1. Окислительные свойства азотной кислоты

Азотная кислота ${\mathit{HNO}}_3$ — это сильная кислота и сильный окислитель. Ей характерны реакции с аммиаком, основными и амфотерными оксидами, основаниями, амфотерными гидроксидами, а также реакции обмена с солями, протекающие с образованием газа или слабого электролита.

 

Особенностью азотной кислоты являются сильные окислительные свойства за счёт кислотного остатка. В ОВР ${\mathit{HNO}}_3$ восстанавливается с образованием разных веществ, содержащих азот в степенях окисления от \(+4\) до \(-3\).

 

Cостав продуктов восстановления азота зависит от силы восстановителя и концентрации кислоты (разбавленная кислота восстанавливается глубже, чем концентрированная).

 

Окислительные свойства азотная кислота проявляет в реакциях с простыми веществами (металлами и неметаллами), а также со сложными веществами.

Азотная кислота реагирует со всеми металлами, кроме благородных (золота, платины).

 

В общем виде схему реакции можно записать так:

 

$\mathit{Me}+{\mathit{HNO}}_3\to {\mathit{Me}({\mathit{NO}}_3)}_x+H_{2}O+X,$ где \(X\) — продукт восстановления кислоты.

 

В реакциях концентрированной азотной кислоты с неактивными металлами, расположенными в ряду активности за водородом, преимущественно образуется оксид азота(\(IV\)) ${\mathit{NO}}_2$:

 

 

Если кислота разбавленная, то основной продукт восстановления — оксид азота(\(II\)) $\mathit{NO}$.

 

 

В реакциях с металлами, находящимися в ряду активности до водорода, возможно образование разных продуктов. Чем активнее металл и чем более разбавлена кислота, тем глубже степень восстановления азота. Например, в реакции с магнием могут образоваться оксид азота(\(I\)) $N_{2}O$, азот $N_2$ и нитрат аммония ${\mathit{NH}}_4{\mathit{NO}}_3$:

 

 

 

 

Обычно в таких реакциях образуется не один продукт, а их смесь.

 

Пассивация металла происходит из-за образования на его поверхности слоя соединений, который препятствует дальнейшему протеканию реакции. Если кислоту нагреть, то защитный слой разрушается и металл начинает быстро окисляться. Например, железо при повышенной температуре окисляется азотной кислотой до ${\mathit{Fe}}^{+3}$:

 

 

При составлении уравнений реакций металлов с азотной кислотой можно обратиться к таблице, в которой приведены основные продукты восстановления кислоты.

 

Азотная кислота окисляет серу, уголь, фосфор, йод. Если для реакции используется концентрированная кислота, то образуется ${\mathit{NO}}_2$; если разбавленная — то $\mathit{NO}$. Неметалл обычно окисляется до максимальной степени окисления (йод — до \(+5\)); образуются кислоты. Примеры реакций:

 

 

 

 

При действии азотной кислоты на уголь выделяется углекислый газ, так как угольная кислота неустойчивая:

 

 

Азотная кислота окисляет ионы неметаллов в низших степенях окисления. Например, идут реакции с бромоводородом и йодоводородом, а также с бромидами и йодидами (но не с соединениями фтора и хлора):

 

 

 

Концентрированная азотная кислота окисляет также катионы металлов в промежуточных степенях окисления. Например, соединения железа(\(II\)) окисляются до трёхвалентного состояния: