının +83 °C, donma noktasının -41 °C olduğunu ekleyeceğim, yani normal şartlar altında bir sıvıdır. Keskin koku ve depolama sırasında sararması, konsantre asidin kararsız olması ve ışık veya ısıtmanın etkisi altında kısmen ayrışması ile açıklanmaktadır.

Asidin kimyasal özellikleri

Öğretmen. Asitler hangi maddelerle etkileşime girer?(Öğrencinin adı.)

İşte reaktifler, listelenen reaksiyonları yapın * ve gözlemlerinizi yazın (tepkiler TED ışığında kaydedilmelidir).

Şimdi nitrik asidin spesifik özelliklerine dönelim.

Asidin depolama sırasında sarardığını not ettik, şimdi bunu bir kimyasal reaksiyonla kanıtlayacağız:

4HNO3 \u003d 2H2O + 4NO2 + O2.

(Öğrenciler bağımsız olarak reaksiyonun elektronik dengesini yazarlar.)

Yayılan "kahverengi gaz"(NO2) asit lekesi.

Bu asit özellikle metallerle ilgili olarak davranır. Metallerin asit çözeltilerinden hidrojenin yerini aldığını biliyorsunuz, ancak bu nitrik asitle etkileşime girdiğinde olmaz.

Çeşitli konsantrasyonlardaki asitler metallerle reaksiyona girdiğinde hangi gazların salındığını gösteren masanızdaki şemaya bakın (Şekil 4). (Şema ile çalışmak.)

Pirinç. 4. Nitrik asidin metallerle etkileşiminin şeması

Tanıtım Deneyimi:
konsantre nitrik asidin bakır ile reaksiyonu

Nitrik asidin (kons.) bakır tozu veya ince kıyılmış bakır tel parçaları ile reaksiyonunun çok etkili bir gösterimi:

Öğrenciler bağımsız olarak reaksiyonun elektronik dengesini yazarlar:

Asit üretimi

Öğretmen. Nitrik asit elde etme konusunu dikkate almazsak ders eksik kalacaktır.

Laboratuvar yolu: konsantre sülfürik asidin nitratlar üzerindeki etkisi (Şekil 5).

NaNO3 + H2S04 \u003d NaHS04 + HNO3.

Endüstride asit esas olarak amonyak yöntemiyle üretilir.

Pirinç. 5. Şimdiye kadar laboratuvarda nitrik asit elde etmek
eski kimyasal cam eşyaların kullanılması uygundur - imbik

2000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda (elektrik arkı) nitrojen ve oksijenden asit elde etme yöntemi pek yaygınlaşmamıştır.

Rusya'da nitrik asit elde etme tarihi, kimya mühendisi Ivan Ivanovich Andreev'in (1880–1919) adıyla ilişkilendirilir.

1915'te amonyaktan asit üretimi için ilk birimi kurdu ve geliştirdiği yöntemi 1917'de fabrika ölçeğinde uyguladı. İlk fabrika Donetsk'te kuruldu.

Bu yöntem birkaç adım içerir.

1) Amonyak-hava karışımının hazırlanması.

2) Amonyağın platin ızgara üzerinde atmosferik oksijenle oksidasyonu:

4NH3 + 5O2 \u003d 4NO + 6H2O.

3) Nitrik oksidin (II) nitrik okside (IV) daha fazla oksidasyonu:

2NO + O2 \u003d 2NO2.

4) Nitrik oksidin (IV) suda eritilmesi ve asit elde edilmesi:

3NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + HAYIR.

Çözünme oksijen varlığında gerçekleştirilirse, tüm nitrik oksit (IV) nitrik aside geçer.

5) Nitrik asit üretimindeki son aşama, atmosfere kaçan gazların nitrojen oksitlerden arındırılmasıdır. Bu gazların bileşimi: %98'e kadar nitrojen, %2–5 oksijen ve %0,02–0,15 nitrojen oksitler. (Nitrojen başlangıçta amonyağı okside etmek için alınan havadaydı.) Bu egzoz gazlarındaki nitrojen oksitler %0,02'den fazlaysa, o zaman özel olarak katalitik olarak nitrojene indirgenirler, çünkü bu oksitlerin bu kadar küçük miktarları bile büyük çevre sorunlarına yol açar.

Tüm söylenenlerden sonra şu soru ortaya çıkıyor: neden aside ihtiyacımız var?

Asit uygulaması

Öğretmen.Nitrik asit aşağıdakileri üretmek için kullanılır: azotlu gübreler ve öncelikle amonyum nitrat (nasıl elde edilir?); patlayıcılar (neden?); boyalar; sonraki derste tartışılacak olan nitratlar.

Malzemenin sabitlenmesi

Ön sınıf anketi

- Nitrik asitte nitrojenin oksidasyon durumu neden +5 ve değerlik dört?

Nitrik asit hangi metallerle reaksiyona girmez?

- Hidroklorik ve nitrik asitleri tanımanız gerekir, masada üç metal vardır - bakır, alüminyum ve demir. Bunu nasıl yapacaksın ve neden?

Ölçek

seçenek 1

1. Nitrojen atomundaki elektronların enerji seviyeleri üzerindeki dağılımına hangi sayı dizisi karşılık gelir?

1) 2, 8, 1; 2) 2, 8, 2; 3) 2, 4; 4) 2, 5.

2. Pratik olarak uygulanabilir reaksiyonların denklemlerini tamamlayın:

1) HNO 3 (fark) + Cu … ;

2) Zn + HNO3 (kons.) ...;

3) HNO3 + MgCO3 ...;

4) CuO + KNO3 ... .

3. Hangi denklemin endüstriyel nitrik asit üretiminin aşamalarından birini gösterdiğini belirtiniz.

1) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H20;

2) 5HNO3 + 3P + 2H20 = 3H3PO4 + 5NO;

3) N2 + O2 \u003d 2NO.

4. Negatif oksidasyon durumu, bileşikteki nitrojen ile kendini gösterir:

1) N20; 2) HAYIR; 3) HAYIR 2; 4) Na3N.

5. Bakır talaşlarının konsantre nitrik asit ile etkileşimi, aşağıdakilerin oluşumuna yol açar:

1) HAYIR 2; 2) HAYIR; 3) N2; 4) NH3.

seçenek 2

1. Azotun en yüksek değerliliğinin değeri:

1) 1; 2) 2; 3) 5; 4) 4.

2. Konsantre nitrik asidin aşağıdaki metallerle olası etkileşimini yazın: sodyum, alüminyum, çinko, demir, krom.

3. Nitrik asit üretimi için hammadde olan maddeleri seçin:

1) nitrojen ve hidrojen;

2) amonyak, hava ve su;

3) nitratlar.

4. Konsantre nitrik asit şunlarla reaksiyona girmez:

1) karbondioksit;

2) hidroklorik asit;

3) karbon;

4) baryum hidroksit.

5. Çok seyreltik bir asit magnezyum ile reaksiyona girdiğinde şunları oluşturur:

1) HAYIR 2; 2) HAYIR; 3) N20; 4) NH4NO3.

* Örneğin, çocukları aşağıdaki laboratuvar deneylerini yapmaya davet edebilirsiniz.

1) Nitrik asit solüsyonlu bir test tüpüne turnusol ekleyin ve yavaş yavaş sodyum hidroksit solüsyonu ekleyin. Gözlemlerinizi yazın.

2) Bir test tüpüne biraz tebeşir koyun, seyreltik nitrik asit ekleyin.

3) Bir test tüpüne biraz bakır(II) oksit koyun, seyreltik nitrik asit ekleyin. Çözüm ne renk? Test tüpünü tutucuya kelepçeleyin ve ısıtın. Çözeltinin rengi nasıl değişir? Renk değişikliği ne anlama geliyor? - Not. ed.

İnsanoğlunun kullandığı en önemli ürünlerden biri nitrat asittir. Maddenin formülü HNO 3 olup, onu diğer inorganik asitlerden ayıran çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklere de sahiptir. Makalemizde nitrik asidin özelliklerini inceleyeceğiz, üretim yöntemlerini tanıyacağız ve ayrıca maddenin çeşitli endüstrilerdeki, tıp ve tarımdaki kapsamını ele alacağız.

