Những điều cần biết về Axit nitric và các ứng dụng quan trọng của axit

Những điều cần biết về Axit nitric và các ứng dụng quan trọng của axit

Axit nitric là một axit phổ biến và được sử dụng khá nhiều trong các phản ứng hóa học. Để biết được tính chất hóa học và công dụng của loại axit đặc biệt này, mời các bạn theo dõi bài viết dưới đây nhé!

I. Định nghĩa Axit nitric

    1. Axit nitric là gì?

• Chất không màu, tan mạnh trong nước và thường tồn tại dưới dạng lỏng (C < 65%).
• Màu dung dịch hơi vàng do \(HNO_3\) bị phân hủy chậm: \(4HNO_3 → 4NO_2 + 2H_2O + O_2 →\) phải đựng dung dịch \(HNO_3\) trong bình tối màu.
• Đổi màu quỳ sang màu đỏ
• Phản ứng với kim loại sau H trong bảng tuần hoàn tạo khí có màu nâu.

Công thức liên quan:

•  Công thức giải nhanh trắc nghiệm phần vô cơ
•  Công thức giải nhanh trắc nghiệm phần hữu cơ

    2. Axit nitric và muối Nitrat

Muối Nitrat:

• Muối amoni là muối của axit nitric.
• Công thức tổng quát: \(M(NO_3)_n.\)
• Tính vật lý: hầu hết tan trong nước, \(M(NO_3)_n → M_n^+ + nNO3^-\)
• Tính hóa học: 

- Phản ứng với axit tạo ra muối mới + axit mới: \(Ba(NO_3)_2 + H_2SO_4 → BaSO_4 + 2HNO_3\)

- Phản ứng với Bazo tạo ra muối mới + bazơ mới: \(Mg(NO_3)_2 + 2NaOH → Mg(OH)_2 + 2NaNO_3\).

- Phản ứng với dung dịch muối tạo ra 2 muối mới: \(Mg(NO_3)_2 + Na_2CO_3 → MgCO_3 + 2NaNO_3\)

- Phản ứng với kim loại có tính khử mạnh hơn kim loại trong muối tạo ra muối mới + kim loại mới.: \(Cu + 2AgNO_3 → Cu(NO_3)_2 + 2Ag\).

- Bị nhiệt phân

- Nếu tác dụng với axit kim loại đứng trước Mg tạo ra muối nitrit và khí oxi: \(M(NO_3)_n → M(NO_2)_n + \dfrac{n}{2}O_2\)

Ví dụ: \(NaNO_3 → NaNO_2 + \dfrac{1}{2}O_2\)

- Nếu tác dụng với axit kim loại trung bình (từ Mg đến Cu) tạo ra oxit kim loại \(+ NO_2 + O_2 \ ví \ dụ \ :2M(NO_3)_n → M_2O_n + 2nNO_2 + \dfrac{n}{2}O_2\)

Ví dụ: \(2Cu(NO_3)_2 → 2CuO + 4NO_2 + O_2\)

- Nếu muối kim loại sau Cu tạo ra kim loại \(+ NO_2 + O_2\)

\(M(NO_3)_n → M + nNO_2 + \dfrac{n}{2}O_2 \ ví \ dụ \ : AgNO_3 → Ag + NO_2 + \dfrac{1}{2}O_2\)

- Chú ý: Một số muối theo quy luật như trên như \(Fe(NO_3)_3, NH_4NO_3\)… Có tính oxi hóa rất như axit nitric: \(3Cu + 8HCl + 2KNO_3 → 3CuCl_2 + 2KCl + 2NO + 4H_2O\)

II. Tính chất hóa học

• Axit nitric là axit cực mạnh

- Tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) tạo thành muối + nước: \( 2HNO_3 + CuO → Cu(NO_3)_2 + H_2O\)

- Tác dụng với bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) tạo ra muối + nước: \(2HNO_3 + Mg(OH)_2 → Mg(NO_3)_2 + 2H_2O\)

- Tác dụng với muối (trong muối kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) tạo thành muối mới + axit mới: \(2HNO_3 + CaCO_3 → Ca(NO_3)_2 + CO_2 + H_2O\).

- Đổi màu quỳ sang đỏ.

