Khi nghe đến phản ứng giữa sắt (Fe) và axit nitric (HNO3) đặc nóng, chúng ta thường nghĩ ngay đến phương trình Fe + HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO2 + H2O. Tuy nhiên, bạn có biết rằng phản ứng này còn mang nhiều điều thú vị khác không? Hãy cùng tìm hiểu thêm về phản ứng này và những điều bạn cần biết.
Bạn đang xem: Fe + HNO3 (đặc, nóng) → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O l Fe ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra NO2
Phương Trình Phản Ứng Fe Tác Dụng HNO3 Đặc Nóng
Phản ứng giữa sắt (Fe) và axit nitric (HNO3) đặc nóng cho sản phẩm cuối cùng là Fe(NO3)3, NO2 và H2O. Đây là một phản ứng oxi hóa khử trong đó sắt bị oxi hóa từ trạng thái Fe0 thành Fe+3 và HNO3 được khử thành NO2.
Điều Kiện Phản Ứng Xảy Ra
Điều kiện để phản ứng xảy ra là sử dụng axit nitric đặc và nóng. Axit nitric đặc có tính oxi hóa mạnh, do đó, nó có thể oxi hóa sắt thành Fe+3. Nhiệt độ nóng cũng là yếu tố quan trọng trong quá trình phản ứng này, giúp tăng tốc độ phản ứng.
Cân Bằng Phản Ứng Oxi Hóa Khử
Xem thêm : Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2
Để cân bằng phản ứng oxi hóa khử Fe + HNO3 đặc nóng, chúng ta phải xác định sự thay đổi số oxi hóa của các chất tham gia. Trong phản ứng này, sắt (Fe0) bị oxi hóa thành Fe+3, trong khi HNO3 bị khử thành NO2.
Hiện Tượng Phản Ứng
Khi cho sắt tác dụng với axit nitric đặc nóng, ta thấy một khí độc màu nâu đỏ thoát ra, đó chính là NO2. Đây là một trong những đặc điểm độc đáo của phản ứng này.
Bản Chất Của Các Chất Tham Gia
Bản Chất Của Sắt (Fe)
- Trong phản ứng này, sắt (Fe) đóng vai trò là chất khử.
- Sắt là kim loại tác dụng được với các axit như HNO3 và H2SO4 đặc.
Bản Chất Của Axit Nitric (HNO3)
- Trong phản ứng này, axit nitric (HNO3) là chất oxi hoá.
- Axit nitric là một monoaxit mạnh, có tính oxi hoá mạnh, và có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
Tính Chất Hóa Học Cơ Bản Của Sắt
Tác Dụng Với Phi Kim
Sắt có khả năng tác dụng với nhiều phi kim, ví dụ như oxi (3Fe + 2O2 -> Fe3O4), clo (2Fe + 3Cl2 -> 2FeCl3), và lưu huỳnh (Fe + S -> FeS). Ở nhiệt độ cao, sắt còn có thể phản ứng với nhiều phi kim khác.
Tác Dụng Với Dung Dịch Axit
Sắt tác dụng với dung dịch axit như HCl và H2SO4 loãng, cho sản phẩm là FeCl2 và H2 hoặc FeSO4 và H2.
Xem thêm : Phản ứng Cl2 + NaOH: Phương trình, điều kiện và bài tập có đáp án
Đặc biệt, sắt còn có thể tác dụng với H2SO4 đặc nóng hoặc HNO3 đặc, nóng, cho sản phẩm là Fe2(SO4)3, SO2, NO2 và H2O.
Tuy nhiên, sắt không tác dụng với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc, nguội.
Tác Dụng Với Dung Dịch Muối
Sắt cũng có khả năng đẩy các kim loại yếu hơn nó ra khỏi muối. Ví dụ như sắt tác dụng với CuSO4 cho FeSO4 và Cu.
Tính Chất Hóa Học Của Axit Nitric
- Axit nitric (HNO3) là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO3. Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxi hoá mạnh và có khả năng nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ. Hằng số cân bằng axit (pKa) của axit nitric là -2.
- Axit nitric chỉ phân ly một lần trong dung dịch, tạo thành các ion nitrat NO3- và một proton hydrat (hay còn gọi là ion hiđroni) H3O+. Công thức hóa học là: HNO3 + H2O -> H3O+ + NO3-.
- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường, làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
- Axit nitric tác dụng với các bazo, oxit bazơ và muối cacbonat, tạo thành các muối nitrat, ví dụ: CuO + 2HNO3 -> Cu(NO3)2 + H2O, Mg(OH)2 + 2HNO3 -> Mg(NO3)2 + 2H2O và CaCO3 + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O + CO2.
- Axit nitric cũng tác dụng với các kim loại, trừ vàng (Au) và bạch kim (Pt), tạo thành muối nitrat và nước. Phản ứng có thể có dạng: Kim loại + HNO3 đặc -> muối nitrat + NO + H2O (tổng quát) hoặc Kim loại + HNO3 loãng -> muối nitrat + NO + H2O hoặc Kim loại + HNO3 loãng lạnh -> muối nitrat + H2. Ví dụ: Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh -> Mg(NO3)2 + H2 (khí).
- Nhôm, sắt và crom có tính thụ động với axit nitric đặc nguội do có lớp oxit kim loại bảo vệ chúng không bị oxi hóa tiếp.
- Axit nitric có thể tác dụng với các phi kim (nguyên tố á kim và silic) tạo thành nitơ dioxit (NO2) nếu là axit nitric đặc, và oxit nitơ (NO) nếu là axit nitric loãng và có nước. Ví dụ: C + 4HNO3 đặc -> 4NO2 + 2H2O + CO2 và 3C + 4HNO3 loãng -> 3CO2 + 4NO + 2H2O.
- Axit nitric cũng tác dụng với oxit bazơ, bazo và muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất. Ví dụ: FeO + 4HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O và FeCO3 + 4HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2.
- Axit nitric còn tác dụng với một số hợp chất khác. Ví dụ: 3H2S + 2HNO3 (>5%) -> 3S (kết tủa) + 2NO + 4H2O và PbS + 8HNO3 đặc -> PbSO4 (kết tủa) + 8NO2 + 4H2O. Ag3PO4 tan trong HNO3, trong khi HgS không tác dụng với HNO3.
- Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, do đó, nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người, nó sẽ rất nguy hiểm.
Đó là những điều cơ bản về phản ứng giữa sắt và axit nitric đặc nóng. Hi vọng rằng những thông tin này giúp bạn hiểu rõ hơn về phản ứng này và ứng dụng của nó trong cuộc sống hàng ngày.
Nguồn: https://saugiohanhchinh.vn
Danh mục: Giáo Dục
