Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Презентации / презентация - 10 лекция (общая и неорганическая химия).pptx
Скачиваний:
1
Добавлен:
04.02.2026
Размер:
742.9 Кб
Скачать

Соединения хрома VI окисляют:

неметаллы в отрицательной степени окисления до простых веществ (со степенью окисления 0), исключения фосфор, мышьяк – до +5;

неметаллы в промежуточной степени окисления до высшей

степени окисления; активные металлы из простых веществ (ст.окисления 0) до

соединений со стабильной положительной степенью окисления металла.

Хромат/бихромат + неМе (отрицательная с.о.) = неМе0 + другие

продукты Хромат/бихромат + неМе (промежуточная положительная

с.о.) = неМе(высшая с.о.) + др. продукты Хромат/бихромат + Ме0 = Ме (стабильная с.о.) + др. продукты

Хромат/бихромат + P, As (отрицательная с.о.) = P, As+5 + другие

продукты

Разложение нитратов

Соли-нитраты содержат азот в степени окисления +5 — сильный окислитель. Такой азот может окислять кислород -2). Это происходит при нагревании нитратов. При этом в большинстве случаев кислород окисляется до степени окисления 0, т.е. до молекулярного кислорода O2.

В зависимости от типа металла, образующего соль,

при термическом

(температурном)

разложении

нитратов

образуются

различные

продукты:

если металл

активный

ряду

электрохимической

активности

находятся до

магния),

то

азот

восстанавливается

до степени

окисления

+3, и

при разложении образуется

 

соли-нитриты

и

молекулярный кислород.

 

 

 

 

NaNO3 → 2NaNO2 + O2.

Активные металлы в природе встречаются в виде солей (KCl, NaCl).

Если металл в ряду электрохимической активности находится правее магния и левее меди (включая магний и медь), то при разложении образуется оксид металла в устойчивой степени окисления, оксид азота (IV) (бурый газ) и кислород. Оксид металла образует также при разложении нитрат лития.

Например, разложение нитрата цинка: 2Zn(NO3)2 → 2ZnО + 4NO2 + O2.

Металлы средней активности чаще всего в природе встречаются в виде оксидов (Fe2O3, Al2O3 и др.).

Ионы металлов,

расположенных в

ряду

электрохимической

активности правее

меди являются

сильными окислителями.

При разложении нитратов они, как и N+5, участвуют в окислении

кислорода, и

восстанавливаются

до

простых веществ,

т.е. образуется металл и выделяются

газы — оксид азота (IV) и

кислород.

 

 

 

Окислительные свойства азотной кислоты

Азотная

кислота HNO3 при взаимодействии с

металлами

практически никогда не образует

водород, в отличие от большинства минеральных кислот.

Это связано с тем, что в составе кислоты есть очень сильный окислитель — азот в степени окисления +5. При взаимодействии с восстановителями — металлами образуются различные продукты восстановления азота.

Азотная кислота + металл = соль металла + продукт восстановления азота + H2O

Азотная кислота при восстановлении может переходить в оксид азота (IV) NO2 (N+4); оксид азота (II)

NO (N+2); оксид азота (I) N2O («веселящий газ»); молекулярный азот N2; нитрат аммония NH4NO3. Как

правило,

образуется смесь

продуктов

с

преобладанием

одного

из

них. Азот

восстанавливается при этом до степеней окисления от +4 до −3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. При этом работает правило: чем меньше концентрация кислоты и выше

активность металла, тем больше электронов получает азот, и тем более восстановленные продукты образуются.

Некоторые закономерности позволят верно определять основной продукт восстановления металлами азотной

кислоты в реакции:

 

 

при

действии очень

разбавленной

азотной

кислоты на металлы образуется, как правило, нитрат аммония NH4NO3;

Например, взаимодействие цинка с очень разбавленной азотной кислотой:

4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

 

 

концентрированная

 

азотная

кислота на

холоде пассивирует некоторые металлы

хром

Cr,

алюминий

Al

и

железо

Fe.

При

нагревании или разбавлении раствора реакция идет;

 

пассивация

металлов

это перевод

поверхности

металла в неактивное состояние за счет образования на поверхности металла тонких слоев инертных соединений, в данном случае преимущественно оксидов металлов, которые не реагируют с концентрированной азотной кислотой

Азотная кислота не реагирует с металлами платиновой подгруппы золотом Au, платиной Pt, и палладием Pd;

при взаимодействии концентрированной

кислоты с

неактивными

металлами и металлами

средней

активности азотная кислота

восстанавливается

до оксида азота (IV) NO2;

Например, окисление меди концентрированной азотной кислотой:

Cu+ 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

при взаимодействии концентрированной азотной кислоты с активными металлами образуется оксид азота (I) N2O;

окисление натрия концентрированной азотной кислотой:

Na+ 10HNO3 = 8NaNO3 + N2O + 5H2O

при взаимодействии разбавленной азотной кислоты с неактивными металлами (в ряду активности правее водорода) кислота восстанавливается до оксида азота (II) NO;

при взаимодействии разбавленной азотной кислоты с металлами средней активности образуется либо оксид азота (II) NO, либо оксид азота N2O, либо молекулярный

азот N2 — в зависимости от дополнительных факторов

(активность металла, степень измельчения металла, степень разбавления кислоты, температура).

при взаимодействии разбавленной азотной кислоты с активными металлами образуется молекулярный азот N2.

Взаимодействие металлов с серной кислотой

Разбавленная

серная кислота взаимодействует с

металлами,

как

обычная

минеральная

кислота.

Т.е. взаимодействует

с

металлами,

которые

расположены в ряду электрохимических напряжений до водорода. Окислителем здесь выступают ионы H+, которые восстанавливаются до молекулярного водорода H2. При этом металлы окисляются, как правило,

до минимальной степени окисления.

Например:

Fe + H2SO4(разб) = FeSO4 + H2

Концентрированная серная кислота взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений как до, так и после водорода.

H2SO4 (конц) + металл = соль металла + продукт восстановления серы (SO2, S, H2S) + вода

Основные

принципы взаимодействия

концентрированной

серной кислоты с металлами:

 

 

 

1.

Концентрированная серная

кислота пассивирует алюминий,

хром, железо при комнатной температуре, либо на холоду;

2.

Концентрированная

серная

 

кислота не

взаимодействует с золотом, платиной и палладием;

 

3.

С неактивными

металлами концентрированная

серная

кислота восстанавливается до оксида серы (IV).

Например, медь окисляется концентрированной серной кислотой:

Cu0 + 2H S+6O

4(конц)

= Cu+2SO

4

+ S+4O + 2H O

 

 

 

2

 

 

 

2

2

 

 

4. При

 

взаимодействии с

активными

металлами

и

цинком концентрированная

серная

кислота

образует серу

S

либо

сероводород H S2-

зависимости

от температуры,

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

степени измельчения и активности металла).

Например, взаимодействие концентрированной серной кислоты с цинком:

8Na0 + 5H2S+6O4(конц) → 4Na2+SO4 + H2S—2 + 4H2O