25. Константа та ступінь електролітичної дисоціації.
Кількісно процес дисоціації можна прорахувати за допомогою ступеня електролітичної дисоціації (альфа) та константи електролітичної дисоціації (k).
Фактори, що впливають на ступінь електролітичної дисоціації:
1. Природа розчинної речовини.
4. Концентрація: розведення розчину призводить до збільшення ступеня електролітичної дисоціації.
5. Вплив однойменного іона, що призводить до зменшення ступеня електролітичної дисоціації: при введенні, наприклад, в розчин слабкої оцтової кислоти, рівновага дисоціації її солі (ацетату амонію) від впливу, що створюється надлишком ацетат іонів, що зозується сіллю, зміщується вліво.(приклад із зошита)
Розчини дисоціації слабкої оцтової кислоти: CH3COOH = CH3COO - + H + - рівноважний процес. Тому до цього процесу можна застосувати для розрахунку поняття константи хімічної рівноваги:
Як правило, константа дисоціації використовується для кількісної оцінки дисоціації слабких електролітів.
Враховуючи, що при електролітичній дисоціації електролітів кількість частинок у розчині зростає, вище розглянуті закони та наслідки для розчинів неелектролітів у застосуванні до електролітів дещо видозмінюються, наприклад:
Закон Вант-Гоффа для електролітів - росм = ί · CRT, де ί- ізотонічний коефіцієнт. Він є (
де в чисельнику стоять експериментально виміряні значення величин для розчинів електролітів, а в знаменнику теоретично розраховані значення за формулами для розчинів неелектролітів тієї ж концентрації.
26. Азотна кислота та її солі.
Чиста азотна кислота HNO3 - безбарвна рідина щільністю 1,51 г/см при -42 °С, що застигає в прозору кристалічну масу. На повітрі вона, подібно до концентрованоїсоляній кислоті, «димить», так як пари її утворюють з вологою повітря дрібні крапельки туману,
Азотна кислота не відрізняється міцністю, Вже під впливом світла вона поступово розкладається:
Що температура і що концентрованіша кислота, то швидше йде розкладання. Діоксид азоту, що виділяється, розчиняється в кислоті і надає їй бурого забарвлення.
Азотна кислота належить до найбільш сильних кислот; у розведених розчинах вона повністю розпадається на іони Н і - NO.
2. Окисні властивості азотної кислоти. Характерною властивістю азотної кислоти є її яскраво виражена окислювальна здатність. Азотна кислота-один з найенергійніших окислювачів. Багато неметалів легко окислюються нею, перетворюючись на відповідні кислоти. Так, сірка при кип'ятінні з азотною кислотою поступово окислюється у сірчану кислоту, фосфор - у фосфорну. Тліючий вугілля, занурений у концентровану HNO3, яскраво розгорається.
Азотна кислота діє майже на всі метали (за винятком золота, платини, танталу, родію, іридію), перетворюючи їх на нітрати, а деякі метали-оксиди.
Концентрована HNO3 пасивує деякі метали. Залізо, що легко розчиняється в розведеній азотній кислоті, не розчиняється в холодній концентрованій HNO 3. Пізніше було встановлено, що аналогічну дію азотна кислота має на хром та алюміній. Ці метали переходять під впливом концентрованої азотної кислоти пасивний стан.
Ступінь окиснення азоту в азотній кислоті дорівнює 4-5. Виступаючи як окислювач, НNО 3 може відновлюватися до різних продуктів:
Яка з цих речовин утворюється, тобто наскільки глибоко відновлюється азотна кислота в тому чи іншому випадку, залежить від природи відновника та від умовреакції, насамперед від концентрації кислоти. Чим вище концентрації HNO3 тим менш глибоко вона відновлюється. При реакціях із концентрованою кислотою найчастіше виділяється NO2. При взаємодії розведеної азотної кислоти з малоактивними металами, наприклад з міддю, виділяється NO. У разі активніших металів — заліза, цинку — утворюється N2O. Сильно розбавлена азотна кислота взаємодіє з активними металами - цинком, магнієм, алюмінієм - з утворенням іону амонію, що дає з кислотою нітрат амонію. Зазвичай одночасно утворюються кілька продуктів.
