Để điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm người ta dùng

Câu hỏi: Để điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm người ta dùng:

A. KNO₃ và H2­SO4đặc

B. NaNO₃ và HCl

C. NO2 và H2O

D. NaNO2 và H2SO4đ

Lời giải

Đáp án: A. KNO₃ và H2­SO4đặc

Để điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm người ta dùng KNO₃ và H2­SO4đặc.

Giải thích

NaNO_{3tinh thể}  + H₂SO_4đặc t°→NaHSO₄ + HNO₃

Cùng Top lời giải mở rộng kiến thức về tính chất và ứng dụng của HNO₃ nhé:

HNO₃ được gọi là dung dịch nitrat hidro hay còn được gọi là axit nitric khan. Axit này được hình thành ở trong tự nhiên, tạo ra từ những cơn mưa do sấm và sét tạo thành.

Tính chất vật lý của HNO₃ 

- Ở dạng chất lỏng, HNO₃ thường không có màu và có bốc khói mạnh trong không khí có độ ẩm. Ở tự nhiên Axit Nitric được cấu thành và tạo ra từ những đợt sấm chớp và mưa sét. Cho đến hiện đại theo các chứng minh khoa học thì HNO₃ là một tác nhân gây ra các trận mưa Axit hủy diệt.

- Chính vì sự đặc biệt này nên HNO₃ luôn là một hợp chất hóa học có tính sát thương và nguy hiểm cao. Nó là một chất axit cực độc, dễ ăn mòn và dễ tạo ra cháy nổ có tính sát thương cũng cực kỳ cao. Ngoài thực tế HNO3 không màu, ở dạng tinh khiết, nếu như bạn để lâu thì HNO₃ sẽ bị chuyển sang màu vàng.

- Màu vàng ở đây là do sự tích tụ của các nito oxit. Về cơ bản, nếu như một dung dịch có khoảng hơn 86% axit nitric, nó sẽ được gọi với cái tên đó là Axit nitric bốc khói. Axitnitric bốc khói có các đặc trưng đó là có bốc khói màu trắng và có axitnitric bốc khói màu đỏ. 2 đặc trưng này sẽ bị phụ thuộc vào số lượng nito dioxit đang hiện diện.

- Một số đại lượng vật lý của HNO₃

+ Nhiệt độ đông đặc: -42 °C

+ Nhiệt độ sôi: 83 °C

+ Dưới tác dụng của ánh sáng, HNO₃ bị phân hủy tạo thành nitơ dioxit NO₂ (nhiệt độ thường).

4HNO₃ →  4NO₂ + 2H₂O + O₂

+ Ở nhiệt độ cao, nitơ dioxit bị hòa tan bởi axit HNO3 thành dung dịch có màu vàng hoặc đỏ.

+ Là một axit có tính ăn mòn cao, cực độc, dễ bắt lửa.

+ Khối lượng phân tử chính: 63.012  g · mol −1

+ Ngoại quan: Chất lỏng bốc khói không màu, vàng hoặc đỏ 

+ Mùi: vị chát, ngột ngạt

+ Tỉ trọng: 1,51 g cm 3 , 1,41 g cm 3 [68% w / w]

+ Độ nóng chảy: −42 ° C (−44 ° F; 231 K)

+ Điểm sôi: 83 ° C (181 ° F; 356 K) dung dịch 68% sôi ở 121 ° C (250 ° F; 394 K)

+ Áp suất hơi: 48 mmHg (20 ° C) 

+ Độ Axit: −1.4 

Tính chất hóa học của HNO₃ 

- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

- Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat

                  2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

                  2HNO₃ + Mg(OH)₂ → Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

                  2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

- Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .

                  Kim loại + HNO_{3 đặc} → muối nitrat + NO + H₂O ( to)

                  Kim loại + HNO_{3 loãng} → muối nitrat + NO + H₂O

                  Kim loại + HNO_{3 loãng lạnh} → muối nitrat + H₂

                  Mg(rắn) + 2HNO_{3 loãng lạnh} → Mg(NO₃)₂ + H_2 (khí)

*Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc, nguội 

- Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.

- Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.

                  C + 4HNO_{3 đặc} → 4NO₂ + 2H₂O + CO₂

                  P + 5HNO_{3 đặc} → 5NO₂ + H₂O + H₃PO₄

                  3C + 4HNO_{3 loãng} → 3CO₂ + 4NO + 2H₂O

- Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:

                   FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

                   FeCO₃ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O + CO₂

- Tác dụng với hợp chất:

                   3H₂S + 2HNO₃ (>5%) → 3S_{kết tủa} + 2NO + 4H₂O

                    PbS + 8HNO_{3 đặc} → PbSO_{4 kết tủa}  + 8NO₂ + 4H₂O

                    Ag₃PO₄ tan trong HNO₃, HgS không tác dụng với HNO₃.

- Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.

Điều chế HNO₃ 

- Trong phòng thí nghiệm

Người ta cho muối natri nitrat tinh thể tác dụng với axit sunfuric đặc, chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của axit nitric là 83 °C cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tạo ra một lượng nhỏ axit.

H₂SO_{4 đặc} + NaNO_{3 (tinh thể)} → HNO₃ + NaHSO₄

Axit nitric bốc khói đỏ thu được có thể chuyển thành axit nitric màu trắng. Khi thực hiện thí nghiệm, các dụng cụ phải làm từ thủy tinh, đặc biệt là bình cổ cong nguyên khối do axit nitric khan.

- Trong công nghiệp

Dung dịch HNO₃ cấp thương mại thường có nồng độ giữa 52% và 68%. Việc sản xuất nó được thực hiện bằng công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh.

Axit nitrit loãng có thể cô đặc đến 68% axit với một hỗn hợp azeotropic với 32% nước. Để thu được axit có nồng độ cao hơn, tiến hành chưng cất với axit sunfuric H₂SO4. H₂SO₄ đóng vai trò là chất khử sẽ hấp thụ lại nước.

4NH₃ + 5O₂  → 4NO + 6H₂O (Pt, 850^oC)

2NO + O₂ → NO₂

4NO₂  + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