29 Отношение к концентрированной азотной кислоте: серебра, алюминия, кальция Концентрированная азотная кислота

Концентрированным считают раствор кислоты плотностью ρ > 1,25 кг/м³, что соответствует  концентрации > 40%. Независимо от активности металла реакция взаимодействия с HNO_{3 (конц.)} протекает по схеме:

 

         Me + HNO₃(конц.) → соль + вода + NO₂

 

С концентрированной азотной кислотой не взаимодействуют благородные металлы (Au, Ru, Os, Rh, Ir, Pt), а ряд металлов (Al, Ti, Cr, Fe, Co,Ni) при низкой температуре пассивируются концентрированной азотной кислотой. Реакция возможна при повышении температуры, она протекает по схеме, представленной выше.

Примеры

Активный металл

         Al + 6HNO_3(конц.) → Al(NO₃)₃ + 3H₂O + 3NO₂ 

1│ Al⁰ – 3e → Al³⁺ - окисление

3│ N⁵⁺ + e → N⁴⁺ - восстановление       

Металл средней активности

Fe + 6HNO_3(конц.) → Fe(NO₃)₃ + 3H₂O + 3NO↑        

1│ Fe⁰ – 3e → Fe³⁺ - окисление

3│ N⁵⁺ + e → N⁴⁺ - восстановление

Металл малоактивный

Ag + 2HNO_3(конц.) → AgNO₃ + H₂O + NO₂↑       

1│ Ag⁰ – e →Ag⁺ - окисление

1│ N⁵⁺ + e → N⁴⁺ - восстановление

3) 10HNO₃ + 4Са → 4Са (NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O.

В результате взаимодействия образуются нитрат металла, вода и NO₂ (газ бурого цвета). При взаимодействии с кислотой активных металлов возможно выделение  N₂O.

30 Отношение металлов к щелочам.

Взаимодействие металлов со щелочами

Со щелочами взаимодействуют только те металлы, оксиды и гидроксиды которых обладают амфотерными свойствами. Происходит образование комплексной соли металла и выделяется газообразный водород из щелочи:

2NaOH + Zn⁰ + 2H₂O = Na₂[Zn⁺²(OH)₄] + H₂0↑,

или

2NaOH  + Zn0   Na2ZnO2 + H20↑,
Zn0 – 2e → Zn+2, 2H+ + 1e → H20.

Взаимодействие металлов с неметаллами

В результате возможно образование следующих типов соединений:

Me_xO_y - оксиды. Все металлы, за исключением благородных, непосредственно соединяются с кислородом (при различных температурах).

Me_xC_y - карбиды. Их получают нагреванием порошкообразных металлов с углеродом или парами углеводородов. Карбиды имеют очень высокую температуру плавления и большую твердость (8-9 ед.). Самую высокую твердость, равную 10 ед., имеет алмаз.

Me_xN_y - нитриды. Образуются при нагревании металлов с азотом или аммиаком, обладают высокой твердостью, высокими температурами плавления, проявляют огнеупорные свойства.

Me_xH_y - гидриды. Получаются при нагревании металлов с водородом. Гидриды металлов III группы имеют полимерную структуру. Гидриды d-металлов имеют нестехиометрический состав (гидриды внедрения).

Возможно образование и других соединений металлов с другими неметаллами. 

1) Be + 2NaOH = Na2BeO2 + H2O