Азотная кислота. Производство азотной кислоты Применение азотной кислоты

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Азотная кислота. Соли азотной кислоты. Получение и применение азотной кислоты Урок 43

Азотная кислота - бесцветная, дымящая на воздухе жидкость с резким запахом. Формула: HNO 3 Техническая концентрированная HNO 3 Структурная формула: Валентность азота: IV Степень окисления: +5

Получение азотной кислоты а) В промышленности: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O Pt- Rh t 0 C 2NO + O 2 = 2NO 2 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 ⇄ 4HNO 3 б) В лаборатории: NaNO 3 + H 2 SO 4 (конц.) = HNO 3 + NaHSO 4 t 0 C

Промышленная схема получения азотной кислоты

Химические свойства азотной кислоты 1. Сильная одноосновная кислота HNO 3 → H + + NO 3 - 2 . Сильный окислитель CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + H 2 O KOH + HNO 3 = KNO 3 + H 2 O 4 HNO 3 (разб.) + 3 Ag = 3 AgNO 3 + NO + 2 H 2 O 4 HNO 3 (конц.) + C = CO 2 + 4NO 2 +2H 2 O 6HNO 3 (конц.) + S = H 2 SO 4 + 6NO 2 +2H 2 O 5HNO 3 (конц.) + P = H 3 PO 4 + 5NO 2 +H 2 O t 0 C t 0 C t 0 C

H 2 S + 8HNO 3 = H 2 SO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O FeS + 12HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + H 2 SO 4 + 9NO 2 + 5H 2 O 6HI + 2HNO 3 = 3I 2 + 2NO + 4H 2 O «Царская водка» Смесь конц. HNO 3 и HCl (1:3) по объёму Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O 3. Вытесняет слабые кислоты из солей 2HNO 3 + Na 2 CO 3 = CO 2 + 2NaNO 3 + H 2 O 2HNO 3 + Na 2 SiO 3 = H 2 SiO 3 + 2NaNO 3 4. Разложение при нагревании 4HNO 3 ⇄ 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 t 0 C

4. Взаимодействие металлов с HNO 3 Практически никогда не выделяется Н 2 !!! При нагревании взаимодействуют все металлы, кроме Pt, Au. HNO 3 (конц.) пассивирует Al, Fe, Be, Cr, Mn (t комн.). Восстанавливается N (продукт зависит от концентрации кислоты и активности металла). Hg + 4HNO 3 (конц.) = Hg(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O 3Cu + 8HNO 3 (разб.) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O 5Zn + 12HNO 3 (разб.) = 5Zn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O 8Al + 30HNO 3 (оч. разб.) = 8Al(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O 8Na + 10HNO 3 (конц.) = 8NaNO 3 + N 2 O + 5H 2 O

Нитраты - соли азотной кислоты. 1. Разлагаются при нагревании M(NO 3) y MNO 2 + O 2 t 0 C M x O y + NO 2 + O 2 M + NO 2 + O 2 Na, K , частично Li и ЩЗМ , Li , ЩЗМ М после С u NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O t 0 C

2 . Сильные окислители (твёрдые, при t) NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO 2 KNO 3 + 3C + S = K 2 S + CO 2 + N 2 Fe 2 O 3 + 6KNO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + 6KNO 2 + 2H 2 O t 0 C t 0 C t 0 C 3 . Слабые окислители в растворах 8 Al +3KNO 3 + 5KOH +18H 2 O = 8K + 3NH 3 феррат калия

Повышение степени окисления металлов при разложении нитратов 4Fe(NO 3) 2 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 4 Fe 4 Fe 2O O 2 8 N 8 N +2 +3 +5 +4 -2 0 + 8 e - - 4 e - - 4 e - 8 8 8 1 1 t 0 C Sn (NO 3) 2 SnO 2 + 2NO 2 t 0 C

Задания 1. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса HNO 3 (конц.) + Sn → H 2 SnO 3 + NO 2 + H 2 O HNO 3 (конц.) + K → KNO 3 + N 2 O + H 2 O HNO 3 (разб.) + PH 3 → H 3 PO 4 + NO + H 2 O 2 . Решите задачу Вычислите массовую долю азотной кислоты, если при взаимодействии 350 г её раствора с медью выделилось 9 л (н.у.) оксида азота (II).

