Азотная кислота (работа 1)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ



Факультет ______________________________

Кафедра________________________________









Курсовая работа



“Азотная кислота”













Выполнил:

студент Х-Б-Г факультета

Курс:

1

Проверил:

Группа:

16(2)

«_____»______________2001г.

Фамилия:

Лапшин Сергей















Тверь - 2001г.

Содержание:





Структура азотной кислоты



Азотная кислота имеет t>пл.>=–41,6ºC, t>кип>=–82,6ºC. Её плотность составляет 1,552 г/см3. С водой смешивается в любых соотношениях, образуя азеотроп (68,4% по массе HNO>3> t>кип>=121,9ºC)

В газовой фазе молекула азотной имеет плоское строение. Вращение группы ОН относительно NO>2> затруднено. В целом молекулу можно изобразить следующим образом:



Безводная азотная кислота



Азотная кислота, не содержащая воды, является безводной. В ней протекают следующие равновесные процессы:

Чистая азотная кислота самоионизированна:

,

причем мольная концентрация каждого вида частиц равна 0,51 моль/ л при -10ºC. В твердом состоянии молекула кислоты представляет собой гидроксид нитрония: .Интерес представляет собой взаимодействие азотной и серной кислот:

.

Отсюда видно, что азотная кислота амфотерна.

Дымящая азотная кислота



Азотную кислоту с концентрацией 97-99% часто называют дымящей. Дымящая азотная кислота при хранении разлагается:

Дымящая азотная кислота - сильный окислитель. Она способна поджечь скипидар и другие органические вещества.



Строение кислоты с МВС



Рассмотрим строение азотной кислоты с позиции метода валентных связей. Для этого посмотрим, какие орбитали принимают участие в образовании молекулы этой кислоты.

Таким образом азотную кислоту можно представить в виде:

Однако современные методы исследования показали, что строение кислоты таково:

Отсюда видно, что молекула азотной кислоты имеет делокализованные связи.

Нитроний-ион



Этот ион непосредственно возникает не только при ионизации самой азотной кислоты, но и в реакциях нитрования или в растворах окислов азота в этой кислоте и в других сильных кислотах.

Ранние физические измерения, выполненные известным ученым Ганчем, свидетельствовали об ионизации HNO>3> в серной кислоте:

HNO>3>+2H>2>SO>4>=H>3>NO>3>2++2HSO>4>-.

Поздние исследования, проведенные Хьюзом, Ингольдом и другими учеными, показали, что предложения Ганча не вполне верно. Так, скорость нитрования бензола возрастает в 1000 раз при переходе от 80%-ных к 90%-ным растворам H>2>SO>4>. Подобные кинетические данные по нитрованию в растворах серной кислоты, нитрометана, и ледяной уксусной кислоты были объяснены тем, что атакующей частицей является - ион:

Важность ионизации первого типа подтверждается тем, что добавление ионизированных нитратов к реакционной смеси замедляет реакцию. Процесс нитрования можно представить в виде:



Окончательным подтверждением существования ионов нитрония явилось выделением солей нитрония. Соли содержат линейный катион:



Длина связи N-O составляет 110 пм. Выделение солей нитрония происходит следующим образом:

(1)

(2)

(3)

Реакции (1) и (2) представляют собой, в действительности, просто реакции обмена, поскольку N>2>O>5> в твердом состоянии и в растворе безводных кислот существуют в виде ионов и . Реакция (3) представляет собой реакцию ангидрида кислоты c основанием .

Соли нитрония кристаллические вещества, термодинамически устойчивы, но химически очень активны. Они быстро гидролизуются влагой воздуха; кроме того, , например, бурно реагирует с органическими веществами, однако в растворе нитробензола его можно использовать для нитрования.

Соединения,содержащие нитроний-ион являются промежуточными соединениями при нитровании ароматических веществ.

С метода молекулярных орбиталей нитроний-ион выглядит так:











писок литературы:

  1. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. М.:Высшая школа 1975.

  2. Карапетьянц М.Х. Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия1994

  3. Коттон Ф. Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. том.2. М.: Мир.1969.

  4. Реми Г. Курс неорганической химии. том 1. М.: Мир.1972.

  5. Общая химия./Под редакцией Соколовской Е.М. и Гузея Л.С. М.: Московский университет.1989.

  6. Химический энциклопедический словарь/ редакцией И.Л.Кнунянца. М.: Московская энциклопедия. 1983.