При дії азотної кислоти на метали водень зазвичай не виділяється.
При окисненні неметалів концентрована азотна кислота, як і у випадку металів, відновлюється до NO3, наприклад
Більш розведена кислота зазвичай відновлюється до NO, наприклад:
Суміш, що складається з 1 об'єму азотної та 3-4 об'ємів концентрованої соляної кислоти, називається царською горілкою. Царська горілка розчиняє деякі метали, що не взаємодіють з азотною кислотою, у тому числі золото. Дія її пояснюється тим, що азотна кислота окислює соляну з виділенням вільного хлору та утворенням хлороксиду азоту(III), або хлориду нітрозилу NOCl:
Хлорид нітрозил є проміжним продуктом реакції і розкладається:
Хлор у момент виділення складається з атомів, як і зумовлює високу окисну здатність царської горілки. Реакції окислення золота і платини протікають переважно відповідно до наступних рівнянь.
З надлишком соляної кислоти хлорид золота (III) та хлорид платини (IV) утворюють комплексні сполуки
На багато органічних речовин азотна кислота діє так, що один або кілька атомів водню в молекулі органічногоз'єднання заміщаються нітрогрупами NO2. Цей процес називається нітруванням і має велике значення в органічній хімії.
Азотна кислота - одна з найважливіших сполук азоту: у великих кількостях вона витрачається у виробництві, азотних добрив, вибухових речовин та органічних барвників, служить окислювачем у багатьох хімічних процесах, використовується у виробництві сірчаної кислоти за нітрозним способом, застосовується для виготовлення целюлозних лаків, кіноплівки.
Нітрати.Солі азотної кислоти називаються нітратами. Всі вони добре розчиняються у воді, а при нагріванні розкладаються із виділенням кисню. При цьому нітрати найбільш активних металів переходять у нітрити:
Нітрати більшості інших металів при нагріванні розпадаються на оксид металу, кисень та діоксид азоту. Наприклад:
Нарешті нітрати найменш активних металів (наприклад, срібла, золота) розкладаються при нагріванні до вільного металу:
Легко відщеплюючи кисень, нітрати за високої температури є енергійними окислювачами. Їхні водні розчини, навпаки, майже не виявляють окисних властивостей.
Найбільш важливе значення мають нітрати натрію, калію, амонію та кальцію, які на практиці називаються селітрами.
Нітрат натрію або натрієва селітра, іноді звана також чилійською селітрою, зустрічається у великій кількості у природі тільки в Чилі.
Нітрат калію, або калійна селітра, у невеликих кількостях також зустрічається у природі, але головним чином виходить штучно при взаємодії нітрату натрію з хлоридом калію.
Обидві ці солі використовуються як добрива, причому нітрат калію містить два необхідні рослини елемента: азот і калій. Нітрати натрію та калію застосовуються також при скловаренні та в харчовійпромисловість для консервування продуктів.
Нітрат кальцію або кальцієва селітра, що виходить у великих кількостях нейтралізацією азотної кислоти вапном; застосовується як добрива.
Промислове одержання азотної кислоти. Сучасні промислові способи одержання азотної кислоти засновані на каталітичному окисненні аміаку киснем повітря. Аміак горить у кисні, причому продуктами реакції є вода та вільний азот. Але в присутності каталізаторів – окислення аміаку киснем може протікати інакше. Якщо пропускати суміш аміаку з повітрям над каталізатором, то при 750 ° С та певному складі суміші відбувається майже повне перетворення
Утворений NO легко переходить в NO2, який з водою в присутності кисню повітря дає азотну кислоту.
Як каталізатори при окисленні аміаку використовують сплави на основі платини.
Отримана окисленням аміаку азотна кислота має концентрацію, що не перевищує 60%. При необхідності її концентрують,
Промисловістю випускається розведена азотна кислота концентрацією 55, 47 і 45%, а концентрована-98 і 97%, Концентровану кислоту перевозять в алюмінієвих цистернах, розведену - в цистернах із кислотостійкої сталі.