Не образуется нитрат при взаимодействии раствора азотной кислоты с таким металлом как


Не образуется нитрат при взаимодействии раствора азотной кислоты с таким металлом, как

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
  • Все категории
  • экономические 42,901
  • гуманитарные 33,438
  • юридические 17,873
  • школьный раздел 597,902
  • разное 16,713

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали?  Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Азот и его соединения 11 класс по химии | Растворы

Аммиак Аммиак Аммиак Аммиак Аммиак

1. При каких условиях азот соединяется с водородом с образованием аммиака?

Ответ: Когда азот соединяется с водородом в объемном соотношении 1: 3 при низкой температуре и высоком давлении с железом в качестве катализатора и молибденом в качестве промотора, он образует аммиак.

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 + 92.6 кДжмоль -1

2. Что происходит, когда газообразный аммиак пропускается через нагретый CuO?

Ans - Когда газообразный аммиак проходит через нагретый CuO, он восстанавливается до газообразного азота.

3CuO + 2NH 3 → 3Cu + N 2 + 3H 2 O

3. Чем ион аммония отличается от аммиака?

Ans- Ион аммония отличается от аммиака как;

Ион аммония

Аммиак

Это положительный ион.

Это нейтральный газ.

В водном растворе ион аммония действует как кислота.

В водном растворе аммиак действует как основание.

4. Покажите, что азотная кислота содержит водород.

Ans-Металлы, которые являются более электроположительными, чем водород, и располагаются над ним в электрохимической последовательности, реагируют с HNO 3 с образованием образующегося водорода.

Zn + HNO 3 → Zn (NO 3 ) 2 + 2 [H]

Когда такие металлы, как магний и марганец, реагируют с очень разбавленной азотной кислотой, они выделяют газообразный водород, который показывает, что азотная кислота содержит водород

Mg + 2HNO 3 → Mg (NO 3 ) 2 + H 2

Это показывает, что азотная кислота состоит из водорода.

5. Изобразите структуру Льюиса N 2 O 5 .

Ans - структура Льюиса N 2 O 5 :

6. Объясните, почему газ NH 3 нельзя осушать с помощью обычного осушителя, например конц. H 2 SO 4 , P 2 O 5 и CaCl 2 .

Ans - газообразный аммиак, являющийся основанием Льюиса, реагирует с H 2 SO 4 , P 2 O 5 и CaCl 2 с образованием сульфата аммония, фосфата аммония и хлорида аммония.

2NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO4

6NH 3 + P 2 O 5 + 3H 2 O $ \ to $ 2 (NH 4 ) 2 PO 4

2NH 3 + CaCl 2 → 2NH 3 Cl + 2Ca

Итак, газ NH 3 нельзя осушить с помощью обычного дегидратирующего агента, такого как конц. H 2 SO 4 , P 2 O 5 и CaCl 2

7.Что такое лабораторный тест на азотную кислоту?

Ans-лабораторный тест азотной кислоты объяснен ниже;

Свежеприготовленный раствор сульфата железа (II) добавляют к разбавленной азотной кислоте или водному раствору нитратной соли и осторожно наливают концентрированную серную кислоту вдоль стенки пробирки. На стыке двух слоев образуется темно-коричневое кольцо.

Для нитратной соли реакция будет

NO 3 - + H 2 SO 4 → HNO 3 + HSO 4 - ] * 2

2HNO 3 → 2NO + H 2 O + 3 [O]

H 2 SO 4 + 2FeSO 4 + [O] → Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O] * 3

6FeSO 4 + 5 H 2 SO 4 + NO 3 - → 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 HSO 4 - + 4H 2 O

FeSO 4 + NO → FeSO 4 .НЕТ

Закись азота сульфат железа (коричневое кольцо)

8. Почему азотную кислоту обычно хранят в коричневых бутылях?

Ans - Азотная кислота в присутствии солнечного света приобретает желтый цвет и разлагается на оксиды, такие как газ NO 2 и газ O 2 . Чтобы этого избежать, азотную кислоту обычно хранят в темно-коричневых бутылках.

4HNO 3 → 4NO 2 ↑ + 2H 2 O + O 2

9. Как превратить газообразный аммиак в мочевину? Напишите подходящую химическую реакцию.

Ans-Когда аммиак реагирует с CO 2 при давлении около 220 атм и температуре в диапазоне 130-150 ° C, он дает мочевину.

CO 2 + 2NH 3 → NH 2 CO NH 2 + H 2 O

Мочевина

10. Напишите 2–2 использования i) NH 3 ii) азотной кислоты

Ответ: аммиак используется двумя способами;

i) Аммиак из-за его высокой теплоты испарения используется в холодильном оборудовании.

ii) Используется для изготовления искусственного шелка.

Азотная кислота используется для двух целей:

i) Азотная кислота используется для нитрования различных соединений, таких как бензол, с получением нитробензола.

ii) Используется в производстве удобрений, таких как нитрат аммония, основная нитрат кальция и т. Д.

11. Газ получают действием концентрированной азотной кислоты на медь. Ответить на следующие вопросы;

i) Бесцветный ли газ?

ii) Является ли газ кислым или основным?

