Вопросы
Презентация на тему производство азотной кислоты. Презентация на тему "азотная кислота"

Презентация на тему производство азотной кислоты. Презентация на тему "азотная кислота"

Азотная кислота и её соли

Подготовила учитель химии КОУ ВО «ЦЛПДО» Саврасова М.И.

Вспомните!

Какие степени окисления проявляет азот в своих оксидах?
Какие окислы азота вы знаете?
Расскажите о N2O, NO, NO2?
Какое из этих соединений азота наиболее важное с точки зрения хозяйственного производственного значения?

Изучение свойств азотной кислоты,
Её значения в хозяйственной деятельности человека.

Строение молекулы

HNO3 – молекулярная формула

Физические свойства азотной кислоты

Рассмотрите выданные вам образцы азотной кислоты.
Проверьте цвет, прозрачность, растворимость в воде. Запишите наблюдения в тетрадь.

Химические свойства азотной кислоты

Очень сильная кислота
В водном растворе диссоциирует:
Н NO3 ↔NO3 + H
Взаимодействует:
С металлами
Cu +4HNO3 = Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
С оксидами металлов:
CuO + 2HNO3= Cu(NO3)2 +H2O
С гидроксидами металлов
Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O

Особые свойства

Cu +4HNO3 = Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
При нагревании выделяется бурый газ, он ядовит для человека.

Качественная реакция на нитрат ионы

Производство азотной кислоты

Окисление азота воздуха.
Доокисление оксида азота+2 в оксид азота +4
Получение азотной кислоты.

Составьте уравнения соответствующих реакций.

Применение азотной кислоты

Взрывчатые вещества

Лекарства

Азотная кислота

Искусственные волокна

Красители

Удобрения

Нитраты

NaNO3
NH4NO3
Ca (NO3)2
Соли азотной кислоты называются ещё селитрами. Они применяются при производстве спичек, пороха, удобрений.

Закрепление

2KNO3 →2KNO2 +O2
Качественная реакция на нитраты.
Решите правильно или неправильно предложенное Вам выссказывание:
1. Азотная кислота тяжёлая плохо растворимая в воде жидкость.
2.Азотная кислота жёлтоватая жидкость хорошо растворимая в воде.

Закрепление

3. Азотная кислота образует соли – нитриты.
4. Азотная кислота образует соли- нитраты.
5. В азотной кислоте азот +5.
6. В азотной кислоте азот +4.
7.Азотная кислота не реагирует с металлами после водорода.

Закрепление

8. Азотная кислота не реагирует с любыми металлами.

9. Азотная кислота реагирует с оксидами металлов.

10. Азотная кислота реагирует с основаниями.

11.Азотная кислота реагирует с солями.

12. Азотную кислоту можно обнаружить по реакции её с медью.

13. Азотную кислоту можно узнать по взаимодействию её с углём.

Проверьте свои знания:

Правильные ответы:
1,4,5, 9,10,11,12.

Домашнее задание

§29 упражнения 1-4

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Это вещество было описано арабским химиком в VIII веке Джабиром ибн Хайяном (Гебер) в его труде «Ямщик мудрости», а с ХV века это вещество добывалось для производственных целей. - Благодаря этому веществу русский учёный В.Ф. Петрушевский в 1866 году впервые получил динамит. - Это вещество – прародитель большинства взрывчатых веществ (например, тротила, или тола). - Это вещество является компонентом ракетного топлива, его использовали для двигателя первого в мире советского реактивного самолёта БИ – 1. - Это вещество в смеси с соляной кислотой растворяет платину и золото, признанное «царём» металлов. Сама смесь, состоящая из 1-ого объёма этого вещества и 3-ёх объёмов соляной кислоты, называется «царской водкой».

НЕМНОГО ИСТОРИИ Монах-алхимик Бонавентура в 1270 году в поисках универсального растворителя «алкагеста» решил нагреть смесь железного купороса с селитрой. Сосуд, в котором была смесь, вскоре наполнился красно-бурым «дымом». Монах в изумлении застыл, затем убрал огонь и увидел, как в колбу-приемник стала капать желтоватая жидкость. Она действовала на все металлы, даже на серебро и ртуть. Алхимики думали, что сидящий в жидкости рыжий дым является демоном, управляющим одной из стихий природы – водой. Поэтому желтоватую жидкость называли «крепкой водой» или «крепкой водкой». Это название сохранилось до времен М. В. Ломоносова. Как сейчас называют это вещество?

2 FeSO 4 · 7Н 2 О + 4 КNO 3 = Fe 2 О 3 + 2 К 2 SO 4 + 2НNO 3 +13Н 2 О + 2NO 2

АЗОТНАЯ КИСЛОТА

HNO 3 – азотная кислота Физические свойства 1. Молярная масса 63,016 г/моль 2. Бесцветная жидкость с резким запахом, «дымит» на воздухе, Т кип. = 86 3. Хорошо растворима в воде (сильная одноосновная кислота) 4. Молекула имеет плоскую структуру 5. Валентность (N)=IV 6. Степень окисления (N)=+5

Химические свойства Общие с другими кислотами Специфические

1) Изменяет цвет индикаторов (диссоциация) HNO 3  2) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами CuO+2HNO 3  3) Взаимодействие с основаниями и аммиаком KOH+HNO 3  NH 3 +HNO 3  4) Взаимодействие с солями Na 2 CO 3 +2HNO 3  Общие с другими кислотами

Специфические свойства – взаимодействие с металлами ЗАПОМНИ! При взаимодействии азотной кислоты любой концентрации с металлами водород никогда не выделяется. Продукты зависят от металла и концентрации кислоты.

Разбавленная

Концентрированная

Взаимодействие с неметаллами При взаимодействии с неметаллами образуется кислота, в которой у неметалла высшая степень окисления, и продукт по схеме: NO не Me + HNO 3 NO 2 P+5HNO 3 (к.)  H 3 PO 4 +5NO 2 +H 2 O 3P+5HNO 3 (р) + 2H 2 O  3H 3 PO 4 +5NO

Действие на органические вещества Белки при взаимодействии с конц.азотной кислотой разрушаются и приобретают жёлтую окраску. Под действием азотной кислоты воспламеняются бумага, масло, древесина, уголь.

Смесь концентрированных азотной и соляной кислот (соотношение по объему 1:3) называется царской водкой; она растворяет даже благородные металлы. Смесь HNO 3 концентрации 100% и H 2 SO 4 концентрации 96% при их соотношении по объему 9:1 называют меланжем.

Использование Производство: NH 4 NO 3 минеральных удобрений нитратов Na, К, Са и др. в гидрометаллургии получение ВВ, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , ароматических нитросоединений, красителей, ракетного топлива. травление металлов, получение полупроводников

Процесс производства разбавленной азотной кислоты 1. конверсии аммиака с целью получения оксида азота 4NH 3 + 5О 2 4NO + 6Н 2 О 2. окисления оксида азота до диоксида азота 2NO + О 2 2NO 2 3. абсорбции оксидов азота водой при избытке кислорода 4NO 2 + О 2 + 2Н 2 О 4HNO 3

Производство азотной кислоты по схеме АК-72 положен замкнутый энерготехнологический цикл с двухступенчатой конверсией аммиака и охлаждением нитрозных газов под давлением 0,42 - 0,47 МПа абсорбцией оксидов азота при давлении 1,1 - 1,26 МПа продукция выпускается в виде 60%-ной HNO 3

Оптимальные условия окисления окиси азота (IV) 2NO + O 2 = 2NO ,92 ккал При понижении температуры и повышении давления газа равновесие реакции смещается вправо.

