Законы неорганической химии

Закон № 12
Азотная кислота реагирует с металлами с восстановлением азота (ОГЭ)

Э = любой химический элемент | Met = любой металл | Amet = любой неметалл
Amf = любой амфотерный элемент | Cat = любой катион | A = любой кислотный остаток
Щ = любой щелочной металл I группы | Hal2 = галоген (Cl, Br, I)
Oxi = окислитель | Red-Oxi = восстановленный окислитель
Red = восстановитель | Oxi-Red = окисленный восстановитель
Таблицы

Реагенты: металл и азотная кислота концентрированная или разбавленная

Что происходит: кислотный остаток азотной кислоты (азот) восстанавливается за счёт металла. В зависимости от концентрации азотной кислоты и положения металла в ряду напряжений получаются разные продукты. См. Иллюстрацию.

Чем активнее металл и чем более разбавлена азотная кислота, и чем выше температура, тем сильнее восстанавливается азот. Да и температура может играть роль. 

Варианты:

N4+O2

N2+O

N1+2O

N20

N3-H4+

И в реальности может быть смесь продуктов и могут быть разные продукты, зависящие от разной концентрации азотной кислоты и пр. В школьной химии - условно считается один продукт восстановления азотной кислоты, правда он бывает разный в разных источниках. crying

Продукты реакции: нитрат металла, вода и продукт восстановления азота (азот, оксиды азота или нитрат аммония). 

Исключения: Некторые металлы пассивируются концентрированной азотной кислотой при обычных условиях, но при повышенной температуре реакция идет. 

Подробно закон описан на иллюстрации.

Общая формула закона


Met + HNO3 = Met(NO3) + продукт восстановления азота + H2O



Примеры


Cu + 4 HNO3 конц. = Cu(NO3)2 + 2 N4+O2 + 2 H2O

 

Cu + 8 HNO3 разб. = 3 Cu(NO3)2 + 2 N2+O + 4 H2O

 

8 Na + 10 HNO3 конц. = 8 NaNO3 +  N21+O + 5 H2O

 

8 Na + 10 HNO3 конц. = 8 NaNO3 +  N21++ 5 H2O

 

10 Na + 12 HNO3 разб. = 10 NaNO3 +  N20↑ + 6 H2O

 

8 Na + 10 HNO3 очень разб. = 8 NaNO3 +  N3-H4NO3 + 3 H2O

Исключения


Те, что пассивируются холодной концентрированной азотной кислотой - с разбавленной дают NO

Fe +  4 HNO3 разб. =  Fe(NO3)3 +  NO +  2 H2O

Cr +  4 HNO3 разб. =  Cr(NO3)3 +  NO +  2 H2O

3 Co +  8 HNO3 разб. =  Cr(NO3)2 +  2 NO +  4 H2O

И никель, олово, свинец ведут себя как "после водорода"



(реакции приведены без коэффициентов)

HNO3 + Ni = Ni(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + Sn = Sn(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + Pb = Pb(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + Ag = AgNO3 + NO + H2O

HNO3 + Pd = Pd(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + K = KNO3 + N2O + H2O

HNO3 + Pt = нет

HNO3 + Mn = Mn(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Li = LiNO3 + N2O + H2O

HNO3 + Sr = Sr(NO3)2 + N2O + H2O

HNO3 + Ba = Ba(NO3)2 + N2O + H2O

HNO3 + Ni = Ni(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Pt = нет

HNO3 + Zn = Zn(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Al = Al(NO3)3 + NO2 + H2O

HNO3 + Mg = Mg(NO3)2 + N2O + H2O

HNO3 + Cr = нет

HNO3 + Fe = нет

HNO3 + Cd = Cd(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Al = нет

HNO3 + Au = нет

HNO3 + Bi = Bi(NO3)3 + NO2 + H2O

HNO3 + Hg = Hg(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Co = нет

HNO3 + Ni = нет

HNO3 + Sn = Sn(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Pb = Pb(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Ag = AgNO3 + NO2 + H2O

HNO3 + Pd = Pd(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Pt = нет

HNO3 + Au = нет

HNO3 + Cr = Cr(NO3)3 + NO2 + H2O

HNO3 + Fe = Fe(NO3)3 + NO2 + H2O

HNO3 + Co = Co(NO3)2 + NO2 + H2O

HNO3 + Na = NaNO3 + N2O + H2O

HNO3 + Mn = Mn(NO3)2 + N2O + H2O

HNO3 + Ca = Ca(NO3)2 + N2O + H2O

HNO3 + Li = LiNO3 + NH4NO3 + H2O

HNO3 + Mg = Mg(NO3)2 + N2O + H2O

HNO3 + Fe = Fe(NO3)3 + NO + H2O

HNO3 + K = KNO3 + NH4NO3 + H2O

HNO3 + Ba = Ba(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

HNO3 + Ca = Ca(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

HNO3 + Na = NaNO3 + NH4NO3 + H2O

HNO3 + Cd = Cd(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + Co = Co(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + Cr = Cr(NO3)3 + NO + H2O

HNO3 + Al = Al(NO3)3 + N2O + H2O

HNO3 + Sr = Sr(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

HNO3 + Zn = Zn(NO3)2 + N2O + H2O

HNO3 + Sb = Sb(NO3)3 + NO + H2O

HNO3 + Cs = CsNO3 + N2O + H2O

HNO3 + Bi = Bi(NO3)3 + NO + H2O

HNO3 + Au = нет

HNO3 + Cs = CsNO3 + NH4NO3 + H2O

HNO3 + Rb = RbNO3 + N2O + H2O

HNO3 + Sb = Sb(NO3)3 + NO2 + H2O

HNO3 + Hg = Hg(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 + Rb = RbNO3 + NH4NO3 + H2O