Ans- Газ, полученный при воздействии концентрированной азотной кислоты на медь, NO 2 .2HNO 3 → H 2 O + 2NO 2 + 3 [O]

[Cu + [O] → CuO] * 3

CuO + 2HNO 3 → Cu (NO 3 ) 2 + H 2 O

3Cu + 4HNO 3 → Cu (NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

i) Газ, то есть диоксид азота, имеет красновато-коричневый цвет при высокой температуре и бесцветный при низкой температуре.

ii) NO 2 является основным газом, поскольку он имеет тенденцию растворяться в воде и выделять азотную кислоту и азотистую кислоту.

2НО 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2

12) Комментарий к инертному поведению молекулы азота.

Ans-Nitrogen имеет 3 или 5 валентных электронов. Чтобы быть октетом, требуется как минимум 3 электрона, поэтому требуется тройная связь. Тройные узы очень сложно разорвать. Азот имеет очень высокий потенциал ионизации 1043 кДжмоль -1 . Таким образом, азот сохраняет полную валентную оболочку вместо того, чтобы вступать в реакцию с другими соединениями.Это называется инертным поведением азота.

13) Азот не может образовывать пентагалогениды, но фосфор образует. Объясни.

Ans - Азот не состоит из d-орбитали, поэтому он может образовывать только тригалогенид азота, но в случае фосфора d-орбиталь пуста, а s-орбиталь хорошо защищена d- и f-орбиталями. Итак, фосфор образует нестабильные пентагалогениды.

14) Что происходит, когда аммиак пропускается через раскаленный CuO?

Ответ - Когда газообразный аммиак пропускают через раскаленный CuO, он превращается в газообразный азот.

3CuO + 2NH 3 → 3Cu + N 2 ↑ + 3H 2 O

15) Почему газообразный диоксид азота имеет красновато-коричневый цвет при высокой температуре и бесцветный при низкой температуре?

Ans- При низкой температуре NO 2 димеризуется в N 2 O 4 . N 2 O 4 диамагнетик, поэтому он бесцветен. Но NO 2 парамагнитен и выглядит коричневым при высокой температуре.Таким образом, газообразный диоксид азота имеет красновато-коричневый цвет при высокой температуре и бесцветный при низкой температуре.

16) Нарисуйте структуру Льюиса

i) азотная кислота

Анс-структура Льюиса HNO 3

ii) азотистая кислота.

Ans-

17) Укажите условие оптимального выхода аммиака.

Ans - Аммиак образуется в результате обратимой экзотермической реакции, в которой количество молей реагентов превышает количество молей продукта. Итак, условия для оптимального выхода аммиака:

-Низкая температура

-Высокое давление

-Наличие катализатора

-Высокая концентрация реагентов.

18) Запишите ангидриды кислот i) HNO 3 ii) HNO 2

Ans- Кислотный ангидрид HNO 3 и HNO 2 - это N 2 O 5 и N 2 O 3 .

19) Что происходит, когда NH 3 переходит в (i) раствор FeSO 4 (ii) Ртуть-нитратную бумагу?

Ans-Когда аммиак пропускают через раствор FeSO 4 , Fe 3+ выпадает в осадок, приобретая грязно-зеленый цвет.

NH 3 + H 2 O → NH 4 OH

FeSO 4 + 2NH 4 OH → Fe (OH) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4

Из-за образования аммиачной азотнокислой ртути и мелкодисперсной ртути, аммиак при прохождении через нее превращается в бумагу из нитрата ртути в черный цвет.

Hg (NO 3 ) 2 + 2NH 3 → Hg + Hg (NH 2 ) N 3 + NH 4 NO 3

Черный ppt

Короткие ответы на вопросы:

1) Опишите экспериментально. Аммиак хорошо растворяется в воде.

Ответ - Растворимость аммиака в воде очень высока i.е. при 273К 1 объем воды может растворить 1300 объемов аммиака. Высокая растворимость аммиака в воде может быть продемонстрирована экспериментом с фонтаном, который объясняется ниже;

Аммиак наливается в сухую колбу и фиксируется через пробку, в которую очень плотно вставляются капельница с водой и трубка, заканчивающаяся жиклером. Как показано на рисунке, колба закрепляется на подставке, а трубка опускается в воду. Вода в стеклянной трубке торопится в виде фонтана, если из капельницы внутри колбы вытечет несколько капель воды.Поскольку газообразный аммиак является щелочным по природе, фенолфталеин окрашивает воду в розовый цвет, если он находится в воде в желобе.

NH 3 + H 2 O → NH 4 OH

NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH -

Поскольку аммиак растворяется в воде, как только несколько капель воды попадают внутрь колбы, вода устремляется вверх из-за снижения давления внутри колбы.Этот эксперимент показывает, что аммиак хорошо растворяется в воде.

2) Что происходит, когда:

и. хлорид аммония нагревают с нитратом натрия.

Ans-При нагревании хлорида аммония с нитратом натрия образуются нитрат и соль аммония. Реакция представлена ​​в химическом уравнении как;

NH 4 Cl + Na (NO 3 ) 2 → NH 4 (NO 3 ) 2 + NaCl

ii.аммиачный газ обрабатывают раствором нитрата ртути.

Ответ - Из-за образования аммиачной азотной кислоты и мелкодисперсной ртути, аммиак при прохождении через него превращает раствор нитрата ртути в черный цвет.