Перспективы развития азотно-кислотного производства Исключительное значение азотной кислоты для многих отраслей народного хозяйства и оборонной техники и большие объёмы производства обусловили интенсивную разработку эффективных и экономически выгодных направлений совершенствования азотно-кислотного производства.

Общие научные принципы Использование теплоты химических реакций Теплообмен, утилизация теплоты реакций Защита окружающей среды и человека Автоматизация вредных производств, герметизация аппаратов, утилизация отходов, нейтрализация выбросов в атмосферу Механизация и автоматизация производства Принцип непрерывности Механизация и автоматизация производства

Экологические проблемы азотно-кислотного производства Решения: - Применение соответствующих материалов для изготовления аппаратуры, коммуникаций, соединений, вентилей, задвижек, прокладок, сальников. - Тщательный монтаж аппаратуры, точная пригонка всех частей, герметичность соединений. - Защита всех керамиковых и в особенности стеклянных частей от механических повреждений. - При эксплуатации должен осуществляться тщательный надзор за неисправностью всех частей аппаратуры.

Производство азотной кислоты Азотная кислота является одной из важнейших минеральных кислот и по объему производства занимает второе место после серной кислоты. Она образует растворимые в воде соли (нитраты), обладает нитрующим и окисляющим действием по отношению органических соединений в концентрированном виде пассивирует черные металлы. Все это обусловило широкое использование азотной кислоты в народном хозяйстве и оборонной технике.

Оптимальные условия окисления оксида азота (II) в оксид азота (IV) При температурах ниже 1000С равновесие почти полностью сдвинуто в сторону образования оксида азота (IV). При повышении температуры оно сдвигается влево и выше С образования оксида азота (IV) практически не происходит. Так как нитрозные газы выходят из реактора при температуре около С, в них оксид азота практически отсутствует. Для превращения оксида азота (II) в оксид азота (IV) газы необходимо охладить ниже С.

Техника безопасности в центральной заводской лаборатории Общие требования: При получении новой (незнакомой) работы требовать от мастера дополнительного инструктажа по технике безопасности. При выполнении работы нужно быть внимательным, не отвлекаться посторонними делами и разговорами и не отвлекать других. В случае травмирования или недомогания прекратить работу, известить об этом мастера и обратиться в медпункт. Не ходить без надобности по другим цехам предприятия.

Полученная продукция Чистая азотная кислота – бесцветная дымящая жидкость с резким раздражающим запахом. Концентрированная азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет. Такой цвет придает ей оксид азота (IV), который образуется вследствие частичного разложения азотной кислоты и растворяется в ней.

Пути увеличения выхода продукции Единственным путем получения больших выходов NO является увеличение скорости основной реакции по отношению к побочным. В соответствии с уравнением Аррениуса увеличение константы скорости можно добиться с помощью увеличения температуры или уменьшения энергии активации реакции.

Побочные продукты и способы их применения В лабораторном способе получения азотной кислоты побочным продуктом является гидросульфат натрия - NaHSO 4 Гидросульфат натрия - кислая соль натрия и серной кислоты с формулой NaHSO 4, бесцветные кристаллы. Образует кристаллогидрат NaHSO 4 H 2 O

Задание специалистам: Группа 1 Объём газа (н у), выделившегося при взаимодействии 10 л оксида азота (IV) с водой кислород в недостатки, равен ……. л. Запишите число с точностью до десятых. Группа 2 Объём газа, выделившегося при окислении оксида азота (II) объёмом 22 л до оксида азота (IV) при обычных условиях, равен ……. л. Запишите число с точностью до целых. Группа 3 Объём аммиака, вступившего в реакцию, в результате которой образовался оксид азота (II) объёмом 34 л, равен …….. л. Запишите число с точностью до целых.

