Chuyên đề Axit nitric – muối nitrat

Khi hướng về phía mặt trời, bóng tối sẽ khuất sau lưng ta! 
 Giáo trình HOÁ HỌC LÊ VĂN NAM (0121.700.4102) 
I. AXIT NITRIC
3
(HNO ) 
1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí 
a. Đặc điểm cấu tạo 
- Công thức cấu tạo: H – O – N
O
O 
 3HNO 
- Nguyên tử N trong phân tử HNO3 ở trạng thái lai hóa sp2 tạo 3 liên kết
N O và 1 liên kết N O không định vị. 
H – O – N
O
O 
- Nguyên tử N trong HNO3 có số oxi hóa N+5 (số oxi hóa tối đa của N). 
b. Tính chất vật lí 
- HNO3 tinh khiết là chất lỏng không màu,có tỉ khối hơi d 1,5 , bốc khói 
mạnh (sa mù) trong không khí ẩm, tan vô hạn trong nước tạo hỗn hợp đẳng 
phí sôi ở 121,9oC với nồng độ 68,4% (d 1,4) . 
- Khi đun nóng HNO3 bị phân hủy hoặc tự phân huy khi ngoài ánh sáng 
nguyên nhân là do phân tử HNO3 ở trạng thái lai hóa sp
2
 và số oxi hóa +5 
của nguyên tử N+5 không đặc trưng 
ot
3 2 2 2
4HNO 4NO O 2H O    
Ngay ở nhiệt độ thường nó đã phân hủy một phần, nên HNO3 thường có 
màu vàng do có lẫn NO2. 
- HNO3 dễ bay hơi 
o o
s(t 86 C) , khó hóa rắn
o o
nc(t 41 C)  . 
2. Tính chất hóa học 
a. Tính axit 
- HNO3 là axit mạnh, trong nước HNO3 điện li gần như hoàn toàn 
3 3
HNO H NO   
- HNO3 thể hiện tính axit khi tác dụng với các chất không có khả năng 
khử: 
3 3 2 22HNO CuO Cu(NO ) H O   
CHUYÊN ĐỀ 
AXIT NITRIC – MUỐI NITRAT 
Khi hướng về phía mặt trời, bóng tối sẽ khuất sau lưng ta! 
 Giáo trình HOÁ HỌC LÊ VĂN NAM (0121.700.4102) 
3 2 3 3 3 26HNO Fe O 2Fe(NO ) 3H O   
3 3 3 3 2
Fe(OH) 3HNO Fe(NO ) 3H O   
2 3 3 3 2 2
Na CO 2HNO 2NaNO CO H O    
b. Tính oxi hóa 
- HNO3 thể hiện tính oxi hóa mãnh liệt khi tác dụng với các chất khử vì số 
oxi hóa tối đa của nguyên tử N và phân tử kém bền, kể cả khi loãng. 
a. Với kim loại 
- HNO3 tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) cho muối nitrat 
kim loại hóa trị cao. Tùy theo tính khử của kim loại, điều kiện của phản ứng 
(nồng độ của axit, nhiệt độ) sản phẩm khử có thể là: 
4 2 1 0 3
2 22 4
N O ; N O; N O; N ; N H
   
 
- Phương trình tổng quát: 
3 3 n 2M HNO M(NO ) H O
trõ Au, Pt
s¶n phÈm khö    
+ Dung dịch HNO3 loãng (nồng độ mol/l từ 3M đến 6M), sản phẩm khử 
thường là NO 
3 3 2 2
3Cu 8HNO lo·ng 3Cu(NO ) 2NO 4H O    
+ Dung dịch HNO3 đậm đặc, sản phẩm khử là NO2 
3 3 3 2 2
Fe 6HNO ®Æc nãng Fe(NO ) 3NO 3H O    
Hiện tượng này được giải thích: Sản phẩm lúc đầu của quá trình khử 
HNO3 đậm đặc có lẽ là axit nitrơ (HNO2). Axit nitrơ không bền và phân 
hủy thành NO và NO2. Khi NO2 tương tác với nước của dung dịch loãng 
tạo ra HNO3 và khí NO theo cân bằng thuận nghịch sau đây: 
2 2 3
3NO H O 2HNO NO  
Như vậy theo nguyên lí dịch chuyển cân bằng khi: 
- Nồng độ HNO3 tăng (HNO3 đặc) cân bằng chuyển dịch theo chiều 
nghịch (tạo ra NO2). 
- Nồng độ HNO3 giảm (HNO3 loãng) cân bằng chuyển dịch theo chiều 
thuận (tạo ra NO). 
Chú ý: 
+ Dung dịch HNO3 rất loãng, kim loại mạnh thì có thể khử 3HNO đến 
muối amoni (
3
4
N H

 ), có thể gặp Mg; Al; Zn. 
Khi hướng về phía mặt trời, bóng tối sẽ khuất sau lưng ta! 
 Giáo trình HOÁ HỌC LÊ VĂN NAM (0121.700.4102) 
3 3 2 4 3 2
4Mg 10HNO 4Mg(NO ) NH NO 3H O    
3 3 3 4 3 2
8Al 30HNO 8Al(NO ) 3NH NO 9H O    
+ Nước cường thủy hòa tan được Au, Pt (nhưng không hòa tan được Ag vì 
tạo AgCl là chất không tan): 
3 3 2Au HNO 3HCl AuCl NO 2H O     
3
HNO đậm đặc nguội tạo với Al, Fe, Cr một lớp màng oxit bền, không tan 
trong axit, bảo vệ kim loại. Do đó Al, Fe, Cr xem như không tác dụng với 
3
HNO đặc nguội. Ta nói chung bị thụ động hóa. 
b. Với phi kim: 
- Khi đun nóng dung dịch 3HNO có thể oxi hóa một số phi kim như C, S, 
P tới mức cao nhất. Sản phẩm khử của HNO3 tùy thuộc vào nồng độ của nó: 
3 2 2 2
C 4HNO CO 4NO 2H O     
3 2 4 2 2
3 2 3 4
2 3 3 2
S 6HNO H SO 6NO 2H O
3P 5HNO 2H O 3H PO 5NO
3I 10HNO 6HIO 10NO 2H O
    