Hg (NO 3 ) 2 + 2NH 3 → Hg + Hg (NH 2 ) N 3 + NH 4 NO 3

Черный ppt

iii.газообразный аммиак реагирует с нагретым натрием?

Ans - Когда газообразный аммиак реагирует с нагретым натрием при температуре около 300 ° C, образуется газообразный натрий и водород.

Na + 2NH 3 2NaNH 2 + H 2

3) Объясните следующее:

и. исключительно высокие температуры плавления и кипения аммиака по сравнению с фосфином (PH 3 ).

Ans-Точки кипения и плавления аммиака очень высоки.Это потому, что NH 3 помимо дисперсионных сил демонстрирует водородные связи. Водородная связь увеличивает межмолекулярную силу притяжения и увеличивает как MP, так и BP. Поскольку PH 3 не имеет водородной связи, межмолекулярные силы, удерживающие PH 3 , являются только дисперсионными силами. Вот почему аммиак имеет исключительно высокие значения MP и BP по сравнению с газообразным фосфином.

ii. Белая часть твердого хлорида серебра, растворимого в растворе аммиака.

Ans - Хлорид серебра растворяется в растворе аммиака с образованием сложного растворимого соединения, называемого хлорид диамминсеребря (I).В этой реакции наблюдается белый осадок твердого AgCl в растворе аммиака.

AgCl + 2NH 4 OH → [Ag (NH 3 ) 2 ] Cl + 2H 2 O

хлорид диамминсеребра (I)

iii. аммиак хорошо растворяется в воде.

Ответ - Растворимость вещества в воде зависит от полярной природы. Поскольку вода является полярной молекулой, она легко растворяет другие полярные молекулы. Как мы говорим, «подобное растворяется в подобном», полярные соединения растворяют полярные молекулы.Растворимость газа в воде также зависит от температуры и давления газа. Газы растворяются в воде при высоком давлении и низкой температуре. Аммиак - это газ, растворимый в воде. Плюс наличие водородной связи увеличивает растворимость аммиака в воде. Таким образом, аммиак хорошо растворяется в воде.

4) Запишите действие азота с (а) карбидом кальция (б) горящей лентой Mg.

Ans - Когда азот реагирует с карбидом кальция при высокой температуре, он образует циамид кальция, который используется в качестве азотного удобрения.

CaC 2 + N 2 + тепло → CaCN 2 + C

Циамид кальция

При реакции аммиака с горящей лентой магния образуется нитрит магния.

3Mg + N 2 → Mg 3 N 2

5) Почему газообразный аммиак нельзя собирать над водой?

Ans- Газообразный аммиак хорошо растворяется в воде. При 273К 1 объем воды может растворить 1300 объемов аммиака.Таким образом, его нельзя собрать над водой, и, поскольку он легче воздуха, он собирается путем вытеснения воздуха вниз или собирается над ртутью.

6) Запишите химическую реакцию, когда

i) аммиак и оксид меди (II)

Ans-Когда аммиак реагирует с оксидом меди (II), образуется медь и газообразный азот.

3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2

ii) аммиак и хлор.

Ответ: Когда избыток аммиака реагирует с хлором, образуется хлорид аммония и газообразный азот, а когда аммиак реагирует с избытком хлора, образуется трихлорид азота и хлорид аммония.

8NH 3 + 3Cl 2 → 6NH 4 Cl + N 2

избыток хлорида аммония

4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl

избыток трихлорида азота

7) Обсудите положение азота в таблице Менделеева.

Ans - Азот - элемент, наиболее распространенный в атмосфере Земли. Он находится в свободном состоянии в количестве около 75% по весу и 78% по объему в атмосфере. Атомный номер азота 7, а его атомный вес 14. Он помещен в качестве первого члена группы VA в периодической таблице и находится во 2-м периоде. Группа VA также называется семейством пникогенов, а их соединения называются пниктидами. Другими элементами семейства пникогенов являются фосфор (P), мышьяк (As), сурьма (Sb) и висмут (Bi).

Азот демонстрирует аномальное поведение по сравнению с другими элементами той же группы. Азот - единственный газ в группе VA периодической таблицы. Только азот и висмут из группы VA не являются четырехатомными. Оба они двухатомные. Азот образует водородную связь, а другие элементы - нет. Азот относительно инертен и показывает широкий диапазон O.S. от -3 до +5. Он имеет меньший размер и наибольшее значение электроотрицательности в группе. Но азот сохраняется в группе VA, потому что:

i) Он имеет конфигурацию валентной оболочки ns 2 , np 3 , как и все остальные элементы группы.

ii) Он имеет аллотропную форму, как и все другие элементы группы, кроме висмута.

iii) P-орбитали наполовину заполнены и обладают повышенной стабильностью.

Вопросы с длинным ответом:

1) Опишите производство газообразного аммиака по методу Габера с указанием принципа, условий реакции и хорошо обозначенной диаграммы. Как он реагирует с: а) хлором б) реактивом Несслера?

Ans-

В больших масштабах аммиак получают по способу Габера, цианамидному процессу или процессу Серпека.{450 {\ rm {C \: Fe}} \ & Mo \: 200 - 900 \: atm} $ 2Nh4 (г) + 22 ккал

Процесс Хабера

Это экзотермическая обратимая реакция, протекающая при уменьшении объема. Принцип Ле Шателье предсказывает следующие благоприятные условия реакции:

Низкая температура -Поскольку мы знаем, что эта реакция является экзотермической реакцией, низкая температура благоприятна для образования аммиака. Но если температура ниже 450 ° C, N 2 и H 2 будут реагировать слишком медленно.Итак, для лучшей работы растений необходимо поддерживать температуру около 450-500 ° C.

