Нитрит натрия: Производство и применение
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 июля 2023 года; проверки требуют 11 правок.
Нитрит натрия (NaNO2) — это неорганическое соединение, соль натрия и азотистой кислоты. Представляет собой кристаллический порошок от белого до слегка желтоватого цвета, который хорошо растворим в воде и гигроскопичен. С промышленной точки зрения это наиболее важная нитритная соль. Он является предшественником различных органических соединений, таких как фармацевтические препараты, красители и пестициды, но, вероятно, наиболее известен как пищевая добавка Е250, используемая в мясных полуфабрикатах и (в некоторых странах) в рыбных продуктах. Другое название — нитритная соль.
Основные характеристики
- Состояние: белый или желтоватый кристаллический порошок
- Энтальпия образования: -359 кДж/моль
- Растворимость:
- В воде: 160 (100°C)
- В жидком аммиаке: 87,37 (0°C)
- В метаноле: 4,43 (19,5°C)
- В этаноле (абсолютном): 0,31 (19,5°C)
- В ДМСО: 1 (25°C)
- Кристаллическая структура: ромбическая сингония
- LD50: 180 (крысы, перорально)
- Токсичность: токсичен (в больших количествах), является возможным канцерогеном, вызывает метгемоглобинемию
- Фразы риска: R8, R25, R50, R40
- Фразы безопасности: S45, S61
- Краткие характеристики опасности: H272, H301, H319, H400
- Меры предосторожности: P220, P273, P301+P310, P305+P351+P338
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Производство и применение
Нитрит натрия является солью азотистой кислоты и получается обычно сопропорционированием оксида азота(II) и оксида азота(IV) по реакции:
Другим распространенным методом получения нитрита натрия является нагревание порошка свинца с нитратом натрия с последующим растворением в воде полученной твердой субстанции. В результате растворения в осадок выпадет нерастворимый в воде оксид свинца (II), а нитрит натрия останется в растворе.
Правила решения химических задач
Учитывайте только указанные реагенты: Не добавляйте дополнительные реагенты. Если реакция не происходит без дополнительного реагента, укажите не идет.
Обратите внимание на условия реакции: Реакция должна учитывать условия и формы реагентов, если они указаны. В случае, если под данных условиями реакция не происходит, укажите не идет.
Определите молярное соотношение реагентов: Если у реагентов нет коэффициентов, определите молярное соотношение и уравняйте реакцию соответствующим образом.
Пример:
- Задача: CH3CHO + KMnO4
- Необходимо дописать уравнение окисления в нейтральной среде
Процесс реакции металлов с солями
Реакция металлов с солями происходит при условии, что свободный металл активнее металла, входящего в состав соли. Активность металла можно определить с помощью электрохимического ряда напряжений.
Например, медь не вступит в реакцию с сульфатом меди, так как она менее активна, чем железо. Поэтому реакция протекает следующим образом:
Fe + CuSO4 -> Cu + FeSO4
Виды реакций
Есть различные типы реакций, такие как:
- Кислотные
- Основные
- Средние
- Комплексные
Например, соединения алюминия и цинка проходят химическую реакцию в зависимости от условий и их характеристик.
Следует помнить об указанных правилах и использовать только химические таблицы и справочники при решении задач.
Взаимодействие солей с различными веществами
В то же время железо не реагирует с раствором хлорида цинка, поскольку оно менее активно, чем цинк:
Следует отметить, что такие активные металлы, как щелочные и щелочноземельные, при их добавлении к водным растворам солей будут прежде всего реагировать не с солью, а входящей в состав растворов водой.
Взаимодействие средних солей с гидроксидами металлов
Оговоримся, что под гидроксидами металлов в данном случае понимаются соединения вида Me(OH)x.
Для того чтобы средняя соль реагировала с гидроксидом металла, должны одновременно (!) выполняться два требования.
Рассмотрим пару случаев, для того чтобы усвоить данное правило.
Определим, какие из реакций ниже протекают, и напишем уравнения протекающих реакций.
Реакция сульфида свинца и гидроксида калия
Предполагаемая реакция ионного обмена:
PbS + 2KOH → Pb(OH)2 + K2S
В продуктах видим нерастворимый гидроксид свинца (II), который должен выпасть в осадок. Однако сульфид свинца является нерастворимой солью и реакция не протекает.