Домашнее задание §31, задание в презентации

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Урок химии в 10 классе Получение и применение карбоновых кислот

Урок в 10 классе по теме "Получение и применение карбоновых кислот". Материал излагается с сопровождением презентации. Учащимися подготовлены сообщения в виде презентаций по наиболее распространенным...

Урок имеет ярко выраженную практическую направленность. Учащиеся проводят химический эксперимент, изучают свойства нитратов и раскрывают их практическое значение для расений и человека....

Процесс производства разбавленной азотной кислоты 1. конверсии аммиака с целью получения оксида азота 4NH 3 + 5О 2 4NO + 6Н 2 О 2. окисления оксида азота до диоксида азота 2NO + О 2 2NO 2 3. абсорбции оксидов азота водой при избытке кислорода 4NO 2 + О 2 + 2Н 2 О 4HNO 3

Производство азотной кислоты по схеме АК-72 положен замкнутый энерготехнологический цикл с двухступенчатой конверсией аммиака и охлаждением нитрозных газов под давлением 0,42 - 0,47 МПа абсорбцией оксидов азота при давлении 1,1 - 1,26 МПа продукция выпускается в виде 60%-ной HNO 3

Оптимальные условия окисления окиси азота (IV) 2NO + O 2 = 2NO ,92 ккал При понижении температуры и повышении давления газа равновесие реакции смещается вправо.

Перспективы развития азотно-кислотного производства Исключительное значение азотной кислоты для многих отраслей народного хозяйства и оборонной техники и большие объёмы производства обусловили интенсивную разработку эффективных и экономически выгодных направлений совершенствования азотно-кислотного производства.

Общие научные принципы Использование теплоты химических реакций Теплообмен, утилизация теплоты реакций Защита окружающей среды и человека Автоматизация вредных производств, герметизация аппаратов, утилизация отходов, нейтрализация выбросов в атмосферу Механизация и автоматизация производства Принцип непрерывности Механизация и автоматизация производства

Экологические проблемы азотно-кислотного производства Решения: - Применение соответствующих материалов для изготовления аппаратуры, коммуникаций, соединений, вентилей, задвижек, прокладок, сальников. - Тщательный монтаж аппаратуры, точная пригонка всех частей, герметичность соединений. - Защита всех керамиковых и в особенности стеклянных частей от механических повреждений. - При эксплуатации должен осуществляться тщательный надзор за неисправностью всех частей аппаратуры.

Производство азотной кислоты Азотная кислота является одной из важнейших минеральных кислот и по объему производства занимает второе место после серной кислоты. Она образует растворимые в воде соли (нитраты), обладает нитрующим и окисляющим действием по отношению органических соединений в концентрированном виде пассивирует черные металлы. Все это обусловило широкое использование азотной кислоты в народном хозяйстве и оборонной технике.

Оптимальные условия окисления оксида азота (II) в оксид азота (IV) При температурах ниже 1000С равновесие почти полностью сдвинуто в сторону образования оксида азота (IV). При повышении температуры оно сдвигается влево и выше С образования оксида азота (IV) практически не происходит. Так как нитрозные газы выходят из реактора при температуре около С, в них оксид азота практически отсутствует. Для превращения оксида азота (II) в оксид азота (IV) газы необходимо охладить ниже С.

Техника безопасности в центральной заводской лаборатории Общие требования: При получении новой (незнакомой) работы требовать от мастера дополнительного инструктажа по технике безопасности. При выполнении работы нужно быть внимательным, не отвлекаться посторонними делами и разговорами и не отвлекать других. В случае травмирования или недомогания прекратить работу, известить об этом мастера и обратиться в медпункт. Не ходить без надобности по другим цехам предприятия.

Полученная продукция Чистая азотная кислота – бесцветная дымящая жидкость с резким раздражающим запахом. Концентрированная азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет. Такой цвет придает ей оксид азота (IV), который образуется вследствие частичного разложения азотной кислоты и растворяется в ней.

Пути увеличения выхода продукции Единственным путем получения больших выходов NO является увеличение скорости основной реакции по отношению к побочным. В соответствии с уравнением Аррениуса увеличение константы скорости можно добиться с помощью увеличения температуры или уменьшения энергии активации реакции.

