Một trong những phản ứng hóa học đáng chú ý là tác dụng của kim loại với axit nitric (HNO3).Axit nitric là một axit mạnh có khả năng oxi hóa cao, và sự tương tác của nó với các kim loại mang lại những hiện tượng thú vị. Trong bài viết này, hãy cùng khám phá cách kim loại tác dụng với HNO3 và điều kiện cần thiết để xảy ra phản ứng này .
kim loại tác dụng với hno3 .Quá trình tác dụng giữa kim loại và axit nitric mang lại những hiện tượng hóa học đa dạng, từ quá trình oxi hóa kim loại, tạo các muối nitrat, cho đến quá trình khử và giải phóng khí nitơ. Trong bài viết này, hãy cùng hamhochoi.net khám phá cách kim loại tác dụng với HNO3 và điều kiện cần thiết để xảy ra phản ứng này.
Giới thiệu đôi nét về axit nitric (HNO3)
Axit nitric (HNO3) là một chất hóa học quan trọng và phổ biến trong lĩnh vực hóa học. Đây là một axit mạnh có khả năng tác động mạnh lên các chất khác, bao gồm cả kim loại. Axit nitric thường được sản xuất công nghiệp để sử dụng trong các ứng dụng rộng rãi, bao gồm sản xuất phân bón, chất tẩy rửa và thuốc nhuộm.
Axit nitric có màu vàng hoặc không màu và có mùi khá khó chịu. Nó có tính ăn mòn cao và có thể gây cháy khi tiếp xúc với các chất dễ cháy. Trên thực tế, axit nitric được xem là một chất oxi hóa mạnh và có khả năng oxi hóa các chất khác, kể cả kim loại, trong quá trình phản ứng hóa học.
Kim loại tác dụng với hno3 như thế nào
Axit nitric (HNO3) có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại, tạo ra muối nitrat, kể cả đối với các kim loại có tính khử yếu như đồng (Cu) và bạc (Ag), trừ trường hợp của bạch kim (Pt) và vàng (Au). Trong quá trình phản ứng này, kim loại bị oxi hóa đến mức tối đa. Kết quả của phản ứng sẽ tạo ra NO2(+4) khi sử dụng HNO3 đặc và NO(+2) khi sử dụng HNO3 loãng.
Tuy nhiên, nhôm (Al), sắt (Fe) và crom (Cr) có tính chất thụ động đối với axit nitric đặc và lạnh. Điều này xảy ra do hình thành một lớp màng oxit bền trên bề mặt kim loại, bảo vệ chúng khỏi quá trình oxi hóa tiếp tục. Chính vì lí do này, bình nhôm hoặc sắt được sử dụng để chứa axit nitric đặc mà không bị tác động tiêu cực.
Phương trình phản ứng:
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O (nhiệt độ)
Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
ví dụ :
3HNO3 + 2Al → 2Al(NO3)3 + 3H2O
8HNO3 + 3Fe → 3Fe(NO3)2 + 4H2O + 2NO
HNO3 + Zn → Zn(NO3)2 + H2O
4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2
HNO3 + Pb → Pb(NO3)2 + H2O
Những kim loại tác dụng với HNO3 loãng
Khi các loại kim loại tương tác với dung dịch axit nitric (HNO3) loãng, sẽ tạo thành các sản phẩm khử khác nhau, phụ thuộc vào tính khử của từng kim loại.
Kim loại có tính khử mạnh như magiê (Mg), nhôm (Al), kẽm (Zn) và crom (Cr): Khi các kim loại này tác động vào dung dịch axit nitric loãng, sản phẩm khử tạo thành có thể là nitơ đơn chất (NO), nitơ oxit (N2O), nitơ (N2) và amoni (NH4+).
Ví dụ:
10Al + 36HNO3 (loãng) -> 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 4Mg + 10HNO3 (loãng) -> 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 5H2O
Kim loại có tính khử trung bình và yếu như sắt (Fe), đồng (Cu) và bạc (Ag): Khi các kim loại này tác động vào dung dịch axit nitric loãng, sản phẩm khử tạo thành là nitơ đơn chất (NO).
Ví dụ: 3Cu + 8HNO3 (loãng) -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Những kim loại tác dụng với HNO3 đặc
Khi các kim loại tương tác với dung dịch axit nitric (HNO3) đặc, quá trình phản ứng sẽ tạo ra sản phẩm khử chính là oxit nitơ (NO2).
Ví dụ:
- Magiê (Mg) + 4 phần tử axit nitric đặc (HNO3) -> Magiê nitrat (Mg(NO3)2) + 2 phần tử oxit nitơ (NO2) + 2 phần tử nước (H2O).
- Sắt (Fe) + 4 phần tử axit nitric đặc, nóng (HNO3) -> Sắt nitrat (Fe(NO3)3) + phân tử oxit nitơ (NO2) + 2 phần tử nước (H2O).
Lưu ý: Ba kim loại sắt (Fe), nhôm (Al) và crom (Cr) không tác động với dung dịch axit nitric đặc và lạnh (bị thụ động hóa).
Các ứng dụng thực tế của tương tác kim loại- HNO3
Phòng thí nghiệm
Acid nitric tham gia nhiều phản ứng hoá học, được dùng là thuốc thử chính cho quá trình nitrat hóa và đóng vai trò tác nhân oxy hóa mạnh.
Sử dụng trong trường học để tiến hành các thí nghiệm liên quan đến việc thử clorit. Cho HNO3 tác dụng với mẫu thử rồi cho AgNO3 để tìm kết tủa AgCl.
Trong công nghiệp
Axit nitric (HNO3) với nồng độ từ 0,5-2% được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong lĩnh vực phân tích hóa học, axit nitric được sử dụng để xác định sự có mặt của kim loại trong dung dịch. Kỹ thuật sử dụng axit nitric trong phân tích gọi là ICP-MS (Phổ phân tích đa nguyên tố với plasma) và ICP-AES (Phổ phân tích phát xạ với plasma). Đây là các phương pháp quan trọng để xác định thành phần nguyên tố trong mẫu.
Ngoài ra, axit nitric còn có ứng dụng trong ngành luyện kim, xi mạ và tinh lọc. Khi kết hợp với axit clorua, axit nitric tạo thành dung dịch nước cường toan, có khả năng hòa tan các kim loại quý như bạch kim và vàng.
Axit nitric cũng được sử dụng trong sản xuất các chất hữu cơ, bột màu, sơn, thuốc nhuộm vải và thuốc tẩy màu. Nó được sử dụng để sản xuất nitrobenzen, là chất tiền sử dụng trong sản xuất anilin và các dẫn xuất anilin, có ứng dụng quan trọng trong sản xuất bọt xốp polyuretan, sợi aramid và dược phẩm.
Ở nồng độ thấp, axit nitric được sử dụng để tạo màu cho gỗ thông và cây maple nhân tạo. Màu sắc tạo ra tương tự như gỗ đã qua xử lý hoặc gỗ hoàn thiện.
Axit nitric cũng được sử dụng như một chất trung gian trong sản xuất bọt xốp polyuretan mềm và các sản phẩm polyuretan khác, bao gồm chất kết dính, chất phủ bề mặt và chất đàn hồi. Nó cũng được sử dụng để tẩy rửa ống và bề mặt kim loại trong các nhà máy sản xuất sữa.
Trong ngành phân bón, axit nitric được sử dụng để sản xuất phân đạm và các muối nitrat như KNO3, Ca(NO3)2, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng.
Kim loại tác dụng với hno3 theo các phản ứng khác nhau, tạo ra các sản phẩm khử như Nitơ (N2), Nitơ Đioxide (NO2), Amoni (NH4) và muối nitrat tương ứng. Các kim loại có tính khử mạnh như Magie, Nhôm, Kẽm và Crom tạo ra các sản phẩm khử đa dạng .những kiến thức trên mà chúng tôi đã chia sẻ trong bài viết này sẽ thật sự hữu ích và ý nghĩa đối với bạn.
Xem thêm bài viết:
Nhận biết các chất sau bằng phương pháp hóa học – Một số cách nhận biết hiệu quả
Các chất điện li yếu, sự điện li là gì? phân loại các chất điện li mạnh yếu
Cuối cùng, xin cảm ơn vì đã theo dõi và ủng hộ bài viết này của chúng tôi!
