Điều Chế HNO3 Trong Phòng Thí Nghiệm | Sơ đồ, phương trình

Câu hỏi: Điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm như thế nào?

A. KNO₃ và H_2­SO₄đặc (Đáp án)

B. NaNO₃ và HCl

C. NO₂ và H₂O

D. NaNO₂ và H₂SO₄đ

Tìm hiểu chi tiết tại bài dưới đây:

Các loại axit là một trong những mắt xích cần thiết để xây dựng các phản ứng hóa học phục vụ trong cuộc sống, trong công nghiệp sản xuất. Một trong số axit hay được đề cập tới là Axit Nitric (HNO₃). Việc điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm khá quan trọng, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về hợp chất, ứng dụng tốt hơn trong việc xây dựng quy trình sản xuất công nghiệp.

Axit Nitric sở hữu tính chất vật lý nào?

Axit Nitric (HNO3) là dạng hợp chất hữu cơ tồn tại ở thể lỏng. Chất này không có màu, khi tiếp xúc với không khí ẩm thường bốc khói mạnh rồi chuyển sang hơi ngả vàng, khói này rất nguy hiểm cho con người. Sở dĩ dung dịch chuyển sang màu vàng là do trong đó đã bị tích tụ Nito Oxit bị oxi hóa ngoài không khí.

Cấu tạo của Axit Nitric (HNO3)

Phương trình: 4HNO₃ →  4NO₂ + 2H₂O + O₂

Nhiệt độ đông đặc của Axit Nitric (HNO₃) là: -42 °C

Nhiệt độ sôi của Axit Nitric (HNO₃) là: 83 °C

Ở trong tự nhiên, Axit Nitric (HNO₃) được sinh ra từ những tia sét, sấm chớp trước cơn mưa. Sau khi mưa, nếu lượng Axit Nitric (HNO₃) lớn sẽ sinh ra các trận mưa axit thường thấy ở các nước châu Âu.

Axit Nitric (HNO₃) vì thế được đánh giá là một axit mạnh, ở nồng độ nhẹ trong tự nhiên mà đã có tính ảnh hưởng lớn. Nếu ở nồng độ đậm đặc, tính sát thương và độ nguy hiểm của nó cực kỳ cao. Ở nồng độ trên 90%, Axit Nitric (HNO₃) cực độc hại, ăn mòn rất nhiều chất và nếu không cẩn thận khi sử dụng có thể dẫn tới cháy nổ.

Axit Nitric sở hữu tính chất hóa học nào?

Tính chất hóa học của dung dịch Axit Nitric (HNO3)

Axit Nitric cơ bản thường tồn tại dưới dạng dung dịch nitrat hydro. Công thức hóa học cơ bản là HNO₃. Đánh giá cho thấy đây là một axit khan, có tính oxi hóa mạnh, nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ. Nhiều thí nghiệm đo hằng số cân bằng có thể thấy pKa = −2. Khi điện li, nó phân li thành các ion nitrat NO₃−, H3O+. Một số tính chất hóa học nổi bật của Axit Nitric (HNO₃) gồm:

Dung dịch HNO3 làm quỳ tím chuyển qua màu đỏ

Axit Nitric (HNO₃) là một axit điển hình nên hoàn toàn có thể làm cho giấy quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

Tác dụng với nhiều kim loại ở nhiều nhóm (trừ Au, Pt)

Là một dạng hợp chất hữu cơ có tính oxi hóa cao nên dung dịch Axit Nitric (HNO₃) tác dụng với hầu hết các kim loại:

Kim loại + HNO_{3 đặc} → muối nitrat + NO + H₂O (điều kiện nhiệt độ)

Kim loại + HNO_{3 loãng} → muối nitrat + NO + H₂O

Mg(rắn) + 2HNO_{3 loãng lạnh} → Mg(NO₃)₂ + H₂ (khí)

Kim loại + HNO_{3 loãng lạnh} → muối nitrat + H₂

Các kim loại như Fe, Al, Cr thì bị thụ động hóa khi tác dụng với dung dịch HNO_{3 đặc, nguội}.

||Xem thêm: Kim Loại Là Gì? Tính Chất Hóa Học Chung Của Kim Loại

Tác dụng với phi kim (trừ Si, nhóm Halogen)

Axit Nitric (HNO₃) có phản ứng với các phi kim sinh ra khí Nito Oxit và các loại khí khác.