Высокое давление - По мере того, как реакция протекает с уменьшением объема продукта, высокая температура 200-900 атм. способствует образованию аммиака.

Высокая концентрация - Реакция протекает по прямой реакции с уменьшением объема. Следовательно, избыточное количество одного или обоих реагентов дает высокий выход аммиака.

Катализатор- Наличие мелкодисперсного железа, содержащего молибден или оксид алюминия, ускоряет скорость реакции.Итак, железо используется в качестве катализатора, а молибден или оксид алюминия - в качестве промотора.

Чистота реагентов - Если чистота используемых азота и водорода меньше, каталитическая активность снижается, поскольку катализатор отравлен. Итак, газообразный азот и водород должны быть очень чистыми.

Аммиак реагирует с хлором следующим образом:

Когда избыток аммиака реагирует с хлором, образуется хлорид аммония и газообразный азот, а когда аммиак реагирует с избытком хлора, образуется трихлорид азота и хлорид аммония.

8NH 3 + 3Cl 2 → 6NH 4 Cl + N 2 ↑

избыток хлорида аммония

4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl

избыток трихлорида азота

Аммиак реагирует с реактивом Несслера следующим образом:

Аммиак образует красновато-коричневую часть миллионного основания, когда он вступает в реакцию с реактивом Несслера i.е. К 2 HgI 4

K 2 HgI 4 + 2NH 3 → NH 4 I + 2KI + Hg (NH 2 ) I

2Hg (NH 2 ) I + H 2 O → NH 2 .HgO.Hg ↓ + NH 4 I

млн по базе

2) Как аммиак готовится в чистом и сухом состоянии в лаборатории? Объясните, почему H 2 SO 4 , P 2 O 5 и плавленый CaCl 2 нельзя использовать для осушки газа.\ Delta $ CaCl 2 + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O

Процедура - Хлорид аммония и гашеная известь в соотношении 1: 3 помещают в колбу RB или в твердую стеклянную трубку, как показано на рисунке. Колба RB или трубка должны иметь наклон вниз, чтобы избежать риска разрушения из-за потока воды. Аппарат также должен быть герметичным. Затем выделяющийся газообразный аммиак сушат, пропуская через насадочную башню из негашеной извести. Поскольку мы знаем, что аммиак легче воздуха, а также растворим в воде, он собирается над ртутью или путем вытеснения воздуха вниз.

Сушка аммиака - Сушка аммиака осуществляется путем пропускания его через негашеную известь. Газообразный аммиак, являющийся основанием Льюиса, реагирует с H 2 SO 4 , P 2 O 5 и CaCl 2 с образованием сульфата аммония, фосфата аммония и хлорида аммония.

2NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO4

6NH 3 + P 2 O 5 + 3H 2 O → 2 (NH 4 ) 2 PO 4

2NH 3 + CaCl 2 → 2NH 3 Cl + 2Ca

H 2 SO 4 , P 2 O 5 и плавленый CaCl 2 нельзя использовать для осушки газа, поскольку газообразный аммиак является основанием Льюиса и реагирует с H 2 SO 4 , P 2 O 5 и плавленый CaCl 2 с образованием сульфата аммония, фосфата аммония и хлорида аммония.

2NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO4

6NH 3 + P 2 O 5 + 3H 2 O → 2 (NH 4 ) 2 PO 4

2NH 3 + CaCl 2 → 2NH 3 Cl + 2Ca

С парами конц. HCl - С парами конц. HCl, аммиак реагирует с образованием соли хлорида аммония аммония.

NH 3 + HCl → NH 4 Cl (хлорид аммония)

С раствором хлорида цинка -

В растворе хлорида цинка аммиак дает хлорид аммония и гидроксид цинка.

NH 3 + ZnCl 2 + H 2 O → NH 4 Cl + Zn (OH) 2

3) Изобразите структуру Льюиса пяти различных оксидов азота.

Ответ - Структура Льюиса пяти различных оксидов азота составляет

Закись азота

Пентаоксид динитрогена

4) Опишите производство азотной кислоты каталитическим окислением аммиака.

Ans- Процесс производства аммиака Оствальда - это процесс производства азотной кислоты путем каталитического окисления аммиака.

Процесс Оствальда включает каталитическое окисление аммиака с получением азотной кислоты, которая при дальнейшем окислении дает диоксид азота. Затем диоксид азота абсорбируется водой вместе с избытком воздуха, который дает азотную кислоту.

