Азотная кислота

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
Содержание ………………………………………………………………………………………………….. 2
Структура азотной кислоты……………………………………………………………………………. 3
Безводная азотная кислота……………………………………………………………………………… 3
Дымящая азотная кислота………………………………………………………………………………. 3
Строение кислоты с МВС………………………………………………………………………………. 3
Нитроний-ион……………………………………………………………………………………………….. 4
Список литературы ……………………………………………………………………………………….. 7 Структура азотной кислоты
Азотная кислота имеет tпл.=–41,6ºC, tкип=–82,6ºC. Её плотность составляет 1,552 г/см3. С водой смешивается в любых соотношениях, образуя азеотроп (68,4% по массе HNO3 tкип=121,9ºC)

В газовой фазе молекула азотной имеет плоское строение. Вращение группы ОН относительно NO2 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 HNO3 в серной кислоте
HNO3+2H2SO4=H3NO32++2HSO4-.
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 H2SO4. 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 N2O5 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.