一、硝酸的化学性质

硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸,属于一元无机强酸,是六大无机强酸之一,也是一种重要的化工原料,化学式为HNO3,其水溶液俗称硝镪水或氨氮水。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等;在有机化学中,浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。所属的危险符号是O(Oxidizing agent 氧化剂)与C(Corrosive 腐蚀品)[1]。硝酸的酸酐是五氧化二氮(N2O5)。

自然界生成

1.一氧化氮的生成:N2 + O2=闪电=2NO

2.二氧化氮的生成:2NO+ O2=2NO2

3.生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸:3NO2+ H2O=2HNO3+ NO

4.有些海鞘(Ciona intestinalis)也能分泌硝酸御敌[4]

分子结构

硝酸分子为平面共价分子,中心氮原子sp2杂化,未参与杂化的一个p轨道与两个端氧形成三中心四电子键[5] 。硝酸中的羟基氢与非羟化的氧原子形成分子内氢键,这是硝酸酸性不及硫酸、盐酸,熔沸点较前两者低的主要原因[6] 。

共2张

硝酸分子的结构

键长:

O-N:119.9pmO'-N:121.1pm

O-H:96.4pm

N-OH:140.6pm键角:

O'-N-O:130.27°

O-N-OH:113.85°O'-N-OH:115.88°N-O-H:102.2°

物理性质

纯硝酸为无色透明液体,浓硝酸为淡黄色液体(溶有二氧化氮),正常情况下为无色透明液体,有窒息性刺激气味。浓硝酸含量为68%左右,易挥发,在空气中产生白雾(与浓盐酸相同),是硝酸蒸汽(一般来说是浓硝酸分解出来的二氧化氮)与水蒸汽结合而形成的硝酸小液滴。露光能产生二氧化氮,二氧化氮重新溶解在硝酸中,从而变成棕色。有强酸性。能使羊毛织物和动物组织变成嫩黄色。能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应。能与水混溶。能与水形成共沸混合物。相对密度(d204)1.41,熔点-42℃(无水)[7] ,沸点120.5℃(68%)。对于稀硝酸, 一般我们认为浓稀之间的界线是6mol/L,市售普通试剂级硝酸浓度约为68%左右,而工业级浓硝酸浓度则为98%,通常发烟硝酸浓度约为98%。[8]

二、硝酸有哪些化学性质?

①硝酸是强酸,具有酸类通性:

CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O,

Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2O

Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2↑,

NH3+HNO3=NH4NO3

②不稳定性:浓度很大的硝酸在常温下见光易分解,

4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑

硝酸越浓越易分解、分解出的NO2,又溶于硝酸,使浓硝酸常呈棕黄色

③强氧化性:能跟大多数金属(Au、铂等除外)和许多非金属发生氧化还原反应。浓硝酸一般还原成NO2,稀硝酸一般还原成NO,还可跟许多有还原性的化合物发生氧化还原反应

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

C+4HNO3(浓)2H2O+CO2↑+4NO2↑

S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O

3H2S+2HNO3(稀)=4H2O+2NO↑+3S↓

3K2S+8HNO3(稀)=6KNO3+3S↓+2NO↑+4H2O

3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O

(硝酸呈酸性又显氧化性)

⑤硝酸酯化反应:

注:

三、硝酸的性质是什么?

硝酸的性质如下:

物理性质:纯硝酸为无色透明液体,浓硝酸为淡黄色液体,正常情况下为无色透明液体,有窒息性刺激气味。浓硝酸含量为68%左右,易挥发,在空气中产生白雾,是硝酸蒸汽与水蒸汽结合而形成的硝酸小液滴。能与水混溶。能与水形成共沸混合物。

化学性质:具有不稳定性、强酸性、还能发生酯化反应。

发现历史

公元八世纪,阿拉伯炼金术士贾比尔·伊本·哈扬(Jabir ibn Hayyan)在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸,这是人类关于硝酸最早的记录。同时,他也是硫酸和王水的发现者。

1905年,挪威出现了电弧法生产硝酸的工厂,这是历史上最早的硝酸工业化尝试。

1908年,德国建成了以铂网为催化剂的日产能力3吨的硝酸厂。

1913年,合成氨问世,氨氧化法生产硝酸开始进入工业化阶段,至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。

以上内容参考:百度百科-硝酸