4NH 3 + 5O 2 $ \ mathop \ to \ limits ^ {90 {\ rm {\% \: Pt}} + {\ rm {\:}} 10 {\ rm {\% \: Rb \:}} 800 {\ rm {C \:}}} $ ↑ 6H 2 O + 4NO + 90 кДжмоль -1

1 том 8 том

2НО + O 2 → 2НО 2

4НО 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3

Процесс производства аммиака по Габеру

Производство аммиака по методу Оствальда состоит из трех основных этапов:

i) Окисление аммиака

Аммиак, полученный по технологии Габера, смешивается с чистым и сухим свободным воздухом в соотношении 1: 8 по объему.{90 {\ rm {\% \: Pt}} + {\ rm {\:}} 10 {\ rm {\% \: Rb \:}} 800 {\ rm {C}}} $ 6H 2 O + 4NO + 90 кДжмоль -1

Поскольку эта реакция является экзотермической, конвертер сначала нагревают, и это тепло выделяется в реакции для поддержания температуры.

ii) Окисление оксида азота

Оксид азота, полученный описанным выше способом, охлаждается примерно до 100 ° C, проходя через охладитель. Охлажденный газ поступает в камеру окисления, где воздух окисляет его до диоксида азота.Низкая температура способствует такому окислению.

2НО + O 2 → 2НО 2

iii) Поглощение диоксида азота

Двуокись азота из камеры окисления прошла через абсорбционную башню, заполненную кислотостойким камнем или кварцем. NO 2 затем вступает в контакт с воздухом с образованием азотной кислоты.

4НО 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3

Разбавленная азотная кислота собирается в приемнике в нижней части колонны, которая затем концентрируется путем распыления ее сверху колонны вместо воды.Техническая азотная кислота 68%. Дистилляция при пониженном давлении используется для его дальнейшего концентрирования до 98% в присутствии H 2 SO 4 в качестве агента дегидратации. Безводная HNO 3 может быть получена перегонкой водной HNO 3 с P 2 O 5 или P 4 O 10 .

5) Опишите производство азотной кислоты по методу Оствальда, представив четкую схему. Как определяют азотную кислоту в лаборатории?

Ans- Процесс производства аммиака Оствальдом

Процесс Оствальда включает каталитическое окисление аммиака с получением азотной кислоты, которая при дальнейшем окислении дает диоксид азота.{90 {\ rm {\% \: Pt}} + {\ rm {\:}} 10 {\ rm {\% \: Rb \:}} 800 {\ rm {C}}} $ 6H 2 O + 4NO + 90 кДжмоль -1

1 том 8 том

2НО + O 2 → 2НО 2

4НО 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3

Процесс производства аммиака по Габеру

Производство аммиака по методу Оствальда состоит из трех основных этапов:

i) Окисление аммиака

Аммиак, полученный по технологии Габера, смешивается с чистым и сухим свободным воздухом в соотношении 1: 8 по объему.{90 {\ rm {\% \: Pt}} + {\ rm {\:}} 10 {\ rm {\% \: Rb \:}} 800 {\ rm {C}}} $ 6H 2 O + 4NO + 90 кДжмоль -1

Поскольку эта реакция является экзотермической, конвертер сначала нагревают, и это тепло выделяется в реакции для поддержания температуры.

ii) Окисление оксида азота

Оксид азота, полученный описанным выше способом, охлаждается примерно до 100 ° C, проходя через охладитель. Охлажденный газ поступает в камеру окисления, где воздух окисляет его до диоксида азота.Низкая температура способствует такому окислению.

2НО + O 2 → 2НО 2

iii) Поглощение диоксида азота

Двуокись азота из камеры окисления прошла через абсорбционную башню, заполненную кислотостойким камнем или кварцем. NO 2 затем вступает в контакт с воздухом с образованием азотной кислоты.

4НО 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3

Разбавленная азотная кислота собирается в приемнике в нижней части колонны, которая затем концентрируется путем распыления ее сверху колонны вместо воды.Техническая азотная кислота 68%. Дистилляция при пониженном давлении используется для его дальнейшего концентрирования до 98% в присутствии H 2 SO 4 в качестве агента дегидратации. Безводная HNO 3 может быть получена перегонкой водной HNO 3 с P 2 O 5 или P 4 O 10 .

Азотная кислота обнаруживается в лаборатории с помощью теста коричневого кольца, который описан ниже:

Лабораторные испытания азотной кислоты описаны ниже;

Свежеприготовленный раствор сульфата железа (II) добавляют к разбавленной азотной кислоте или водному раствору нитратной соли и осторожно наливают концентрированную серную кислоту вдоль стенки пробирки.На стыке двух слоев образуется темно-коричневое кольцо.

Для нитратной соли реакция будет

NO3- + h3SO4 → HNO3 + HSO4-] * 2

2HNO3 → 2NO + h3O + 3 [O]

h3SO4 + 2FeSO4 + [O] → Fe2 (SO4) 3 + h3O] * 3

6FeSO4 + 5 h3SO4 + NO3- → 3 Fe2 (SO4) 3 + 2 HSO4- + 4h3O
FeSO4 + NO → FeSO4. №

Закись азота сульфат железа (коричневое кольцо)

6) Что происходит, когда:

а) Раствор FeSO 4 добавляют к хорошо охлажденной смеси разбавленной азотной кислоты и концентрированной H 2 SO 4 ?

Ответ - Когда FeSO 4 добавляется в хорошо охлажденную смесь разбавленной HNO 3 и конц.H 2 SO 4 , дает коричневое кольцо из закиси сернокислого железа. Это испытание азотной кислотой.

