Acid nitric phàm ăn như con Cá mập, nhưng mê ăn electron nhất!

Acid nitric – HNO₃, cùng với acid nitrơ HNO₂ là hai acid của Nitrogen. Vài thông tin của hai acid này như sau:

Acid	Số oxi hóa của N
HNO2	+3	không ổn định và phân hủy nhanh chóng, chỉ tồn tại ở dạng dung dịch loãng
HNO3	+5	chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, dễ bị phân hủy một phần ra khí NO2 (nitrogen dioxide)

1. Acid nitric HNO₃ được tạo thành trong tự nhiên

Ở phần trên mình đã thấy… trong tự nhiên có sự hình thành khí NO₂, SO₂. Các khí này tiếp tục phản ứng với O₂ và hơi nước có trong khí quyển tạo acid HNO₃ và acid H₂SO₄:

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

---

2. Con người tổng hợp acid nitric HNO₃ như thế nào?

Con người tổng hợp NO, NO₂ và cả acid HNO₃ từ khí NH₃ và O₂. Các phản ứng viết là:

4NH₃ + 5O₂ —^{nhiệt, xt}→ 4NO + 6H₂O

2NO + O₂ → 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

---

3. Tính chất vật lí của acid nitric

Acid nitric là chất lỏng không màu, chuyển dần sang màu vàng theo thời gian do một phần nhỏ HNO₃ phân hủy thành NO₂. Đa số acid nitric bán trên thị trường có nồng độ 68% trong nước. Khi dung dịch chứa hơn 86% HNO₃ thì được gọi là acid nitric bốc khói. Tùy lượng NO₂ hiện diện, axit nitric bốc khói gọi là

• acid nitric bốc khói màu đỏ nếu nồng độ HNO₃ trên 86%
• acid nitric bốc khói màu trắng nếu nồng độ HNO₃ trên 95%

Acid nitric bị phân hủy do nhiệt hoặc ánh sáng theo phương trình:

4HNO₃ → 2H₂O + 4NO₂ + O₂

Vì lý do này nên acid nitric được bảo quản trong chai thủy tinh màu nâu để ngăn cản sự tác động của ánh sáng.

---

4. Vài tính chất hóa học của acid nitric

4.1. Acid nitric HNO₃ là axit mạnh

• Điện li mạnh ra ion H⁺: HNO₃ → H+ + NO₃^–
• Làm quỳ tím hoá đỏ
• Tác dụng với base, oxide base, muối của acid yếu hơn

HNO₃  +  NaOH → NaNO₃ + H₂O

2HNO₃  +  CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

2HNO₃  +  CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

4.2. Acid nitric HNO₃ có tính oxy hóa rất mạnh

N trong HNO₃ có số oxy hóa +5; đây là số oxy hóa lớn nhất của Nitrogen. N⁺⁵ trong HNO₃ khi gặp các chất khử (chất cho electron); nó sẽ nhận electron của chất khử và vì vậy _ N⁺⁵chuyển xuống các số oxy hóa thấp hơn là +4, +2, +1, 0, -3 (trong các sản phẩm tương ứng là NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₃).

Để làm toán, hoặc để cân bằng phản ứng oxy hóa – khử, mình ghi N⁺⁵ nhận electron của chất khử như sau:

N⁺⁵ + 1e → N⁺⁴

N⁺⁵ + 3e → N⁺²

2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹

2N⁺⁵ + 10e → N₂⁰

N⁺⁵ + 8e → N^-3

Nhưng… ghi như trên là hổng đúng hóa học, vì thực ra, N⁺⁵ không tồn tại cô độc-mà nó sống trong ion NO₃^– của HNO₃; vả lại…. nếu không có môi trường thuận lợi, thì N⁺⁵ cũng không thèm nhận electron (giống như mình á, đi ăn với người yêu nhiều khi giả vờ từ tốn, nhưng nếu là MÔI TRƯỜNG “ở nhà một mình” thì mình có thể ăn ngấu nhai nghiến luôn).

Đối với N⁺⁵ (đúng ra là NO₃^–), môi trường để nó ăn electron là môi trường ACID (H⁺) hoặc BASE (OH^–). Ở đây là acid HNO₃ nên đương nhiên đã sẵn có H⁺ rồi. Khi đó, người ta viết quá trình nhận electron của NO₃^– trong môi trường H⁺ như sau:

NO₃^– + 2H⁺ + 1e → NO₂ + H₂O

NO₃^– + 4H⁺ + 3e → NO + 2H₂O

2NO₃^– + 10H⁺ + 8e → N₂O + 5H₂O

2NO₃^– + 12H⁺ + 10e → N₂ + 6H₂O

NO₃^– + 9H⁺ + 8e → NH₃ 📣 + 3H₂O

Tuy nhiên ở chỗ 📣, NH₃ lại tác dụng tiếp với HNO₃ thành NH₄NO₃ (HNO₃ + NH₃ → NH₄NO₃) nên phải ghi lại cho đúng là

2NO₃^– + 10H⁺ + 8e → NH₄NO₃ 📣 + 3H₂O

🐕🐩🐌🍄🥗

Khi phản ứng với chất khử, acid HNO₃ loãng, acid HNO₃ đặc cư xử hơi khác nhau. Bé cứ xem các phương trình bên dưới nha.