Установи соответствие между стадиями получения азотной кислоты и соответствующими уравнениями стадии получения А) окисление аммиака Б) окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV) В) окисление оксида азота (IV) уравнения 1) 2NO + О 2 = 2NО 2 + Q 2) 4NH 3 + 5О 2 = 4NО + 6H 2 O + Q 3) 4NО 2 + 2H 2 O + О 2 = 4HNО 3 4) 2NH 3 + 5О 2 = 2NО + 6H 2 O 5) 2NO + О 2 = 2NО 2 - Q А БВ

Сравнительная характеристика химических реакций, лежащих в основе производства азотной кислоты, и условия их протекания Уравнения химической реакции Признаки сравнения Условия протекания Обратимая и необратимая реакция Экзотермическая и эндотермическая реакция Гомогенная и гетерогенная tp 4NH 3 +5O 2 =4NO+6H 2 Oнеобратимая+ Qгетерогенная С- 2NO+O 2 = 2NO 2 обратимая+ Qгомогенная-1 Мпа 4NO 2 +O 2 =4HNO 3 обратимая+ Qгетерогенная-5 Мпа
Рефлексивная карта Сегодня на уроке Я _______________________________(Ф.И.): - выдвигал идеи, гипотезы, версии - рассуждал - работал с текстом - решал проблемы - анализировал материал - обобщал, делал выводы - организовывал работу группы - представлял результат работы в группе Моя оценка: ________

Урок химии в 9 классе. «Окислительные свойства азотной кислоты». Цель урока: Познакомиться с особыми свойствами азотной кислоты как окислителя. Задачи: обучающие: рассмотреть окислительные свойства азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодействия с металлами и неметаллами. Уравнивать окислительно-восстановительные реакции с участием азотной кислоты методом электронного баланса; развивающие: продолжить развитие логического мышления, умений наблюдать, анализировать и сравнивать, находить причинно-следственные связи, делать выводы, работать с алгоритмами, формировать интерес к предмету; воспитательные: формировать научное мировоззрение учащихся; научить слушать учителя и своих одноклассников, быть внимательным к себе и окружающим, вести беседу. Тип урока: изучение новой темы

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Окислительные свойства азотной кислоты Учитель химии 1 квалификационной категории МБОУСОШ №4 г. Советский ХМАО-Югра Казанцева А. Г.

Цель урока: Рассмотреть окислительные свойства азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодействия с металлами и неметаллами. Уравнивать окислительно -восстановительные реакции с участием азотной кислоты методом электронного баланса.

Составьте уравнения реакций азотной кислоты: 1 вариант с оксидом меди (II), c гидроксидом натрия 2вариант гидроксидом цинка; силикатом натрия Актуализация знаний Рассмотрите реакции с точки зрения ТЭД.

Взаимопроверка 1 вариант 2 вариант 2HNO 3 + Zn(OH) 2 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O 2H + + 2NO 3 – + Zn(OH) 2 = Zn 2+ +2NO 3 – + + 2H 2 O 2H + + Zn(OH) 2 = Zn 2+ + 2H 2 O 2HNO 3 + Na 2 SiO 3 = ↓ H 2 SiO 3 + 2NaNO 3 2H + + 2NO 3 – + 2Na + + SiO 3 2 – = ↓ H 2 SiO 3 + + 2Na + + 2NO 3 – 2H + + SiO 3 2 – = ↓ H 2 SiO 3 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O 2H + + 2NO 3 – + CuO = Cu 2+ + 2NO 3 – + H 2 O 2H + + CuO = Cu 2+ + H 2 O HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O H + + NO 3 – + Na + + OH – = Na + + NO 3 – + H 2 O H + + OH – = H 2 O

Характерным свойством азотной кислоты является ее ярко выраженная окислительная способность. Азотная кислота-один из энергичнейших окислителей. Многие неметаллы легко окисляются ею, превращаясь в соответствующие кислоты. Концентрированная (более 60%) азотная кислота восстанавливается при этом до NO 2 , а если концентрация кислоты (15 – 20%), то до NO.