KNO3- + h3SO4 → HNO3 + HSO4-] * 2
2HNO3 → 2NO + h3O + 3 [O]
h3SO4 + 2FeSO4 + [O] → Fe2 (SO4) 3 + h3O] * 3

6FeSO4 + 5 h3SO4 + 2KNO3- → 3 Fe2 (SO4) 3 + 2 HSO4- + 4h3O
FeSO4 + NO → FeSO4. №
азотистый сульфат железа (коричневое кольцо)

б) Фосфор обрабатывают HNO 3 ?

Ans- Когда фосфор обрабатывают концентрированной азотной кислотой, образуется фосфорная кислота.

2HNO3 → 2NO2 + h3O + [O] * 10
P4 + 10 [O] → 2P2O5
P2O5 + 3h3O → 2h4PO4] * 2
P4 + 20HNO3 → 4h4PO4 + 20NO2 + 4h3O

c) Металлический цинк обрабатывают азотной кислотой (1: 1)?

Ответ - Когда металлический цинк обрабатывают умеренно конц. т.е. азотная кислота 1: 1, она окисляется до нитрата цинка

Zn + 2HNO3 → Zn (NO3) 2 + 2 [H] * 3
HNO3 + 3H → 2h3O + NO] * 2
3Zn + 8HNO3 → 3Zn (NO3) 2 + 2NO + 4h3O

г) Йод обрабатывают конц.HNO 3 ?

Ans- Conc. HNO 3 окисляет йод до йодистой кислоты

2HNO3 → 2NO2 + h3O + [O] * 5
I + 5 [O] → I2O5
I2O5 + h3O → 2HIO3
I2 + 10HNO3 → 2HIO3 + 10NO2 + 4h3O

йодная кислота

д) Чистая азотная кислота подвергается воздействию света?

Ans - Когда чистая азотная кислота подвергается воздействию света, она дает диоксид азота, воду и азот.

4HNO3hv → 4NO2 + O2 + 2h3O

е) Газ, полученный при нагревании нашатырного спирта с каустической содой, пропускают над раствором сульфата меди.

Ans - саламмиаковая кислота реагирует с содой с образованием аммиака

Nh5Cl + NaOH → NaCl + Nh4 + h3O

Когда газообразный аммиак пропускают через раствор сульфата меди, сначала он образует голубовато-белую часть Cu (OH) 2, которая при избыточной подаче Nh4 растворяется и растворяется темно-синий раствор сложного тетраамина сульфата меди (II).
CuSO4 + 2Nh5OH $ \ to $ Cu (OH) 2 + (Nh5) 2SO4
(Nh5) 2SO4 + Cu (OH) 2 + 2Nh5OH $ \ to $ Cu (Nh4) 4SO4 + 4h3O
тетраамин сульфат меди (II)

.

Кислотные основы и соли Класс 10 Примечания Наука Глава 2

  • Решения NCERT
  • Р. Д. Шарма
    • Решения RD Sharma класса 12
    • Решения
    • RD Sharma Class 11 Скачать бесплатно PDF
    • Решения RD Sharma Class 10
    • Решения RD Sharma класса 9
    • Решения RD Sharma класса 8
    • Решения RD Sharma класса 7
    • Решения RD Sharma класса 6
  • Класс 12
    • Класс 12, естествознание
      • Решения NCERT для математики класса 12
      • Решения NCERT для физики класса 12
      • Решения NCERT для химии класса 12
      • Решения NCERT для биологии класса 12
      • Решения NCERT для класса 12 по экономике
      • Решения NCERT для информатики 12 класса (Python)
      • Решения NCERT для информатики 12 класса (C ++)
      • Решения NCERT для класса 12 Английский
      • Решения NCERT для класса 12 Хинди
    • Класс 12 Торговля
      • Решения NCERT для математики класса 12
      • Решения NCERT для бизнес-исследований класса 12
      • Решения NCERT для бухгалтерского учета 12 класса
.

Влияние концентраций азотной кислоты на синтез и стабильность суспензии наночастиц маггемита

Маггемит - наночастицы были синтезированы методом химического соосаждения при различных концентрациях азотной кислоты в качестве окислителя. Характеристика всех образцов выполняется несколькими методами, включая дифракцию рентгеновских лучей (XRD), просвечивающую электронную микроскопию (TEM), магнитометрию с переменным градиентом (AGM), термогравиметрический анализ (TGA), динамическое рассеяние света (DLS) и дзета-потенциал.Картины XRD подтвердили, что частицы были маггемитом. Размер кристаллитов всех образцов уменьшается с увеличением концентрации азотной кислоты. Наблюдение с помощью ПЭМ показало, что частицы имеют сферическую морфологию с узким гранулометрическим составом. Частицы показали суперпарамагнитное поведение с уменьшением значений намагниченности при увеличении концентрации азотной кислоты. Измерение ТГА показало, что температура стабильности снижается с увеличением концентрации азотной кислоты.Измерение DLS показало, что гидродинамические размеры частиц уменьшаются с увеличением концентрации азотной кислоты. Значения дзета-потенциала показывают уменьшение с увеличением концентрации азотной кислоты. Увеличение концентрации азотной кислоты при синтезе наночастиц маггемита привело к получению частиц меньшего размера, более низкой намагниченности, лучшей термической стабильности и более стабильной суспензии наночастиц маггемита.

