Взаємодія металів з азотною кислотою

Незалежно від концентрації окислювачем в азотній кислоті є нітратіони NO, що містять азот в ступені окислення +5. Тому при взаємодії металів з азотною кислотою водень не виділяється. Азотна кислота окисляє всі метали за винятком самих неактивних (благородних). При цьому утворюються сіль, вода і продукти відновлення азоту (+5): NH-34 NO3. N2. N2 O, NO, НNО2. NO2. Вільний аміак не виділяється, так як він взаємодіє з азотною ки-слоти, утворюючи нітрат амонію:

При взаємодії металів з концентрованою азотною кислотою (30-60% HNO3) продуктом відновлення HNO3 є переважно оксид азоту (IV), незалежно від природи металу, наприклад:

Метали змінної валентності при взаємодії з концентрованою азотною кислотою окислюються до вищого ступеня окислення. При цьому ті метали, які окислюються до ступеня окислення +4 і вище, утворюють кислоти або оксиди. наприклад:

У концентрованої азотної кислоти пасивуються алюміній, хром, залізо, нікель, кобальт, титан і деякі інші метали. Після обробки азотною кислотою ці метали не взаємодіють і з іншими кислотами.

При взаємодії металів з розведеною азотною кислотою продукт її відновлення залежить від відновлювальних властивостей металу: чим активніше метал, тим більшою мірою відновлюється азотна кислота.

Активні метали відновлюють розбавлену азотну кислоту максимально, тобто утворюються сіль, вода і NH4 NO3. наприклад:

Метали середньої активності при взаємодії з розбавленою азотною кислотою утворюють сіль, воду і азот або N2 O. Чим лівіше метал в цьому інтервалі (чим ближче до алюмінію), тим імовірніше освіту азоту, наприклад:

Малоактивні метали при взаємодії з розбавленою азотною кислотою утворюють сіль, воду і оксид азоту (II), наприклад:

Але рівняння реакцій в даних прикладах умовні, так як в дійсності виходить суміш сполук азоту, причому, чим вище активність металу і нижче концентрація кислоти, тим нижчий ступінь окислення азоту в тому продукті, якого утворюється більше інших.

6. Взаємодія металів з «царської горілкою»

«Царської горілкою» називається суміш концентрованих азотної і соляної кислот. Вона застосовується для окислення і переведення в розчинний стан золота, платини та інших благородних металів.

Соляна кислота в царській горілці затрачається на освіту комплексної сполуки окисленого металу. З порівняння полуракцій 29 і 30 з полуреакции 31-32 (табл. 1) видно, що при утворенні комплексних сполук золота і платини окислювально-відновний потенціал зменшується, що робить можливим їх окислення азотною кислотою. Рівняння реакцій золота і платини з «царської горілкою» записуються так:

З «царської горілкою» не взаємодіють три металу: вольфрам, ніобій і тантал. Їх окислюють сумішшю концентрованої азотної кислоти з фтороводородной, так як фтороводородной кислота утворює більш міцні комплексні сполуки, ніж соляна. Рівняння реакцій при цьому такі:

У деяких навчальних посібниках зустрічається інше пояснення взаємодії благородних металів з «царської горілкою». Вважають, що в цій суміші між HNO3 і HCl відбувається катализируемая благо-рідними металами реакція, в якій азотна кислота окисляє соляну з рівняння:

Хлорид нитрозила NOCl неміцний і розкладається по рівнянню:

NOCl = NO + Cl (атомарний)

Таким чином, окислювачем металу є атомарний (тобто дуже активний) хлор в момент виділення. Тому продуктами взаємодії царської горілки з металами є сіль (хлорид), вода і оксид азоту (II):

а комплексні сполуки утворюються при наступних реакціях: