Разные нитраты — разные продукты нагревания
Выбирай превращение и двигай ползунок. Сопоставляй формулу продукта с появлением газа, осадка или растворением; пояснение раскрывает причину.
Это доля показанного перехода, не измерение времени или скорости.
Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.
Общий анион NO₃⁻
Нитраты — соли азотной кислоты, обычно хорошо растворимые в воде. В растворимых нитратах металл и нитрат-ион разделены: Cu(NO₃)₂ → Cu²⁺ + 2NO₃⁻. Количество анионов связано с зарядом катиона.
Нитрат-ион часто остаётся наблюдателем в обменных реакциях. Если к раствору Cu(NO₃)₂ добавить щёлочь, образуется Cu(OH)₂, а NO₃⁻ остаётся в воде. Это позволяет отделить общие свойства аниона от свойств конкретного катиона.
| Соль | Катион | Число NO₃⁻ на формулу |
|---|---|---|
| NaNO₃ | Na⁺ | 1 |
| Ca(NO₃)₂ | Ca²⁺ | 2 |
| Al(NO₃)₃ | Al³⁺ | 3 |
Нитраты — соли азотной кислоты, обычно хорошо растворимые в воде. В растворимых нитратах металл и нитрат-ион разделены: Cu(NO₃)₂ → Cu²⁺ + 2NO₃⁻.
Реакции в растворе определяет результат
AgNO₃ с HCl даёт AgCl↓, а Cu(NO₃)₂ со щёлочью — Cu(OH)₂↓. Нитраты удобны как растворимые источники Ag⁺ и Cu²⁺. В сокращённых уравнениях NO₃⁻ отсутствует, если не меняется его состояние.
Более активный металл может восстановить менее активный из раствора его нитрата: Zn + Cu(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Cu. Это ОВР и замещение, а не обмен. Для очень активных металлов необходимо учитывать конкурирующую реакцию с водой.
Серебро
Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓
Медь(II)
Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓
Замещение
Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu
AgNO₃ с HCl даёт AgCl↓, а Cu(NO₃)₂ со щёлочью — Cu(OH)₂↓. Нитраты удобны как растворимые источники Ag⁺ и Cu²⁺.
Кристаллы сульфата меди
Синие кристаллы медного купороса — сульфата меди(II) с кристаллизационной водой CuSO₄·5H₂O.
Crystal Titan · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Лабораторная стеклянная посуда
Лабораторная посуда помогает наблюдать вещества и их превращения в контролируемых условиях.
Diane A. Reid / National Cancer Institute · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Нагревание разрушает нитрат-ион
Термическое разложение нитратов зависит от катиона. Нитраты Na и K в школьной схеме дают нитрит и O₂; многие другие, например Cu(NO₃)₂, — оксид металла, NO₂ и O₂. AgNO₃ даёт металл Ag, NO₂ и O₂.
Нельзя применять упрощённую границу по ряду активности без исключений: LiNO₃ разлагается с образованием Li₂O. Поэтому полезнее запомнить характерные группы и конкретные примеры. Все уравнения требуют проверки кислорода и азота.
| Пример | Уравнение при нагревании |
|---|---|
| KNO₃ | 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂ |
| Cu(NO₃)₂ | 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂ |
| AgNO₃ | 2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂ + O₂ |
| LiNO₃ | 4LiNO₃ → 2Li₂O + 4NO₂ + O₂ |
Термическое разложение нитратов зависит от катиона. Нитраты Na и K в школьной схеме дают нитрит и O₂; многие другие, например Cu(NO₃)₂, — оксид металла, NO₂ и O₂.
Азотное питание связано с составом
Многие нитраты служат удобрениями, потому что содержат связанный азот. Его массовую долю считают по всей формуле. Для KNO₃ при M = 101 г/моль доля N равна 14/101 ≈ 13,9 %, а у NH₄NO₃ — 28/80 = 35 %.
Высокая доля азота не делает вещество универсально лучшим удобрением: важны остальные элементы, потребность растений и свойства почвы. Избыток растворимых соединений может вымываться водой, поэтому применение связано с точным учётом количества.
Формула удобрения
Определяем все атомы N
Молярная масса
Суммируем вклады элементов
Доля азота
m(N) в моле / M
Оценка назначения
Учитываем также K, P и условия
Многие нитраты служат удобрениями, потому что содержат связанный азот. Его массовую долю считают по всей формуле.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 30. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 30. Нитраты. Применение азотной кислоты и нитратов.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах