5)Нітратна кислота, нітрати, вплив нітратів на живі організми.

Безводна нітратна кислота HN0₃ — безбарвна летка рідина, з різким запахом, на повітрі «димить», дуже добре розчиняється у воді, змішуючись з нею у будь-яких співвідношеннях.

Ортофосфатна кислота Н₃РО₄, яку звичайно називають просто фосфатною — тверда, безбарвна, кристалічна речовина, нелегка, також добре розчиняється у воді і змішується з нею у будь-яких співвідношеннях.

Хімічні  властивості і дисоціація  на йони. Нітратна   кислота — сильний електроліт, у водному розчині практично повністю дисоціює на йони:

HN0₃ ⇔ Н⁺ + N0₃^- фосфатна кислота Н₃Р0₄ — електроліт середньої сили. У водному розчині вона дисоціює ступінчасто: Н₃Р0₄ ⇔ Н⁺ + Н₂Р0₄   дигідрофосфат-іон Н₂Р0₄ ⇔ Н⁺ + НРО^2-₄  гідрофосфат-іон НРО^2-₄ ⇔ Н⁺ + Р0^3-₄   фосфат-іон

Сумарне йонне рівняння дисоціації фосфатної кислоти: Н₃Р0₄ ⇔ ЗН⁺ + РО^3-₄

Дисоціація відбувається переважно за першим ступенем, за другим — менше, за третім — ще менше.

•   Які кислі солі може утворювати фосфатна кислота з магнієм? Напишіть формули таких солей і назвіть їх. Чому нітратна кислота не утворює кислих солей?

2.  Взаємодія з основними оксидами й основами. У даному разі нітратна і фосфатна кислоти виявляють властивості, типові для кислот.

•   Напишіть рівняння реакцій нітратної і фосфатної кислот з оксидами натрію і барію та гідроксидами калію і кальцію.

3.  Взаємодія з солями. Нітратна й фосфатна кислоти вступають у реакцію з обмеженою кількістю солей. Це пояснюється тим, що нітратна кислота сильна, але летка, а фосфатна кислота середньої сили, але нелетка. Взаємодія нітратної та фосфатної кислот з солями відбувається за умови, що береться сіль слабкішої або леткішої кислоти:

СаС0₃ + 2HN0₃ = Ca(N0₃)₂ + C0₂↑  + H₂0 3Na₂S0₃ + 2H₃P0₄ = 2Na₃P0₄ + 3S0₂↑ + 3H₂0

4.  Термічний розклад. Нітратна кислота під час нагрівання (і під впливом світла) розкладається з виділенням бурого газу N0₂, через що у процесі зберігання поступово жовтіє:

4HN0₃ = 2Н₂0 + 4N0₂↑ + 0₂↑

Під час нагрівання фосфатної кислоти з неї виділяється вода і утворюється дифосфатна кислота: 2Н₃Р0₄ = Н₂0 + Н₄Р₂0₇

5.  Взаємодія з металами. Нітратна кислота реагує з металами інакше, ніж інші кислоти. Це пояснюється тим, що нітратна кислота — сильний окисник. Вона окиснює майже всі метали (за винятком золота, платини та деяких інших) перетворюючи їх на солі — нітрати. При цьому водень не виділяється, бо відновлюється нітроген, а не гідроген. Нітроген відновлюється тим повніше, чим активніший метал і чим розбавленіша кислота. Отже, продукти відновлення нітратної кислоти можуть бути різні. Проте концентрована кислота відновлюється, як правило, до N0₂ в разі взаємодії з важкими металами.

Якщо на дно колби опустити обрізки мідного дроту i долити до них концентрованої нітратної кислоти (у витяжній шафі), то одразу ж почне виділятися бурий газ N0₂, a розчин забарвиться у синій колір:

  _{0        +5             +2                  +4} Cu + 4HN0₃ - Cu(N0₃)₂ + 2N0₂↑ + 2H₂0 _КОНЦ.

  _{0                     +2}     Cu-2e  →   Cu    1 _{+5                   +4}     N + le  →   N      2

                                      ₊₅   У даному разі нітроген N відновлюється до ступеня окиснення +4, а мідь окиснюється. Отже, мідь — відновник, a HN0₃ — окисник.

У процесі взаємодії концентрованої нітратної кислоти з активними металами (лужними та лужноземельними) утворюється оксид нітрогену (I) N₂O, наприклад:

    _{0          +5               +2                         +1}  4Ca+10HNO₃ = 4Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O  конц.      _{0                          +2}   Ca - 2e      →   Ca      2    4    _{+5                          +1}  2N + 8e     →   2N      8     1 

Якщо ж узяти  розбавлену нітратну кислоту, то під час взаємодії з міддю замість оксиду нітрогену (IV)  NO₂виділяється оксид нітрогену (II) NO:

Cu + HN0₃  →  Cu(N0₃)₂ + NO↑ + H₂0 (розб.)