Реакция хлорида железа (III) и гидроксида калия
Предполагаемое уравнение:
FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3↓ + 3KCl
Здесь гидроксид железа (III) выпадает в осадок, что позволяет сделать вывод о протекании реакции.
Реакции средних солей с кислотами
Средняя соль реагирует с кислотой в случае образования осадка или слабой кислоты.
Нерастворимый сульфат бария является признаком образования осадка при реакции серной кислоты с нитратом бария.
Слабые кислоты, такие как H2S, H2CO3, H2SO3, HF, HNO2, H2SiO3 и органические кислоты, могут образовываться в реакциях с соляной кислотой или другими веществами.
Например, реакция соляной кислоты с ацетатом натрия образует уксусную кислоту.
Сероводород (H2S) не только является слабой кислотой, но и плохо растворим в воде, что приводит к его выделению в виде газа.
Заключение
В результате изучения взаимодействия солей с различными веществами, можно определить, какие реакции протекают, а какие нет, и предсказать продукты данных химических превращений.
Хлорат калия разлагается при нагревании до оксида калия и кислорода:
Не следует забывать, что нитраты аммония и калия разлагаются до пероксида аммония и оксида азота (II):
Разложение других нитратов
Также существует нитрат, не попадающий в общее правило – нитрат серебра. Он разлагается каталитически ртути:
Конечно же, необходимо отметить реакцию разложения нитрата железа (III):
Помните, что разложение нитрата железа (III) на азот и оксид железа (II) плавно переходит в общий закон разложения нитратов:
Разложение хлоридов
Хлориды разлагаются на металл и хлор:
Особый интерес представляет хлорное разложение алюминия:
Не забывайте, что хлорид металла — это металл, окиснувшийся до положительного иона:
Заключение
Таким образом, термическое разложение солей имеет множество особенностей, которые следует изучить внимательно и запомнить для успешного выполнения заданий по химии. Помните общие законы разложения солей и не забывайте уравнения реакций!
Реакция разложения хлората калия может протекать по-разному. В присутствии катализатора (как правило MnO2), реакция приводит к образованию хлорида калия и кислорода:
Без катализатора, реакция будет протекать по типу диспропорционирования:
Химические свойства кислых солей
Кислые соли реагируют с щелочами. При этом, если щелочь содержит тот же металл, что и кислая соль, то образуются средние соли:
Также, если в кислотном остатке кислой соли осталось два или более подвижных атомов водорода, как, например, в дигидрофосфате натрия, то возможно образование как средней:
так и другой кислой соли с меньшим числом атомов водорода в кислотном остатке:
Важно отметить, что кислые соли реагируют с любыми щелочами, в том числе и теми, которые образованы другим металлом. Например:
Кислые соли, образованные слабыми кислотами, реагируют с сильными кислотами аналогично соответствующим средним солям:
Более подробно, с разбором алгоритмов составления уравнений, взаимодействие кислых солей (в частности, гидрокарбонатов, дигидрофосфатов и гидрофосфатов) со щелочами рассмотрено в данной публикации.
Все кислые соли при нагревании разлагаются. В рамках программы ЕГЭ по химии из реакций разложения кислых солей следует усвоить, как разлагаются гидрокарбонаты. Гидрокарбонаты металлов разлагаются уже при температуре более 60 оС. При этом образуются карбонат металла, углекислый газ и вода:
Последние две реакции являются основной причиной образования накипи на поверхности водонагревательных элементов в электрических чайниках, стиральных машинах и т.д.
Гидрокарбонат аммония разлагается без твердого остатка с образованием двух газов и паров воды:
Химические свойства основных солей
Основные соли всегда реагируют со всеми сильными кислотами. При этом могут образоваться средние соли, если использовались кислота с тем же кислотным остатком, что и в основной соли, или смешанные соли, если кислотный остаток в основной соли отличается от кислотного остатка реагирующей с ней кислоты:
Также для основных солей характерны реакции разложения при нагревании, например:
Химические свойства комплексных солей (на примере соединений алюминия и цинка)
В рамках программы ЕГЭ по химии следует усвоить химические свойства таких комплексных соединений алюминия и цинка, как тетрагидроксоалюминаты и третрагидроксоцинкаты.