Fiziksel özelliklerin özellikleri

Yapısal formülü aşağıda verilen laboratuvar kaynaklı nitrik asit, sudan ağır, hoş olmayan bir kokuya sahip, renksiz bir sıvıdır. Çabuk buharlaşır ve düşük kaynama noktası +83 °C'dir. Bileşik, herhangi bir oranda su ile kolayca karışarak çeşitli konsantrasyonlarda çözeltiler oluşturur. Ayrıca nitrat asit havadaki nemi emebilir, yani higroskopik bir maddedir. Nitrik asidin yapısal formülü belirsizdir ve iki şekilde olabilir.

Moleküler formda nitrat asidi yoktur. Çeşitli konsantrasyonlardaki sulu çözeltilerde, madde aşağıdaki parçacıkların biçimine sahiptir: H30 + - hidronyum iyonları ve asit kalıntısının anyonları - NO 3 -.

Asit-baz etkileşimi

En güçlü asitlerden biri olan nitrik asit değişime, nötralizasyona girer. Böylece, bazik oksitlerle bileşik, bunun sonucunda tuz ve su elde edilen metabolik işlemlere katılır. Nötralizasyon reaksiyonu, tüm asitlerin temel kimyasal özelliğidir. Bazların ve asitlerin etkileşiminin ürünleri her zaman karşılık gelen tuzlar ve su olacaktır:

NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O

Metallerle reaksiyonlar

Formülü HNO3 olan nitrik asit molekülünde nitrojen, +5'e eşit en yüksek oksidasyon durumunu gösterir, bu nedenle madde belirgin oksitleyici özelliklere sahiptir. Güçlü bir asit olarak, hidrojene kadar metallerin aktivite sırasına göre metallerle etkileşime girebilir. Ancak diğer asitlerin aksine bakır veya gümüş gibi pasif metal elementlerle de reaksiyona girebilir. Reaktifler ve etkileşim ürünleri, hem asidin kendisinin konsantrasyonu hem de metalin aktivitesi ile belirlenir.

Seyreltik nitrik asit ve özellikleri

HNO3'ün kütle oranı 0.4-0.6 ise, bileşik güçlü bir asidin tüm özelliklerini sergiler. Örneğin, hidrojen katyonlarına ve asit kalıntı anyonlarına ayrışır. Asidik bir ortamdaki göstergeler, örneğin mor turnusol, fazla H + iyonunun varlığında rengini kırmızıya çevirir. Nitrat asidin metallerle olan reaksiyonlarının en önemli özelliği suya okside olan hidrojenin açığa çıkmasının imkansız olmasıdır. Bunun yerine, çeşitli bileşikler oluşur - nitrojen oksitler. Örneğin, gümüşün formülü HNO3 olan nitrik asit molekülleri ile etkileşim sürecinde nitrojen monoksit, su ve tuz - gümüş nitrat bulunur. Üç elektron eklendiğinden, kompleks anyondaki nitrojenin oksidasyon derecesi azalır.

Magnezyum, çinko, kalsiyum, nitrat asidi gibi aktif metal elementlerle reaksiyona girerek değeri en küçük olan nitrik oksit oluşturur, 1'dir. Tuz ve su da oluşur:

4Mg + 10HNO3 \u003d NH4NO3 + 4Mg (NO3)2 + 3H2O

Kimyasal formülü HNO 3 olan nitrik asit çok seyreltik ise, bu durumda aktif metallerle etkileşiminin ürünleri farklı olacaktır. Amonyak, serbest nitrojen veya nitrik oksit (I) olabilir. Her şey, metalin öğütme derecesini ve reaksiyon karışımının sıcaklığını içeren dış etkenlere bağlıdır. Örneğin, çinko ile etkileşiminin denklemi şöyle görünecektir:

Zn + 4HNO 3 \u003d Zn (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H2O

Metallerle reaksiyonlarda konsantre HNO 3 (%96-98) asit nitrojen dioksite indirgenir ve bu genellikle metalin N. Beketov serisindeki konumuna bağlı değildir. Bu, çoğunlukla gümüşle etkileşime girdiğinde olur.

Kuralın istisnasını hatırlayalım: normal koşullar altında konsantre nitrik asit demir, alüminyum ve krom ile reaksiyona girmez, onları pasifleştirir. Bu, metal yüzeyde koruyucu bir oksit filmi oluşturarak asit molekülleri ile daha fazla teması önlediği anlamına gelir. Bir maddenin konsantre hidroklorik asit ile 3: 1 oranında karışımına kral suyu denir. Altını eritme yeteneğine sahiptir.

