Азотистая кислота

Азотистая кислота HNO2 — слабая, одноосновная, химически неустойчивая кислота.

Получение азотистой кислоты.

Азотистую кислоту легко получить вытеснением из нитритов более сильной кислотой.

Например, соляная кислота вытесняет азотистую кислоту из нитрита серебра:

AgNO2 + HCl → HNO2 + AgCl

Химические свойства.

1. Азотистая кислота HNO2 существует только в разбавленных

растворах, при нагревании она разлагается:

3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O

без нагревания азотистая кислота также разлагается: 2HNO2 → NO2 + NO + H2O

2. Азотистая кислота взаимодействует с сильными основаниями.

Например, с гидроксидом натрия: HNO2 + NaOH → NaNO2 + H2O

3. За счет азота в степени окисления +3 азотистая кислота проявляет слабые окислительные свойства. Окислительные свойства HNO2 проявляет

только при взаимодействии с сильными восстановителями.

Например, HNO2 окисляет иодоводород: 2HNO2 + 2HI → 2NO + I2 + 2H2O

Азотистая кислота также окисляет иодиды в кислой среде:

2НNO2 + 2KI + 2H2SO4 → K2SO4 + I2 + 2NO + 2H2O

Азотистая кислота окисляет соединения железа (II):

2HNO2 + 3H2SO4 + 6FeSO4 → 3Fe2(SO4)3 + N2 + 4H2O

4. За счет азота в степени окисления +3 азотистая кислота проявляет сильные восстановительные свойства. Под действием окислителей азотистая кислота переходит в азотную.

Например, хлор окисляет азотистую кислоту до азотной кислоты:

HNO2 + Cl2 + H2O → HNO3 + 2HCl

Кислород и пероксид водорода также окисляют азотистую кислоту:

2HNO2 + O2 → 2HNO3

HNO2 + H2O2 → HNO3 + H2O Соединения марганца (VII) окисляют HNO2:

5HNO3 + 2HMnO4 → 2Mn(NO3)2 + HNO3 + 3H2O

Соли азотистой кислоты — нитриты

Соли азотистой кислоты устойчивее самой кислоты, и все они ядовиты. Поскольку степень окисления азота в нитритах равна +3, то они проявляют как окислительные свойства, так и восстановительные. Кислород, галогены и пероксид водорода окисляют нитриты до нитратов:

2KNO2 + O2 → 2KNO3

KNO2 + H2O2 → KNO3 + H2O

KNO2 + H2O + Br2 → KNO3 + 2HBr

Лабораторные окислители — перманганаты, дихроматы — также окисляют нитриты до нитратов:

5KNO2 + 3H2SO4 + 2KMnO4 → 5KNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O 3KNO2 + 4H2SO4 + K2Cr2O7 → 3KNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O

В кислой среде нитриты выступают в качестве окислителей. При окислении йодидов или соединений железа (II) нитриты восстанавливаются до оксида азота (II):

2KNO2 + 2H2SO4 + 2KI → 2NO + I2 + 2K2SO4 + 2H2O 2KNO2 + 2FeSO4 + 2H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2NO + K2SO4 + 2H2O

При взаимодействии с очень сильными восстановителями (алюминий или цинк в щелочной среде) нитриты восстанавливаются максимально – до аммиака:

NaNO2 + 2Al + NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + NH3

Смесь нитратов и нитритов также проявляет окислительные свойства. Например, смесь нитрата и

нитрита калия окисляет оксид хрома (III) до хромата калия: 3KNO2 + Cr2O3 + KNO3 → 2K2CrO4 + 4NO

Углерод

•Качественные реакции

•Качественная реакция на карбонат-ионы CO32- — взаимодействие солей-карбонатов с сильными кислотами. Более сильные кислоты вытесняют угольную кислоту из солей. При этом выделяется бесцветный газ, не поддерживающий горение – углекислый газ.

•Например, карбонат кальция растворяется в соляной кислоте:

•CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

•Видеоопыт взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

•Качественная реакция на углекислый газ CO2 – помутнение известковой воды при пропускании через нее углекислого газа:

•CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

•При дальнейшем пропускании углекислого газа осадок растворяется, т.к. карбонат кальция под действием избытка углекислого газа переходит в растворимый гидрокарбонат кальция:

•CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

химические свойства

При нормальных условиях углерод существует, как правило, в виде атомных кристаллов (алмаз, графит), поэтому химическая активность углерода — невысокая.

1. Углерод проявляет свойства окислителя (с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и

правее). Поэтому углерод реагирует и с металлами, и с неметаллами. 1.1. Из галогенов углерод при комнатной температуре реагирует с фтором с образованием фторида углерода:

C + 2F2 → CF4

1.2. При сильном нагревании углерод реагирует с серой и кремнием с образованием бинарного соединения сероуглерода и карбида кремния соответственно:

C + 2S → CS2

C + Si → SiC

1.3. Углерод не взаимодействует с фосфором.

При взаимодействии углерода с водородом образуется метан. Реакция идет в присутствии катализатора (никель) и при нагревании:

С + 2Н2 → СН4

1.4.С азотом углерод реагирует при действии электрического разряда, образуя дициан:

2С + N2 → N≡C–C≡N

1.5.В реакциях с активными металлами углерод проявляет

свойства окислителя. При этом образуются карбиды:

4C + 3Al → Al4C3

2C + Ca → CaC2

1.6. При нагревании с избытком воздуха графит горит, образуя оксид углерода (IV):

C + O2 → CO2

при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C + O2 → 2CO

Алмаз горит при высоких температурах:

2. Углерод взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Раскаленный уголь взаимодействует с водяным паром с

образованием угарного газа и водорода:

C0 + H2+O → C+2O + H20

2.2. Углерод восстанавливает многие металлы из основных и амфотерных оксидов. При этом образуются металл и угарный газ. Получение металлов из оксидов с помощью углерода и его соединений называют пирометаллургией.

Например, углерод взаимодействует с оксидом цинка с образованием металлического цинка и угарного газа:

2ZnO + C → 2Zn + CO

Также углерод восстанавливает железо из железной окалины:

4С + Fe3O4 → 3Fe + 4CO

При взаимодействии с оксидами активных металлов углерод образует карбиды.

Например, углерод взаимодействует с оксидом кальция с образованием карбида кальция и угарного газа. Таким образом, углерод диспропорционирует в данной реакции:

образуются оксид серы (IV), оксид углерода (IV) и вода:

C +2H2SO4(конц) → CO2 + 2SO2 + 2H2O

2.4. Концентрированная азотная кислотой окисляет углерод также при нагревании. При этом образуются оксид азота (IV), оксид углерода (IV) и вода:

C +4HNO3(конц) → CO2 + 4NO2 + 2H2O

2.5. Углерод проявляет свойства восстановителя и при сплавлении с некоторыми солями, в которых содержатся неметаллы с высокой степенью окисления.

Например, углерод восстанавливает сульфат натрия до сульфида натрия:

4C + Na2SO4 → Na2S + 4CO

Карбиды – это соединения элементов с углеродом. Карбиды разделяют на ковалентные и ионные в зависимости от типа химической связи между атомами.

се карбиды проявляют свойства восстановителей и могут быть окислены сильными окислителями.

Например, карбид кремния окисляется концентрированной азотной кислотой при нагревании до углекислого газа, оксида кремния (IV) и оксида азота (II):

SiC + 8HNO3 → 3SiO2 + 3CO2 + 8NO + 4H2O