Question

Matura - Chemia rozszerzona - Skala trudności: *

Podaj wszystkie możliwe reakcje metalicznego Ca z kwasem azotowym(V)

w miarę wzrostu jego stężenia.

Rozwiązanie przez moderatora oznacza automatyczne poddanie się opcji usuń

i popraw.

Answer 1

Kwas azotowy jako kwas silnie utleniający może w przypadku różnego stężenia, zredukować się do innych produktów. Przy czym im bardziej rozcieńczony kwas tym silniejsza zachodzi redukcja. Reakcje uporządkowane zgodnie ze stężeniami kwasu od największego do najmniejszego. Zachodzi redukcja do:

Ca+4HNO3------>Ca(NO3)2+2NO2+2H2O*

2Ca+6HNO3---->2Ca(NO3)2+N2O3+3H2O

3Ca+8HNO3---->3Ca(NO3)2+2NO+4H2O

4Ca+12HNO3---->4Ca(NO3)2+2N2O+6H2O

5Ca+12HNO3--->5Ca(NO3)2+N2+6H2O
4Ca+10HNO3---->4Ca(NO3)2+NH4NO3+5H2O

Ca+2HNO3------->Ca(NO3)2+H2**

Reakcja oznaczona jako * jest możliwa dzięki faktu, że azot będący na +V stopniu utlenienia w HNO3 może się zredukować na stopień utlenienia +IV w przeciwieństwie do kwasów nieutleniających np. HCl, gdzie chlor będący na -I stopniu utlenienia nie może ulegać dalszej redukcji. Podobna zasada obowiązuje w przypadku reakcji pozostałych reakcji oprócz tej oznaczonej jako **, azot redukuje się z +V na +IV,+III,+II,+I,0 I-III stopień utlenienia. Jeśli chodzi o reakcje ** rozcieńczony kwas azotowy zawiera dużo wody, a metale aktywne takie jak Ca reagują z nią tworząc wodór, co można zapisać jako reakcje sumaryczną do reakcji etapowych:

Ca+2H2O----->Ca(OH)2+H2
Ca(OH)2+2HNO3----->Ca(NO3)2+2H2O

Woda w tej reakcji stanowi środowisko dominujące nad HNO3

 

*Od siebie dodam, że jako tegoroczny maturzysta chemii rozszerzonej, nie spotkałem się w żadnym zbiorze maturalnym z reakcjami z kwasów utleniających z metalami aktywniejszymi od wodoru, owszem zdarzają się takie reakcje, ale dla metali nie wypierających wodoru jak Cu, Ag.

 

**Ponieważ zdążyłem się już przekonać, że zadania zadawane przez Ciebie nie s,ą tak oczywiste i mają w sobie jakieś haczyki będę z niecierpliwością czekał na wiadomość czy odpowiedź jest kompletna czy też coś pominąłem:)

Answer 2

4 Ca + 10 HNO₃ -----> 4 Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3 H₂O *

5 Ca + 12 HNO₃ -----> 5 Ca(NO₃)₂ + N₂ + 6 H₂O

4 Ca + 10 HNO₃ -----> 4 Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5 H₂O

3 Ca + 8 HNO₃ -----> 3 Ca(NO₃)₂ + 2 NO + 4 H₂O

Ca + 4 HNO₃ -----> Ca(NO₃)₂ + 2 NO₂ + 2 H₂O

**

* Bezpośrednio powstaje amoniak, ale natychmiast reaguje z kwasem, co daje nam zlepek reakcji : 4 Ca + 9 HNO₃ -----> 4 Ca(NO₃)₂ + NH₃ + 3 H₂O NH₃ + HNO₃ ----> NH₄NO₃

** W reakcji z bardzo bardzo rozcieńczonym kwasem powstaje wodór. Jednakże zawdzięczamy to reakcji z wodą, a nie z kwasem i mamy kolejny zlepek reakcji : Ca + 2 H₂O ----> Ca(OH)₂ + H₂ Ca(OH)₂ + 2 HNO₃ ----> Ca(NO₃)₂ + 2 H₂O

** Żadne źródło nie podaje, że powstaje tlenek azotu(III), bo jest on zbyt nietrwały.

** I na koniec warto dodać, że bardo często wiele tych reakcji zachodzi jednocześnie, ale to stężenie faworyzuje zachodzenie konkretnych reakcji.

(-_-(-_-)-_-)