Nitrat asidi metal olmayanlarla nasıl reaksiyona girer?

Bir maddenin güçlü oksitleyici özellikleri, metalik olmayan elementlerle reaksiyonlarında, ikincisinin karşılık gelen asitler formuna geçmesine yol açar. Örneğin, kükürt sülfata, bor borik'e ve fosfor fosfat asitlerine oksitlenir. Aşağıdaki reaksiyon denklemleri bunu doğrulamaktadır:

S 0 + 2HN V Ö 3 → H 2 S VI Ö 4 + 2N II O

Nitrik asit elde edilmesi

Bir madde elde etmek için en uygun laboratuvar yöntemi, nitratların konsantre ile etkileşimidir. Düşük ısıtma ile gerçekleştirilir, sıcaklıkta bir artıştan kaçınılır, çünkü bu durumda elde edilen ürün ayrışır.

Endüstride nitrik asit çeşitli şekillerde elde edilebilir. Örneğin havadan nitrojen ve hidrojen elde edilir. Asit üretimi birkaç aşamada gerçekleşir. Nitrojen oksitler ara ürünler olacaktır. İlk önce nitrojen monoksit NO oluşur, daha sonra atmosferik oksijen ile nitrojen dioksite oksitlenir. Son olarak, su ve fazla oksijen ile reaksiyona girerek NO2'den seyreltik (%40-60) nitrat asit üretilir. Konsantre sülfat asidi ile damıtılırsa, çözeltideki HNO3'ün kütle oranı 98'e çıkarılabilir.

Nitrat asidi üretimi için yukarıdaki yöntem ilk olarak 20. yüzyılın başında Rusya'daki nitrojen endüstrisinin kurucusu I. Andreev tarafından önerildi.

Başvuru

Hatırladığımız gibi, nitrik asidin kimyasal formülü HNO 3'tür. Nitrat asidi büyük tonajlı bir kimyasal üretim ürünüyse, kimyasal özelliklerin hangi özelliği kullanımını belirler? Bu, maddenin yüksek oksitleme yeteneğidir. İlaç endüstrisinde ilaç üretmek için kullanılır. Madde, patlayıcı bileşiklerin, plastiklerin, boyaların sentezi için bir hammadde görevi görür. Nitrat asit, askeri teknolojide roket yakıtı için oksitleyici bir madde olarak kullanılır. Büyük hacmi, en önemli azotlu gübre türleri olan güherçile üretiminde kullanılır. En önemli mahsullerin verimini arttırmaya ve meyvelerdeki ve yeşil kütledeki protein içeriğini arttırmaya yardımcı olurlar.

Nitrat uygulamaları

Nitrik asidin temel özelliklerini, üretimini ve kullanımını göz önünde bulundurarak, en önemli bileşiklerinin - tuzlarının kullanımına odaklanacağız. Bunlar sadece mineral gübreler değil, bazıları askeri sanayide büyük önem taşıyor. Örneğin %75 potasyum nitrat, %15 ince kömür ve %5 kükürt karışımına kara barut denir. Bir patlayıcı olan ammonal, amonyum nitratın yanı sıra kömür ve alüminyum tozundan elde edilir. Nitrat asit tuzlarının ilginç bir özelliği, ısıtıldıklarında ayrışabilmeleridir.

Ayrıca reaksiyon ürünleri, tuzun hangi metal iyonunun parçası olduğuna bağlı olacaktır. Metal element magnezyumun solundaki aktivite serisinde ise, ürünlerde nitritler ve serbest oksijen bulunur. Nitratın bir parçası olan metal magnezyumdan bakıra dahil edilirse, tuz ısıtıldığında metal elementin nitrojen dioksit, oksijen ve oksidi oluşur. Yüksek sıcaklıkta gümüş, altın veya platin tuzları serbest metal, oksijen ve nitrojen dioksit oluşturur.

Makalemizde nitrik asidin kimyadaki kimyasal formülünün ne olduğunu ve oksitleyici özelliklerinin hangi özelliklerinin en önemli olduğunu öğrendik.