Побочные продукты и способы их применения В лабораторном способе получения азотной кислоты побочным продуктом является гидросульфат натрия - NaHSO 4 Гидросульфат натрия - кислая соль натрия и серной кислоты с формулой NaHSO 4, бесцветные кристаллы. Образует кристаллогидрат NaHSO 4 H 2 O

Задание специалистам: Группа 1 Объём газа (н у), выделившегося при взаимодействии 10 л оксида азота (IV) с водой кислород в недостатки, равен ……. л. Запишите число с точностью до десятых. Группа 2 Объём газа, выделившегося при окислении оксида азота (II) объёмом 22 л до оксида азота (IV) при обычных условиях, равен ……. л. Запишите число с точностью до целых. Группа 3 Объём аммиака, вступившего в реакцию, в результате которой образовался оксид азота (II) объёмом 34 л, равен …….. л. Запишите число с точностью до целых.

Установи соответствие между стадиями получения азотной кислоты и соответствующими уравнениями стадии получения А) окисление аммиака Б) окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV) В) окисление оксида азота (IV) уравнения 1) 2NO + О 2 = 2NО 2 + Q 2) 4NH 3 + 5О 2 = 4NО + 6H 2 O + Q 3) 4NО 2 + 2H 2 O + О 2 = 4HNО 3 4) 2NH 3 + 5О 2 = 2NО + 6H 2 O 5) 2NO + О 2 = 2NО 2 - Q А БВ

Сравнительная характеристика химических реакций, лежащих в основе производства азотной кислоты, и условия их протекания Уравнения химической реакции Признаки сравнения Условия протекания Обратимая и необратимая реакция Экзотермическая и эндотермическая реакция Гомогенная и гетерогенная tp 4NH 3 +5O 2 =4NO+6H 2 Oнеобратимая+ Qгетерогенная С- 2NO+O 2 = 2NO 2 обратимая+ Qгомогенная-1 Мпа 4NO 2 +O 2 =4HNO 3 обратимая+ Qгетерогенная-5 Мпа
Рефлексивная карта Сегодня на уроке Я _______________________________(Ф.И.): - выдвигал идеи, гипотезы, версии - рассуждал - работал с текстом - решал проблемы - анализировал материал - обобщал, делал выводы - организовывал работу группы - представлял результат работы в группе Моя оценка: ________

Слайд 2

Слайд 3

Высококонцентрированная HNO3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету процесса разложения:

Слайд 4

HNO3 как сильная одноосновная кислота взаимодействует: а) с основными и амфотерными оксидами: б) с основаниями: в) вытесняет слабые кислоты из их солей:

Слайд 5

Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до −3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. Как кислота-окислитель, HNO3 взаимодействует: а) с металлами, стоящими в ряду б) с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода

Слайд 6

Азотная кислота окисляет неметаллы, при этом азот обычно восстанавливается до NO или NO2:

Слайд 7

С Ag и Ptазотная кислота, даже концентрированная не взаимодействует. Fe, Al, Crхолодной концентрированной азотной кислотой пассивируются. (Fe) (Al) (Na)

Слайд 8

Нитраты

Азотная кислота является сильной кислотой. Её соли - нитраты - получают действием HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде. Нитрат-ион в воде не гидролизуется. Соли азотной кислоты при нагревании необратимо разлагаются, причём состав продуктов разложения определяется катионом: а) нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений левее магния: б) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений между магнием и медью: в) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений правее ртути: г) нитрат аммония:

Слайд 9

Нитрат калия- бесцветные кристаллы Значительно менее гигроскопична по сравнению с натриевой, поэтому широко применяется в пиротехнике как окислитель. При нагревании выше 334,5ºС плавится, выше этой температуры разлагается с выделением кислорода. Нитрат натрия- применяется как удобрение; в стекольной, металлообрабатывающей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесей.

Слайд 10

Нитрат аммония- Кристаллическое вещество белого цвета. Температура плавления 169,6 °C, при нагреве выше этой температуры начинается постепенное разложение вещества, а при температуре 210°С происходит полное разложение.

Слайд 11

Нитраты в водных растворах практически не проявляют окислительных свойств, но при высокой температуре в твердом состоянии являются сильными окислителями, например, при сплавлении твердых веществ: Цинк и алюминий в щелочном растворе восстанавливают нитраты до NH3:

Слайд 12

Применение азотной кислоты

Слайд 13

Слайд 14

Производство азотной кислоты

Сырье: аммиак, воздух. Вспомогательные материалы: катализаторы (платинородиевые сетки), вода, концентрированная серная кислота. Особенности технологического процесса: Производство непрерывное. Температура поддерживается за счет выделяемой теплоты. Смесь, содержащую NO, охлаждают в котле-утилизаторе. NO2 в поглотительной башне по принципу противотока смешивается с водой (массовая доля 60 %). Концентрированную азотную кислоту получают при добавлении концентрированной серной кислоты.

Слайд 15

Получение азотной кислоты в промышленности

1) Окисление аммиака на платиновом катализаторе до NO 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Условия: катализатор – Pt, t = 500˚С) 2) Окисление кислородом воздуха NO до NO2 2NO + O2 → 2NO2 3) Адсорбция (поглощение) NO2 водой в присутствии избытка кислорода 4NO2 + О2 + 2H2O ↔ 4HNO3 или 3NO2 + H2O ↔ 2HNO3+NO (без избытка кислорода)

Слайд 16

Посмотреть все слайды

Подписи к слайдам:

Получение азотной кислоты ПОДГОТОВИЛА: ученица 9 класса б гимназии №1 им. Ю.А.Гагарина Михальченко Ксения.

Физические свойства азотной кислоты Агрегатное состояние: жидкое Цвет: бесцветный Запах: резкий Плотность: 1,5 2 г/см 3 Не ограничено растворимая в воде Кипение: +82,6 °C с частичным разложением; Плавление: −41,59 °С

Химические свойства азотной кислоты HNO 3 - сильная одноосновная кислота Высококонцентрированная HNO 3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету процесса разложения 4 HNO 3 4NO 2 + 2 H 2 O + O 2 При нагревании азотная кислота распадается по той же реакции. Азотную кислоту можно перегонять (без разложения) только при пониженном давлении. Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя.

Важнейшие соединения Смесь трех объёмов соляной кислоты и одного объёма азотной называется «Царской водкой». Царская водка растворяет большинство металлов, в том числе золото и платину. Её сильные окислительные способности обусловлены образующимся атомарным хлором и хлоридом нитрозила: Нитраты – это соли азотной кислоты. Нитраты получают действием азотной кислоты HNO 3 на металлы, оксиды, гидроксиды, соли. Практически все нитраты хорошо растворимы в воде. Нитраты устойчивы при обычной температуре. Они обычно плавятся при относительно низких температурах (200-600 °C), зачастую с разложением.

Нахождение в природе В природе в свободном состоянии не встречается, а всегда только в форме азотнокислых солей. Так, в виде азотнокислого аммония в воздухе и дождевой воде, особенно после гроз, затем в виде азотнокислого натра в чилийской или перуанской селитре и азотнокислых калия и кальция в верхних слоях пашни, на стенах конюшен, в низменностях Ганга и других рек Индии. * Сели́тра - тривиальное название для минералов, содержащих нитраты щелочных и щелочноземельных металлов.

Виртуальный эксперимент Внимание! Азотная кислота и её пары очень вредны, поэтому работать с ней следует очень аккуратно.

Получение азотной кислоты Различают производство слабой (разбавленной) азотной кислоты и производство концентрированной азотной кислоты. Процесс производства разбавленной азотной кислоты складывается из трех стадий: 1) конверсии аммиака с целью получения оксида азота 4NH 3 + 5О 2 → 4NO + 6Н 2 О 2) окисления оксида азота до диоксида азота 2NO + О 2 → 2NO 2 3) абсорбции оксидов азота водой 4NO 2 + О 2 + 2Н 2 О → 4HNO 3 Суммарная реакция образования азотной кислоты выражается NH 3 + 2О 2 → HNO 3 + Н 2 О

Применение азотной кислоты для получения: азотных удобрений; Лекарств Красителей Взрывчатых веществ Пластичных масс Искусственных волокон «Дымящая» азотная кислота применяется в ракетной технике в качестве окислителя ракетного топлива крайне редко в фотографии - разбавленная - подкисление некоторых тонирующих растворов; в станковой графике- для травления печатных форм (офортных досок, цинкографических типографских форм и магниевых клише). в ювелирном деле - основной способ определения золота в золотом сплаве;

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

приложение к уроку «Азотная кислота: состав молекулы, физические и химические свойства". «Азотная кислота: состав молекулы, физические и хими- ческие свойства". Приложение к уроку "Азотная кислота:

Приложение к уроку, заполняемое учащимися в учебное портфолио....