HNO 3 + С → С O 2 + H 2 O + NO 2 N +5 + 1e → N +4 1 С 0 – 4 e → С + 4 4 HNO 3 + P → H 3 PO 4 + NO 2 + H 2 O N +5 + 1e → N +4 P 0 – 5e → P +5 5 Запишем уравнение реакции и расставим коэффициенты методом электронного баланса. HNO 3 (за счет N +5) – окислитель, пр. восстановления C – восстановитель, процесс окисления HNO 3 (за счет N +5) – окислитель, пр. восстановления P – восстановитель, процесс окисления Посмотрим опыт 1 Взаимодействие азотной кислоты с углеродом Посмотрим опыт 2 Взаимодействие азотной кислоты с фосфором Запишем уравнение реакции и расставим коэффициенты методом электронного баланса. 4 4 1 4 2 4 1 5 5 1 5 5

Азотная кислота взаимодействует почти со всеми металлами, в том числе стоящими в ряду активности после Н. Глубина восстановления азота в таких реакциях зависит от концентрации кислоты, от активности металла, от температуры. Понижение температуры способствует более глубокому восстановлению азота. Водород в реакциях кислоты с металлами не выделяется потому, что азотная кислота проявляет свои окислительные свойства не за счет Н + , а за счет N +5 . Концентрированная холодная азотная кислота пассивирует металлы: Al, Fe, Be, Cr, Ni, Pb и другие (за счет образования плотной оксидной пленки). При нагревании и при разбавлении азотной кислоты данные металлы в ней растворяются

Активные металлы Li Na ……. Zn Металлы средней активности Cr ……….. Sn Металлы малоактивные и неактивные Pb …........... Ag Благородные металлы Au Pt Os Ir Конц HNO 3 Раз HNO 3 очень раз HNO 3 Конц HNO 3 Раз HNO 3 очень Раз HNO 3 Конц HNO 3 Раз HNO 3 Раств. только в царской водке-смеси 3об. HCl B 1 об. HNO 3 NO NO 2 N 2 O или N 2 , NO 2 NH3 NH 4 NO 3 Не реагируют NO 2 , NO,N 2 ONH 3 NO 2 , NO, N 2 O, NH 3 NO 2 NO концентрированная HNO3 >60% разбавленная HNO 3 = 30-60% очень разбавленная HNO 3

1) HN +5 O 3 (конц.) + Cu 0 = Cu +2 (NO 3) 2 + N +4 O 2 + H 2 O 2 2 N +5 + 1e → N +4 Cu 0 – 2e → Cu +2 2) HN +5 O 3 (разб.) + Cu 0 = Cu +2 (NO 3) 2 + N +2 O + H 2 O 3 3 4 2 8 N +5 + 3e → N +2 Cu 0 – 2e → Cu +2 окислитель (процесс восстановления) Восстановитель (процесс окисления) 4 Посмотрим опыт 3 «Взаимодействие азотной кислоты с некоторыми металлами» Запишем уравнения этих реакций. 1 2 2 2 1 3 2 6 2 3 окислитель (процесс восстановления) востановитель (процесс окисления)

1) HN +5 O 3 (конц.) + Zn 0 = Zn +2 (NO 3) 2 + N +4 O 2 + H 2 O 2 2 N +5 + 1e → N +4 2) HN +5 O 3 (разб.) + Zn 0 = Zn +2 (NO 3) 2 + N -3 H 3 + H 2 O 4 4 3 9 N +5 + 3e → N +2 окислитель (процесс восстановления) восстановитель (процесс окисления) 4 окислитель (процесс восстановления) восстановитель (процесс окисления) Zn 0 – 2e → Zn +2 1 2 2 2 1 Zn 0 – 2e → Zn +2 3 2 6 2 3

Азотная кислота окисляет многие органические вещества. При попадании ее на кожу на ней появляются ожоги, а в легком случае - желтые пятна. Поэтому не следует допускать попадания кислоты на кожу или одежду, так как ткани тоже разрушаются под ее действием. Вдыхание паров азотной кислоты приводит к отравлению.

