Азотная кислота

Азотная кислота HNO₃ в чистом виде — бесцветная жид­кость с резким удушливым запахом. В небольших количествах она образуется при грозовых разрядах и присутствует в дождевой воде.

Под действием света азотная кислота частично разлагается с выделением NО₂ и за cчет этого приобретает светло-бурый цвет:

4НNО₃ = 4NО₂ + 2Н₂О + О₂.

Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот и для нее характерны все реакции, в которые вступают кисло­ты, — с основаниями, основными оксидами и т.д.

Специфическим же свойством азотной кислоты является ее ярко выраженная окислительная способность. Сущность окисле­ния различных веществ азотной кислотой заключается в том, что ион NО₃ , имеющий в своем составе азот в степени окисления +5, в зависимости от условий (концентрации кислоты, природы вос­становителя, температуры) может принимать от одного до восьми электронов. Восстановление аниона NО₃^— в связи с этим может протекать до различных веществ:

NO₃^— + 2H⁺ + 1e → NO₂ + H₂O, (1)

NO₃^— + 4H⁺ + 3e → NO + 2H₂O, (2)

2NO₃^— + 10H⁺ + 8e → N₂O + 5H₂O, (3)

2NO₃^— + 12H⁺ + 10e → N₂ + 6H₂O, (4)

NO₃^— + 10H⁺ + 8e → NH₄⁺ + 3H₂O. (5)

При прочих равных условиях образование тех или иных про­дуктов восстановления азотной кислоты зависит от концентра­ции. Азотная кислота обладает окислительной способностью при любой концентрации, при этом, однако, чем концентрированнее НNО₃, тем менее глубоко она восстанавливается.

С одним и тем же восстановителем, например цинком, кисло­та, если она концентрированная, будет обязательно реагировать по схеме (1) с выделением NО₂; если НNО₃ разбавленная, то она может взаимодействовать с Zn по любой схеме (2)-(5), в зависимости от степени разбавления.

Азотная кислота взаимодействует со всеми металлами, за ис­ключением Аu, Рt, W. Концентрированная НNО₃ не взаимодей­ствует при обычных условиях также с Fе, Аl и Сr, которые она пассивирует, однако при очень сильном нагревании НNО₃ вза­имодействует и с этими металлами.

Большинство неметаллов и сложных веществ восстанавли­вают HNO₃, как правило, до NO (реже до NО₂):

ЗР + НNО₃ + 2Н₂О = 3Н₃РО₄ + NО,

S + 2НNО₃ = Н₂SО₄ + 2NО,

3C + 4НNО₃ = 3СО₂ + 4NО + 2Н₂О,

ZnS + 8НNО_3(конц) = ZnSО₄ + 8NО₂ + 4Н₂O,

 6НCl + 2НNO_3(конц) = 3Сl₂ + 2NО + 4Н₂О. (6) . 

С помощью концентрированной НNО₃ можно растворить даже золото. Для этого нужно взять смесь из одного объема концентрированной НNО₃ и трех объемов концентрированной соляной кислоты (такую смесь называют царской водкой):

Аu + НNО₃ + 4НСl = Н[АuСl₄] + NO + 2Н₂О.

Действие царской водки объясняется тем, что концентриро­ванная НNО₃ окисляет НСl по реакции (6) до свободного хлора, который в момент выделения является очень сильным окислителем. Поэтому при растворении металлов в царской водке получаются не соли азотной кислоты, а соответствующие хлори­ды.