Азотная кислота

В промышленности азотную кислоту получают в три этапа:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O;

2NO + O₂ = 2NO₂;

4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

Азотная кислота и ее соли – сильные окислители.

HNO₃ в отличии от других кислот никогда не взаимодействует с металлами с выделением молекулярного водорода H₂. В зависимости от концентрации кислоты и активности металла продуктами восстановления азотной кислоты могут быть NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₃(NH₄NO₃). Чем менее активен металл и чем большую концентрацию имеет HNO₃, тем более вероятно образование NO₂ (или NO):

Cu + 4HNO_{3 (конц)} = 2NO₂ ­ + Cu(NO₃)₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO_{3 (разб)} = 2NO ­ + 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O

Чем более активен металл и чем меньшую концентрацию имеет HNO₃, тем более вероятно образование N₂O, N₂, NH₃ (NH₄NO₃):

4Mg + 10HNO_{3(очень разб)} = NH₄NO₃ + 4Mg (NO₃)₂ + 3H₂O

Концентрированная азотная кислота взаимодействует и с неметаллами. При этом образуются оксиды NO₂ и NO (так как неметаллы – слабые восстановители), а сами неметаллы как правило окисляются до высших кислот или высших оксидов:

C + 4HNO₃ = 4NO₂ ­ + CO₂ ­ + 2H₂O

S + 6HNO₃ = 6NO₂ ­ + H₂SO₄ + 2H₂O

Смесь концентрированных HNO₃ и HCl называется “царская водка”. Царская водка обладает значительно более сильными окислительными свойствами, чем азотная кислота любых концентраций за счет наличия в ней хлористого нитрозила (NOCl) и атомарного хлора:

HNO₃ + 3HCl NOCl + 2Cl + 2H₂O

Все соли азотной кислоты растворимы в воде, при нагревании разлагаются по следующим схемам в зависимости от положения металла в ряду активности:

2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂ ­ (от Li до Mg)

2Pb(NO₃)₂ → 2PbO + 4NO₂ ­ + O₂ ­ (от Mg до Cu)

2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂ ­ + O₂ ­ (после Cu)

Соли азотной кислоты являются важным сырьем в химической промышлен­ности. Используются для производства удобрений, красителей, нитролаков, взрывчатых веществ, чистых металлов, лекарств, пластмасс, а также широко применяются в пищевой промышленности.

Фосфор

В природе встречаются в виде минералов Ca₃(PO₄)₂ – фосфорит, Ca₅(PO₄)₃F – аппатит. В промышленности фосфор получают прокаливанием руды с песком и углем при температуре 1500^оС:

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C = 3CaSiO₃ + 5CO ­ + 2P ­

Фосфор имеет три аллотропные модификации: белый, красный и черный. Белый по внешнему виду похож на воск, очень ядовит, в темноте светится (за счет окисления и выделения энергии в видимой части спектра), хорошо растворим в органических растворителях, легко воспламеняется на воздухе.

Красный фосфор менее реакционноспособен, получается из белого путем нагревания без доступа кислорода. Красный фосфор не ядовит, не растворим в воде и органических растворителях. Нагреванием до 400^оС (без доступа воздуха) с последующей конденсацией паров красный фосфор можно перевести в белый.

Черный фосфор внешне похож на графит, хорошо проводит электрический ток (полупроводник). Получается из белого или красного нагреванием без доступа кислорода при давлении 12000 атм. Это наименее реакционноспособная модификация фосфора.