1. Введение

Благодаря своим уникальным характеристикам, магнитные наночастицы в последнее время привлекли к себе большое внимание, особенно в различных областях применения, включая электронику, машиностроение, аэрокосмическую промышленность, окружающую среду и биоинженерию [1–4].Наночастицы оксида железа, в частности магнетит и маггемит, - перспективные магнитные материалы, которые интенсивно исследуются из-за их уникальных магнитных свойств.

Взвешенные наночастицы маггемита в растворителе создают новый класс жидкостей, называемых «магнитными жидкостями». Уникальность этих умных материалов заключается в их суперпарамагнитных свойствах. Поток и перенос энергии магнитных жидкостей можно контролировать с помощью внешних магнитных полей. Таким образом, магнитные жидкости могут быть эффективно использованы в теплотехнике [5].

В последнее время было предпринято много попыток синтезировать стабильную суспензию магнитных наночастиц различными методами с целью достижения надлежащего контроля размера, формы, кристалличности и магнитных свойств частиц [6]. Синтез магнитных жидкостей состоит из двух основных этапов: получение наноразмерных магнитных частиц и стабилизация магнитных наночастиц в различных жидкостях. Существуют различные методы синтеза магнитных наночастиц, такие как соосаждение [7, 8], золь-гель синтез [9] и микроэмульсия [10].Наиболее распространен метод соосаждения [7, 8, 11]. Этот метод воспроизводимый, простой, дешевый и дает высокий результат.

Несмотря на то, что было сделано много попыток синтеза стабильной суспензии магнитных наночастиц, это все еще представляет собой большую проблему. Важнейшим параметром при приготовлении этих материалов является стабильность суспензии магнитных наночастиц.

В данной работе наночастицы маггемита были синтезированы методом химического соосаждения при различных концентрациях азотной кислоты и охарактеризованы с помощью различных аналитических методов.Стабильность суспензии наночастиц маггемита анализировали путем мониторинга распределения их частиц по размерам с помощью динамического рассеяния света (DLS).

2. Материалы и методы

В этом эксперименте использовались химические реагенты: гексагидрат хлорида железа (FeCl 3 · 6H 2 O), тетрагидрат хлорида железа (FeCl 2 · 4H 2 O) и Нонагидрат нитрата железа (Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O). Эти химические вещества были получены от Sigma-Aldrich.Гидроксид аммония 28%, азотная кислота 65% и соляная кислота 37% были приобретены у Merck Chemical. На протяжении всего эксперимента использовалась деионизированная вода с удельным сопротивлением около 15 МОм / см. Все реагенты были аналитической чистоты и использовались без дополнительной очистки.

Растворы хлорида железа и хлорида железа с молярным соотношением 2: 1 смешивали вместе. Затем к раствору добавляли раствор гидроксида аммония при интенсивном перемешивании в течение 20 минут при комнатной температуре.Мгновенно образовывался черный осадок, который отделяли от раствора и несколько раз промывали при перемешивании в течение 5 минут в деионизированной воде. Затем осадок перемешивали в течение 10 минут при различных концентрациях азотной кислоты (т.е. 2 M, 4 M, 6 M, 8 M и 10 M). Осадок отделяли и промывали несколько раз, а затем окисляли до маггемита при 90 ° C в течение 30 минут с использованием раствора нитрата железа (III). Коричневый осадок выделяли из раствора, а затем тщательно промывали и пептизировали деионизированной водой.Химическая реакция процесса осаждения приведена ниже:

Измерения методом дифракции рентгеновских лучей на порошке (XRD) проводили с помощью рентгеновского дифрактометра Philips X'Pert MPD с использованием источника из меди с диапазоном сканирования 20–80 ° 2 с шагом 0,05 ° и временем счета. по 5 с на каждом шаге. Морфологию и физический размер частиц наблюдали с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Изображения были получены с помощью просвечивающего электронного микроскопа Leo LIBRA, работающего при 120 кВ.Магнитные свойства маггемита измеряли с помощью магнитометра переменного градиента (MicroMag, модель 2900) с приложенными полями ± 10 кЭ при комнатной температуре. Термогравиметрический анализ (ТГА) был проведен для исследования влияния термообработки на термическое поведение и физические свойства образцов. ТГА-анализ проводили от температуры окружающей среды до 1000 ° C со скоростью нагрева 10 ° C / мин. Анализ проводился в воздушной атмосфере. Гидродинамический диаметр и дзета-потенциал суспензии наночастиц определяли методом динамического рассеяния света (DLS) с использованием Malvern Zetasizer 3000 HS при 25 ° C.

3. Результаты и обсуждение

Диаграммы XRD для всех образцов показаны на рисунке 1. На диаграммах видны четко определенные пики, которые четко указывают на

.

Азотная кислота - Sciencemadness Wiki

Азотная кислота - сильная кислота с формулой HNO 3 . Это важная минеральная кислота, наряду с соляной, серной, хлорной и фосфорной кислотами. Это мощный окислитель, особенно в смеси с серной кислотой, которая производит ион нитрония на месте.

Недвижимость

Химическая промышленность

Азотная кислота является окисляющей кислотой при комнатной температуре. Его часто используют при нитровании органических соединений.Он способен растворять металлы, такие как медь и серебро, благодаря своей окислительной природе, и выделяет токсичный диоксид азота в качестве побочного продукта окисления.