У наведеній схемі реакції розставте коефіцієнти на підставі електронного балансу. Зазначте окисник і відновник.

Завдяки яскраво вираженим окисним властивостям нітратна кислота, діючи на деякі метали (алюміній, хром, залізо), пасивує їх. Це особливо характерно для концентрованої HN0₃. Під її впливом на поверхні металів утворюється дуже щільна захисна оксидна плівка, стійка проти дії кислоти.

Нітратна кислота настільки сильний окисник, що вона може окиснювати різні органічні речовини і матеріали. Так, під час дії концентрованої нітратної кислоти спалахують солома, папір, тирса, скипидар. Вона руйнує вовну, роз'їдає шкіру, забарвлює її у жовтий колір і спричинює на ній виразки, що не можуть довго загоїтися. Тому з нітратною кислотою треба поводитися дуже обережно.

Застосування

Нітратну кислоту, використовують для виробництва добрив, барвників, пороху та інших вибухових речовин, пластмас штучного волокна, лікарських препаратів (стрептоцид), кіно- і фотоплівки. Вона застосовується і як сильний окисник у самозаймистих ракетних паливах.

СОЛІ НІТРАТНОЇ кислоти називають нітратами. Нітрати можна добути внаслідок дії нітратної кислоти на метали, основні оксиди, основи, аміак і деякі солі, наприклад:

Cu + 4HN0₃ = Cu(N0₃)₂ + 2N0₂↑ + 2Н₂0 CaO + 2HN0₃ = Ca(N0₃)₂ + H₂0 Mg(OH)₂ + 2HN0₃ = Mg(N0₃)₂ + 2H₂0 NH₃ + HN0₃ = NH₄N0₃ Na₂C0₃ + 2HN0₃ = 2NaN0₃ + C0₂↑+ H₂0

Нітрати утворюються також і під час взаємодії оксиду нпрогену(V) з лугами, бо N₂0₅ — кислотний оксид:

N₂0₅ + 2КОН = 2KN0₃ + Н₂0

Усі нітрати — тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді, токсичні (отруйні).

Характерною хімічною властивістю нітратів є їхня здатність розкладатися під час нагрівання з виділенням кисню та інших продуктів. Продукти розкладання залежать від природи металу, який входить до складу солі, від його місця у витискувальному ряді металів:

                  ліворуч від Mg           Me(N0₂)_n  + 0₂

                                 _Mg—Cu

Me(N0₃)_n     ---------------------------►   Me₂0_n + N0₂ + 0₂    

                                               праворуч від Cu        Me + NO₂ + O₂ тобто солі таких металів, які у витискувальному ряді стоять ліворуч від магнію Mg, під час розкладання утворюють нітрити і кисень; від Mg до Cu — оксид металу, бурий газ N0₂ і кисень, а праворуч від міді Cu — вільний метал, бурий газ N0₂ і кисень 0₂.

• Напишіть рівняння реакцій розкладання під час нагрівання нітратів калію, купруму, меркурію й аргентуму.

Нітроген — один з хімічних елементів, необхідних для росту і життєдіяльності рослин. Як правило, вміст його в ґрунті невеликий, і рослинам не вистачає Нітрогену. Доводиться вносити його у ґрунт у вигляді азотних добрив.

Речовини, які містять Нітроген і вносяться у ґрунт для підвищення врожайності, називаються азотними добривами.

Речовини, які містять Нітроген і вносяться у ґрунт для підвищення врожайності, називаються азотними добривами.

Азотні добрива поділяються на дві групи:

1)  мінеральні добрива — селітри¹ KN0₃, NaN0₃, NH₄N0₃, Ca(N0₃)₂; солі амонію (NH₄)₂S0₄; рідкий аміак NH₃, аміачна вода NH₃ • Н₂0 та ін.; 2)  органічні добрива — гній, компост², послід та зелені добрива (люпин, сочевиця, горох, конюшина, серадела). Крім Нітрогену, вони містять інші елементи, необхідні для живлення рослин.

Селітра (від лат. sal — сіль і nitrum — луг) — загальна назва нітратів калію, натрію, амонію, кальцію.

Компост (англ., фр. compost, від лат. compositus — складений) — місцеве органічне добриво, що його одержують з різних органічних решток внаслідок їхнього біологічного розкладання.

Наука про живлення рослин і застосування добрив з метою підвищення врожайності сільськогосподарських культур та поліпшення якості врожаю називається агрохімією.

Велику роль у становленні агрохімії відіграли французький вчений Ж. Буссенго, який дослідив кругообіг речовин у землеробстві та роль Нітрогену в живленні рослин, та німецький хімік Ю. Лібіх, який обґрунтував теорію виснаження ґрунтів (1840 р.) через винесення поживних речовин рослинами і показав необхідність повернення цих речовин у ґрунт у вигляді мінеральних добрив.