    
    
c. Với hợp chất 
- HNO3 oxi hóa được các hợp chất này đưa nguyên tố bị oxi hóa trong 
hợp chất từ mức thấp lên mức cao. 
3 4 3 lo·ng 3 3 23Fe O 28HNO 9Fe(NO ) NO 14H O     
3 ®Æc nãng 3 3 2 2FeO 4HNO Fe(NO ) NO 2H O     
2 3 lo·ng 3 3 23Fe(OH) 10HNO 3Fe(NO ) NO 8H O     
3 3 lo·ng 3 3 2 23FeCO 10HNO 3Fe(NO ) 3CO NO 5H O       
3 2 3 ®Æc nãng 3 3 2 2Fe(NO ) 2HNO Fe(NO ) NO H O     
2 3 3 3 2 4 2 2
FeS 18HNO Fe(NO ) 2H SO 15NO 7H O      
2 3 ®Æc nãng 3 2 2 2Cu O 6HNO 2Cu(NO ) 2NO 3H O     
d. Với hợp chất halogen 
3 3 2
3 2 2
2HNO HI HIO 2NO H O
HNO HCl Cl NOCl 2H O
   
   
3. Điều chế 
- Trong phòng thí nghiệm: 
Khi hướng về phía mặt trời, bóng tối sẽ khuất sau lưng ta! 
 Giáo trình HOÁ HỌC LÊ VĂN NAM (0121.700.4102) 
o
o
200 C
3 2 4 ®Æc nãng 2 4 3
200 C
3 2 4 ®Æc nãng 4 3
2NaNO H SO Na SO 2HNO
KNO H SO KHSO HNO
  
  
- Trong phòng công nghiệp: 
+ Giai đoạn 1: Oxi hóa NH3 thành NO: 
oPt,t
3 2 2
4NH 5O 4NO 6H O Q    
(Hoặc tổng hợp NO từ không khí: o2 2 4000 CN O 2NO
hå quang  ) 
+ Giai đoạn 2: Oxi hóa NO thành NO2 
2 2
2NO O 2NO  
+ Giai đoạn 3: Chuyển NO2 thành HNO3 
2 2 3
4NO O 2H O 4HNO   
II. MUỐI NITRAT 
1. Tính chất vật lí 
- Ở thể rắn, muối nitrat là những tinh thể ion. Tất cả các muối nitrat đều 
tan trong nước và là những chất điện li mạnh. 
- Tất cả các muối nitrat đều tan và điện li hoàn toàn. 
- Ion 
3NO
 không có màu đo đó màu của dung dịch muối nitrat do màu 
của ion kim loại quyết định. Ví dụ: 
+ Dung dịch Fe(NO3)3 có màu nâu của ion Fe
3+
+ Dung dịch Cu(NO3)2 có màu xanh của ion Cu
2+
2. Tính chất hóa học 
a. Phản ứng trao đổi ion: 
- Trong dung dịch muối nitrat có thể có phản ứng trao đổi ion với axit, 
bazơ hoặc muối khác. 
3 2 2 3
Cu(NO ) 2NaOH Cu(OH) 2NaNO   
3 2 2 4 4 3
Ba(NO ) K SO BaSO 2KNO   
ot
4 3 3 3 2
NH NO NaOH NaNO NH H O     
b. Phản ứng nhiệt phân muối nitrat kim loại 
- Dãy kim loại hoạt động: K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, 
Sn, Pb, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. 
- Qui luật nhiệt phân 
+ Kim loại kiềm và kiềm thổ (trừ Ba): Thường gặp K, Na, Ca. 
Khi hướng về phía mặt trời, bóng tối sẽ khuất sau lưng ta! 
 Giáo trình HOÁ HỌC LÊ VĂN NAM (0121.700.4102) 
ot
3 n 2 n 2
M(NO ) M(NO ) O   
Ví dụ: 
ot
3 2 2
2NaNO 2NaNO O   
+ Từ Mg ⟶ Cu (trong dãy kim loại): 
ot
3 n 2 n 2 2
M(NO ) M O O NO     
Chú ý: 
ot
3 2 2 3 2 2
4Fe(NO ) 2Fe O O 8NO     
Ví dụ: 
ot
3 2 2 2
2Cu(NO ) 2CuO O 4NO     
+ Sau Cu (trong dãy điện hóa): Thường gặp Ag, Pt, Au, H gam 
ot
3 n 2 2
M(NO ) M O NO     
Ví dụ: 
ot
3 2 2
2AgNO 2Ag O 2NO     
3. Nhận biết ion 
3
NO 
- Cho vụn Cu và dung dịch H2SO4 loãng hoặc dung dịch HCl vào dung 
dịch muối nitrat, sẽ có khí không màu hóa nâu ngoài không khí bay ra đồng 
thời dung dịch trở thành màu xanh. 
2
3 2
3Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O      