Cu + 8 HNO 3 → 3 Cu (NO 3 ) 2 + 2 NO + 4 H 2 O

Физические свойства

Концентрированная азотная кислота - это прозрачный раствор плотностью около 1,2 г / мл. Когда концентрация кислоты превышает 70%, она классифицируется как дымящая азотная кислота, это можно определить по видимому дыму при вдувании воздуха.Азотная кислота в концентрациях выше 90% сильно дымит при любом контакте с воздухом. Он образует азеотроп с водой при концентрации 68%, что затрудняет получение чистого вещества.

Наличие

Азотную кислоту

можно приобрести у таких лабораторных поставщиков, как Elemental Scientific и Duda Diesel. Хотя сама кислота не дорогая, для нее требуется обязательная плата за доставку HAZMAT в размере 37,50 долларов, что делает эту кислоту довольно дорогой для химика-любителя.

В большинстве мест продажа азотной кислоты населению ограничена из-за ее использования в производстве взрывчатых материалов.

Препарат

Импровизированное производство азотной кислоты путем пропускания газообразного диоксида азота (справа) в охлажденную перекись водорода (слева).

Классический метод лабораторного синтеза азотной кислоты описан в подпункте:

Синтез азотной кислоты по Глауберу

Несколько менее эффективный способ получения азотной кислоты - это реакция смеси, содержащей серную кислоту и нитратную соль, с металлической медью, в результате чего образуется большое количество газообразного диоксида азота.Затем газ можно барботировать в перекись водорода или воду, при этом перекись водорода дает более высокий выход.

Бисульфат натрия также можно использовать для замены серной кислоты, однако при более высокой температуре азотная кислота разлагается на кислород, диоксид азота и воду.

Азотную кислоту можно производить с помощью реактора Оствальда или путем реакции азота и кислорода в воздухе с помощью электрической искры.

Если вам нужно быстро взбить немного разбавленной азотной кислоты, вы можете использовать «быстрый и грязный» метод, а именно реакцию нитрата кальция с серной кислотой.У этого метода есть два недостатка: во-первых, даже если ваши реагенты находятся в идеальном стехиометрическом соотношении, полученная кислота все равно загрязнена небольшим количеством сульфата кальция, которому удалось остаться в растворе. Во-вторых, осадок сульфата кальция невероятно грязный и объемный, кислота выглядит как сметана, и ее практически невозможно правильно перелить. Используйте этот метод, только если у вас есть набор для вакуумной фильтрации. Эту низкосортную кислоту можно перегонять с получением азеотропной азотной кислоты.

Желтая концентрированная азотная кислота может быть превращена в белый цвет или RFNA преобразована в WFNA путем пропускания через кислоту кислорода. Кислород окисляет NO 2 до N 2 O 5 , который объединяется с остаточной водой в кислоте с образованием почти чистой азотной кислоты.

Проектов

Азотная кислота может использоваться во многих проектах, включая производство нитратных солей. При смешивании с концентрированной серной или плавиковой кислотой азотная кислота действует как основание и выделяет ион нитрония:

2 H 2 SO 4 + HNO 3 → NO 2 + + 2 HSO 4 - + H 2 O

Эта смесь, известная как нитрующая смесь или смешанная кислота может использоваться для нитрования многих органических соединений.

Другое:

Обработка

Безопасность

Растворы азотной кислоты очень едкие и окрашивают кожу в желтый цвет из-за нитрования белков. Следует соблюдать осторожность, чтобы азотная кислота не попала на кожу. Нитраты не следует использовать с соляной кислотой, так как при этом образуется нитрозилхлорид.

Большинство типов перчаток (за исключением бутилкаучука или неопрена) несовместимы из-за сильного окислительного воздействия азотной кислоты и могут гореть при контакте с кислотой. [1] При работе с дымящей азотной кислотой надевайте перчатки из бутилкаучука. Другие типы резины могут очень бурно реагировать с азотной кислотой этой концентрации. Если у вас нет бутилкаучука, вообще не надевайте перчатки: ваши голые руки будут меньше повреждены, чем резина в огне. Азотная кислота обычно реагирует с резиной; не пытайтесь перегонять его в аппаратах, содержащих резиновые детали. При перегонке азотной кислоты, особенно дымящейся, используйте шлифованные стеклянные швы или реторту.

Хранилище

Азотная кислота несовместима с большинством пластиков из-за ее окислительной природы, хотя крышки для бутылок из полипропилена (ПП) приемлемы. Азотная кислота в высоких концентрациях чувствительна к свету и должна храниться в бутылках из желтого стекла с достаточным запасом для предотвращения повышения давления из-за оксидов азота.

Утилизация

Азотная кислота может быть нейтрализована нейтрализующими соединениями, такими как карбонаты, бикарбонаты, оксиды, гидроксиды. Карбонат кальция является хорошим нейтрализующим агентом, и, если кислота не загрязнена тяжелыми металлами, полученный нитрат кальция можно выбросить в землю или вылить в канализацию.Концентрированная азотная кислота (> 50%) должна быть сначала разбавлена ​​холодной водой, а затем нейтрализована основанием, чтобы ограничить количество коррозионных паров / аэрозолей, выделяемых в воздух во время процесса нейтрализации.

Список литературы

  1. ↑ http://www.ansellpro.com/download/Ansell_7thEditionChemicalResistanceGuide.pdf

Соответствующие темы Sciencemadness

.

Смотрите также