4.2.1. Chất oxy hóa HNO₃ + Chất khử là phi kim C, S, P

S + 6HNO_{3 đặc} → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

P + 5HNO_{3 đặc} → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

C + 4HNO_{3 đặc} → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

4.2.2.Chất oxy hóa HNO₃ + Chất khử như FeO, Fe₃O₄, Fe(OH)₂, muối Fe²⁺, H₂S, HI, …

3FeO + 10HNO_{3 loãng} → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

3H₂S + 2HNO_{3 loãng} → 3S + 2NO + 4H₂O

4.2.3.Chất oxy hóa HNO₃ + Chất khử là chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông

…chúng sẽ… bốc cháy khi tiếp xúc với HNO₃ đặc (may quá, không phải viết phương trình hóa học).

4.2.4. Chất oxy hóa HNO₃ + Chất khử là kim loại

Tác dụng với kim loại trước và cả sau H (TRỪ Au, Pt), nhớ

• sản phẩm là Muối + NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃ + H2O
• không tạo H₂ (nhưng acid HCl – H₂SO_{4 loãng} lại tạo H₂ khi tác dụng với kim loại)
• kim loại bị oxi hóa đến số oxi hoá cao – gặp Fe sẽ tạo Fe³⁺; Cr tạo Cr³⁺

Ba kim loại Al, Cr, Fe

• chỉ tác dụng với HNO_{3 loãng}  và HNO_{3 đặc-nóng}
• KHÔNG tác dụng với HNO_{3đặc-nguội}. Nhà hóa học gọi đây là sự THỤ ĐỘNG HÓA

Kim loại có tính khử YẾU như Cu, Ag khi tác dụng với

• HNO_{3 đặc} tạo NO₂
• HNO_{3 loãng} tạo NO

Kim loại có tính khử MẠNH như Mg, Al, Zn khi tác dụng với

• HNO_{3 đặc} tạo NO₂
• HNO_{3 loãng} tạo NO, N₂O, N₂ và cả NH₄NO₃

Nhớ kim loại càng mạnh, axit càng loãng thì N⁺⁵ xuống số oxy hóa càng thấp

Trong chương trình phổ thông, để cho dễ người ta nói – nếu gặp

• HNO_{3 đặc} sẽ tạo NO₂
• HNO_{3 loãng} sẽ tạo NO

Vài phản ứng minh họa các điều trên:

Cu  +  4HNO_{3 đặc} → Cu(NO₃)₂  +  2NO₂  + 2H₂O

3Cu  +  8HNO_{3 loãng} → 3Cu(NO₃)₂  + 2NO + 4H₂O

Ag + 2HNO_{3 đặc} → AgNO₃ + NO₂ + H₂O

3Mg + 8HNO_{3 loãng} → 3Mg(NO₃)₂ + N₂ + 5H₂O

4Mg + 10HNO_{3 loãng} → 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Al + HNO_3loãng → Al(NO₃)₃ + N₂O + H₂O

---

5. Nhận biết ion nitrate  (NO₃^–)

Thuốc thử: hỗn hợp vụn kim loại đồng (Cu) và dung dịch H₂SO₄ loãng để tạo môi trường acid. Đun nóng.

Hiện tượng: dung dịch sau phản ứng có màu xanh lam (màu của muối Cu²⁺); có khí màu nâu đỏ NO₂ thoát ra

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^– → 3Cu²⁺ + 2NO _{khí không màu} + 4H₂O

2NO + O_{2 không khí} → 2NO_{2 khí màu nâu đỏ}

… 🌳🍎🍋🍒🫐🐦🍀🌿🐿

---

6. Liên kết nhanh

Đọc thêm về Quy trình Haber-Bosch tại đây.

Đọc thêm các bài viết của Hóa lớp 11 tại đây.

Viết bởi Đỗ Trọng Toan từ W3chem.com

Mình là người tự thực hiện toàn bộ dự án này – bao gồm xây dựng trang web, viết nội dung, tìm tài liệu tham khảo, trả lời câu hỏi bạn gởi về. Vui lòng xem xét QUYÊN GÓP để hỗ trợ W3chem CHỈ BẰNG CÁCH CHIA SẺ BÀI VIẾT NÀY LÊN MẠNG XÃ HỘI; bởi vì trong tương lai, bạn sẽ cho mình nhiều thời gian để làm việc trên W3chem, cũng có nghĩa bạn nhận thêm nhiều nội dung mới nhanh hơn tại đây.😍 🥰 😘

Mình cảm ơn bạn rất nhiều ⤵