Закрепление изученного материала Взаимодействие азотной кислоты с металлами Работа с тренажером

Домашнее задание § 19 (с. 54-56), упр. 4,5,7 (с. 59). Составить и уравнять при помощи электронного баланса 3 реакции взаимодействия азотной кислоты с металлами

Молодцы! Спасибо за работу

Литература: Химия 9 класс, Рудзитис Г.Е, Фельдман Ф.Г, изд. Просвещение 20012 г Окислительно – восстановительные реакции. Хомченко Г. П, Севастьянова К.И изд. Просвещение 2012 г А.Г. Кульман. Общая химия, Москва-1989. Интернет ресурсы: http://school-collection.edu.ru http://fcior.edu.ru

Слайд 2

Слайд 3

Высококонцентрированная HNO3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету процесса разложения:

Слайд 4

HNO3 как сильная одноосновная кислота взаимодействует: а) с основными и амфотерными оксидами: б) с основаниями: в) вытесняет слабые кислоты из их солей:

Слайд 5

Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до −3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. Как кислота-окислитель, HNO3 взаимодействует: а) с металлами, стоящими в ряду б) с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода

Слайд 6

Азотная кислота окисляет неметаллы, при этом азот обычно восстанавливается до NO или NO2:

Слайд 7

С Ag и Ptазотная кислота, даже концентрированная не взаимодействует. Fe, Al, Crхолодной концентрированной азотной кислотой пассивируются. (Fe) (Al) (Na)

Слайд 8

Нитраты

Азотная кислота является сильной кислотой. Её соли - нитраты - получают действием HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде. Нитрат-ион в воде не гидролизуется. Соли азотной кислоты при нагревании необратимо разлагаются, причём состав продуктов разложения определяется катионом: а) нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений левее магния: б) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений между магнием и медью: в) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений правее ртути: г) нитрат аммония:

Слайд 9

Нитрат калия- бесцветные кристаллы Значительно менее гигроскопична по сравнению с натриевой, поэтому широко применяется в пиротехнике как окислитель. При нагревании выше 334,5ºС плавится, выше этой температуры разлагается с выделением кислорода. Нитрат натрия- применяется как удобрение; в стекольной, металлообрабатывающей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесей.

Слайд 10

Нитрат аммония- Кристаллическое вещество белого цвета. Температура плавления 169,6 °C, при нагреве выше этой температуры начинается постепенное разложение вещества, а при температуре 210°С происходит полное разложение.

Слайд 11

Нитраты в водных растворах практически не проявляют окислительных свойств, но при высокой температуре в твердом состоянии являются сильными окислителями, например, при сплавлении твердых веществ: Цинк и алюминий в щелочном растворе восстанавливают нитраты до NH3:

Слайд 12

Применение азотной кислоты

Слайд 13

Слайд 14

Производство азотной кислоты

Сырье: аммиак, воздух. Вспомогательные материалы: катализаторы (платинородиевые сетки), вода, концентрированная серная кислота. Особенности технологического процесса: Производство непрерывное. Температура поддерживается за счет выделяемой теплоты. Смесь, содержащую NO, охлаждают в котле-утилизаторе. NO2 в поглотительной башне по принципу противотока смешивается с водой (массовая доля 60 %). Концентрированную азотную кислоту получают при добавлении концентрированной серной кислоты.

Слайд 15

Получение азотной кислоты в промышленности

1) Окисление аммиака на платиновом катализаторе до NO 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Условия: катализатор – Pt, t = 500˚С) 2) Окисление кислородом воздуха NO до NO2 2NO + O2 → 2NO2 3) Адсорбция (поглощение) NO2 водой в присутствии избытка кислорода 4NO2 + О2 + 2H2O ↔ 4HNO3 или 3NO2 + H2O ↔ 2HNO3+NO (без избытка кислорода)

Слайд 16

Посмотреть все слайды