C + 4HNO_{3 đặc nóng} → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

3C + 4HNO_{3 loãng} → 3CO₂ + 4NO + 2H₂O

Tác dụng với các bazơ, oxit bazơ, muối cacbonat

Axit Nitric (HNO₃) có tác dụng với các bazơ, oxit bazơ, muối cacbonat để tạo thành muối nitrat và nước. Một số phản ứng hóa học khi tác dụng bazo điển hình:

2HNO₃ + Mg(OH)₂ → Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

Tác dụng với các hợp chất khác

Axit HNO₃ là axit mạnh, có thể ăn mòn, phá hủy nhiều hợp chất.

PbS + 8HNO_{3 (đặc)} → PbSO_{4 (kết tủa)}  + 8NO₂ + 4H₂O

3H₂S + 2HNO_{3 (>5%)} → 3S _{(kết tủa)} + 2NO + 4H₂O

Hợp chất Ag₃PO₄ tan trong HNO₃ và HgS không tác dụng với HNO₃

Điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm theo phương pháp nào?

Cách điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm đã được xây dựng một cách cụ thể và bài bản, đưa vào giảng dạy trong các chương trình hóa học cấp phổ thông. Bằng cách cho 

Axit Nitric có thể điều chế bằng cách cho đồng(II) nitrat hoặc sử dụng phản ứng kali nitrat (KNO₃) với axit sunfuric (H₂SO₄) 96% với khối lượng bằng nhau. Chưng cất hỗn hợp ở nhiệt độ 83°C và thu được chất kết tinh trắng kali hidrosunfat (KHSO₄), HNO₃ sẽ bốc khói đỏ lên và dần chuyển thành axit màu trắng.

Phương trình điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm được mô tả tại phương trình:

H₂SO₄ + KNO₃ → KHSO₄ + HNO₃

Hoặc có thể điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm bằng cách cho H₂SO₄ + NaNO₃, phản ứng y hệt như với thí nghiệm trên.

Minh họa sơ đồ điều chế hno3 trong phòng thí nghiệm

Các lưu ý khi thực hiện điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm

Axit Nitric (HNO₃) là một axit độc, dính vào da có thể gây phỏng nặng và hoại tử. Vì thế trong quá trình điều chế và thí nghiệm với axit người thực hiện phải cẩn thận tối đa. Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ, thực hiện đúng quy trình. Ngoài ra các lọ đựng axit, các chất điều chế phải làm bằng thủy tinh, tốt nhất nên sử dụng bình cổ cong nguyên khối không nút, vì axit có thể ăn mòn ngay cả nút luôn.

Dung dịch HNO₃ ngoài điều chế bằng phương pháp trong phòng thí nghiệm thì còn được nghiên cứu điều chế dạng công nghiệp, phục vụ tối đa cho nhu cầu sử dụng. Công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh giúp quá trình điều chế ra HNO₃ nhanh chóng, đơn giản, tiết kiệm hơn.

||Xem thêm: Phương Trình Điều Chế HCl Trong Phòng Thí Nghiệm

Với các thông tin cung cấp trên, bạn đọc đã nắm rõ được cách điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm hay chưa. Đây là một trong những loại axit điển hình, được đưa vào sách giáo khoa Hóa phổ thông. Hãy nắm kỹ nó để học tốt hơn bộ môn Hóa bạn nhé.

||Bài viết liên quan khác:

• Cách điều chế CO trong phòng thí nghiệm chuẩn nhất
• Các Chất Lưỡng Tính Thường Gặp Trong Hoá Học Và Dạng Bài Tập
• Khí Nito Là Gì? Điều Chế N2 Trong Phòng Thí Nghiệm
• Điều Chế Metan Trong Phòng Thí Nghiệm | Phương trình (CH4)
• Benzen có làm mất màu dung dịch Brom không?