Взаємодія з розбавленою і концентрованою азотною кислотою

Висококонцентрована HNO3 має зазвичай бурого забарвлення внаслідок того, що відбувається на світлі процесу розкладання:

Золото, деякі метали платинової групи і тантал інертні до азотної кислоти у всьому діапазоні концентрацій, інші метали реагують з нею, хід реакції при цьому визначається її концентрацією.

HNO3 як сильна одноосновная кислота взаємодіє:

а) з основними і амфотерними оксидами:

б) з підставами:

в) витісняє слабкі кислоти з їх солей:

При кипінні або під дією світла азотна кислота частково розкладається:

Азотна кислота в будь-якої концентрації проявляє властивості кислоти-окислювача, при цьому азот відновлюється до ступеня окислення від +4 до -3. Глибина відновлення залежить в першу чергу від природи відновлювача і від концентрації азотної кислоти. Як кислота-окислювач, HNO3 взаємодіє:

а) з металами, що стоять в ряду напруг правіше водню:

б) з металами, що стоять у ряді напруг лівіше водню:

Всі наведені вище рівняння відображають лише домінуючий хід реакції. Це означає, що в даних умовах товарів цієї реакції більше, ніж продуктів інших реакцій, наприклад, при взаємодії цинку з азотною кислотою (масова частка азотної кислоти в розчині 0,3) в продуктах буде міститися найбільше NO, але також будуть міститися (тільки в менших кількостях) і NO2. N2 O, N2 і NH4 NO3.

Єдина загальна закономірність при взаємодії азотної кислоти з металами: чим більше розбавлена кислота і чим активніше метал, тим глибше відновлюється азот:

збільшення концентрації кислоти збільшення активності металу

З золотом і платиною азотна кислота, навіть концентрована не взаємодіє. Залізо, алюміній, хром холодної концентрованою азотною кислотою пасивуються. З розведеною азотною кислотою залізо взаємодіє, причому в залежності від концентрації кислоти утворюються не тільки різні продукти відновлення азоту, а й різні продукти окислення заліза:

Деякі органічні сполуки (наприклад аміни і гідразин, скипидар) самовоспламеняются при контакті з концентрованою азотною кислотою.

Деякі метали (залізо, хром, алюміній, кобальт, нікель, марганець, берилій), що реагують з розведеною азотною кислотою, пасивуються концентрованою азотною кислотою і стійкі до її впливу.

Кислоти - складні речовини, до складу яких зазвичай входять атоми водню, здатні заміщатися на атоми металів, і кислотний залишок. Водні розчини кислот мають кислий смак, володіють дратівливою дією, здатні змінювати забарвлення індикаторів, відрізняються рядом загальних хімічних властивостей.

Взаємодія з основними оксидами з утворенням солі і води:

Взаємодія з амфотерними оксидами з утворенням солі і води:

Взаємодія з лугами з утворенням солі і води (реакція нейтралізації):

Взаємодія з нерозчинними підставами з утворенням солі і води, якщо отримана сіль розчинна:

Взаємодія з солями, якщо випадає осад або виділяється газ:

Сильні кислоти витісняють слабші з їхніх солей:

(В даному випадку утворюється нестійка вугільна кислота. Яка відразу ж розпадається на воду і вуглекислий газ)

Метали, що стоять в ряду активності до водню, витісняють його з розчину кислоти (крім азотної кислоти будь-якої концентрації і концентрованої сірчаної кислоти), якщо утворюється сольрастворіма:

З азотною кислотою і концентрованої сірчаної кислотами реакція йде інакше:

Для органічних кислот характерна реакція етерифікації (взаємодія зі спиртами з утворенням складного ефіру і води):

Корозією називається процес мимовільного руйнування металів під впливом зовнішнього середовища.

У процесі корозії відбувається перехід з металевого стану в іонну. Корозія - мимовільний процес, супроводжується зменшенням вільної енергії (# 916; G<0), увеличением энтропии системы и определенным энергетическим эффектом.

У деяких випадках корозія вражає всю поверхню, в інших - частина її. Характер руйнування залежить від властивостей металу і умов протікання процесу. Ось різні види корозійних руйнувань: рівномірний, плямами, точкове, піттінг, межкристаллитного, розтріскуються, селективне. Найбільш опасниміявляеютсяпіттінг і міжкристалітної руйнування.

За принципом їх протікання все корозійні процеси прийнято поділяти на: хімічні і електрохімічні.

Хімічна корозія: мимовільне руйнування металів в середовищі окисленого газу при підвищених температурах або в рідких неелектролітів (Умі + х / 2О2 = Мехо).

Електрохімічний: Руйнування металу при зіткненні з електролітом з виникненням в системі електричного струму (M-ne> анодное окислення металу; Ox + ne> Red катодного відновлення окислювача). Буває електрохімічна корозія з водневою деполяризацією:

А: Ме-ze>; К: 2 + 2е> (pH<7); 2Н2О+2е> +2 (рН> = 7).

І з кисневою деполяризацією:

А: Ме-ze>; +4 + 4е> 2Н2О (pH<7); +2Н2О+4е>4 (рН> = 7).

# 8710; =: # 8710; ; # 8710; G<0 Me будет окисляться.

Швидкість окислення металу визначається сплошностью і захисними властивостями оксидної плівки і залежить від наявності в ній тріщин і пор.

# 945; = * / * * z; # 945;<1 не плотная, не защищает от коррозии;

1<α<2,5 защита от коррозии обеспечивается; α>2,5 високу внутрішню напругу сприяє розтріскування і відшаровування оксидної плівки.

Жаростойкое легування: # 8710; (Легуючих)<∆ . Степень окисления: а) при избытке металла в оксиде основы: nлегир>n; Zn + 0.1-1% Al при 660К-швидкість корозії знижується в 100 раз; б) при нестачі металу в оксиді основи: nлегір

Захисні покриття: алитирование NH4Cl # 8213;> (1200K) NH3 + HCl; 2Al + 8HCl = 3H2 + 2AlCl3; AlCl3 + Fe = FeCl3 + Al; Плакірованіе: Сu + інконель (80% Ni, 14% Cr, 6% Fe). Жаростійкі емалі: ЕЖ-1000-SiO2, H3BO3, BaCO3, CaCO3, TiO2, ZnO. Тугоплавкі з'єднання: TiC, SiC.

Захисні атмосфери: Отримання: 1) дисоціацією 2NH3 (1000K) N2 + 3H2; 2) очищення технічного азоту від О2 90-96% N2, 10-4% H2; 3) генераторний процес-з деревного вугілля: CO + CO2 + N2; 4) часткове спалювання: NH3; CO + CO2 + H2 + H2O + N2.

Зменшення окислення металів: 1) спалювання палива з недоліком повітря при термообробці; 2) полегшення освіти на металі захисної плівки Mg + SO2 + CO2 # 8213;> MgSO4 + MgCO3; 3) захисні обмазки: 50% вогнетривкої глини + 20% магнезиту + 5-20% Na2B4O7 + 2-10% CaO + 1-2% NH4Cl; 4) введення в паливо, що містить V2O5, оксидів, що утворюють з ним тугоплавкі з'єднання і зменшують налипання золи: CaO, MgO, SiO2.