• là chất oxi hóa mạnh

- Axit nitric tác dụng với kim loại: tạo ra phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat + nước và sản phẩm khử của N+5 (\(NO_2, NO, N_2O, N_2 \ và \ NH_4NO_3\)).

\(M + HNO_3 → M(NO_3)_n + H_2O + NO_2 (NO, N_2O, N_2, NH_4NO_3)\)

+ Với nồng độ khác nhau thì sản phẩm khử của N+5 là khác nhau. Thông thường thì dung dịch đặc tạo ra \(NO_2\), dung dịch loãng tạo ra NO.

+ Dung dịch axit càng loãng, kim loại càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu:

\(Cu + 4HNO_3 → Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O \\Fe + 4HNO_3 \ loãng → Fe(NO_3)_3 + NO + 2H_2O \\8Na + 10HNO_3 → 8NaNO_3 + NH_4NO_3 + 3H_2O.\)

+ Chú ý: Nếu cho Fe hoặc hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dung dịch \(HNO_3\) mà sau phản ứng còn dư kim loại suy ra trong dung dịch Fe thu được chỉ ở dạng muối \(Fe _2^{+}\). \(HNO_3\) đặc nguội sẽ không gây ra phản ứng với một số kim loại như \(Al, Fe, Cr...\)

Tác dụng với phi kim \(→ NO_2 + H_2O\) + oxit của phi kim:

\(C + 4HNO_3 → CO_2 + 4NO_2 + 2H_2O\\ S + 4HNO_3 → SO_2 + 4NO_2 + 2H_2O \\P + 5HNO_3 → H_3PO_4 + 5NO_2 + H_2O\)

Phản ứng với các chất như oxit bazơ, bazơ và muối mà chưa phải là hóa trị cao nhất thì xảy ra phản ứng:

\(4HNO_3 + FeO → Fe(NO_3)_3 + NO_2 + 2H_2O\\ 4HNO_3 + FeCO_3 → Fe(NO_3)_3 + NO_2 + 2H_2O + CO\)

• Điều chế:

- Trong công nghiệp:

\(NH_3 → NO → NO_2 → HNO_3 \\4NH_3 + 5O_2 → 4NO + 6H_2O (Pt, 850^0 C)\)

\(2NO + O_2 → 2NO_2 \\4NO_2 + O_2 + 2H_2O → 4HNO_3 \)

- Trong phòng thí nghiệm: \(H_2SO_4 \ đặc + NaNO_3 \ tinh \ thể → HNO_3 + NaHSO_4\)

III. Bài tập Axit nitric và muối Nitrat

1) Khi nhiệt phân muối \(KNO_3\) thu được các chất:

A. \(KNO_2, N_2 \ và \ NO_2\)

B. \(KNO_2 \ và \ NO_2\)

C. \(KNO_2 \ và \ O_2\)

D. \(KNO_2, N_2 \ và \ O_2\)

2) Dãy chuyển hóa nào sau đây có thể thực hiện được?

A. \(KNO_3\rightarrow Cu(NO_3)_2\rightarrow NO_2 \rightarrow NaNO_3\rightarrow NaNO_2\)

B. \(KNO_3\rightarrow HNO_3\rightarrow Cu(NO_3)_2\rightarrow NO_2\rightarrow NaNO_2\)

C. \(KNO_3\rightarrow HNO_3\rightarrow Cu(NO_3)_2\rightarrow NO_2\rightarrow NaNO_3\rightarrow NaNO_2\)

D. \(KNO_3\rightarrow NaNO_3\)

3) HNO3 loãng thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất nào dưới đây

A. \(Cu.\)

B. \(CuO.\)

C. \(Cu(OH)_2.\)

D. \(CuF_2\)

IV. Ứng dụng của Axit nitric

Axit nitric là thành phần không thể thiếu trong phân đạm. Bên cạnh đó, nó  còn được dùng trong sản xuất dược phẩm, thuốc nổ, thuốc nhuộm.

Với những kiến thức tổng hợp trên hy vọng rằng nó đã giúp bạn giải đáp phần nào về cách làm bài tập về axit nitric. Để học tập thật tốt hãy đầu tư thời gian vào làm bài cũng như trau dồi các kiến thức hơn nhé. Chúng tôi tin chắc rằng chúng sẽ không làm khó được bạn đâu. Chúc các bạn thành công!