اثر نیتریک اسید بر فلزات

اثر نیتریک اسید بر فلزات:

نیتریک اسید HNO₃ یک اسید بسیار قوی و همچنین اکسید کننده قوی است.
اما چرا نیتریک اسید اکسید کننده ی قوی است؟
همان طور که در اپلیکیشن اکسایش کاهش توضیح داده شده اگر در ترکیبی یکی از عناصر موجود در ترکیب به بالاترین درجه ی اکسایش خود رسیده باشد این ترکیب اکسید کننده است. (بالاترین درجه ی اکسایش برای یک عنصر برابر شماره ی گروه آن می باشد)
همان طور که می دانیم درجه ی اکسایش نیتروژن در نیتریک اسید ۵+ است و به همین دلیل نیتریک اسید یک اکسید کننده قوی است.

نیتریک اسید بر همه ی فلزات به جز طلا و پلاتین اثر می کند (تیزآب* بر طلا و پلاتین هم اثر می کند) و بسته به غلظت اسید و طبیعت فلز( این که آن فلز در سری الکتروشیمیایی بالای هیدروژن باشد یا پایین آن) گاز های H₂ (اگر فلز بالای هیدروژن باشد) و یا NO، NO₂ و یا آمونیم نیترات NH₄NO₃ می دهد.

۱- اسید رقیق با فلزات بالای هیدروژن در سری الکتروشیمیایی، نمک و هیدروژن می دهد

Mg + 2HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + H₂ (منیزیم نیترات)
Mn + 2HNO₃ → Mn(NO₃)₂ + H₂ (منگنز نیترات)
Zn + 2HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + H₂ (روی نیترات)

دقت کنید در واکنش های بالا هیدروژن اکسید کننده است.

۲- اسید رقیق با فلزات پایین هیدروژن در سری الکتروشیمیایی گاز NO می دهد

۳Ag + 4HNO₃ → ۳AgNO₃ + NO + 2H₂O (نقره نیترات)
۳Cu + 8HNO₃ → ۳Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O (مس نیترات)
Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O (آهن نیترات)

۳- نیتریک اسید غلیظ با فلزات گاز NO₂ می دهد.

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
اما برخی از فلزات مانند آهن، آلومینیم و کروم بی اثر است.( اثر رویینگی یا پاسیو شدن** )

۴- اسید بسیار رقیق بر فلزات زیر هیدروژن کم و بیش اثر کرده و نیترات آمونیم می دهد.

۴Sn + 10HNO₃ → ۴Sn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
۴Fe + 10HNO₃ → ۴Fe(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
*تیزآب سلطانی
مخلوطی به نسبت سه مولکول HCl و یک مولکول HNO₃ که به عالت ایجاد کلر نوزاد(اتمی) بر طلا و پلاتین اثر می کند.

۳HCl + HNO₃ → ۲H₂O + NO + 3Cl
۳Cl + Au → AuCl₃
که با جمع دو واکنش بالا داریم
۳HCl + HNO₃ + Au → AuCl₃ + 2H₂O + NO
**اثر رویینگی یا پاسیو شدن:
شامل ایجاد یک لایه ی بیرونی همانند سپر که مانند یک پوشش میکروسکوپی عمل می کند و بوسیله ی واکنش های شیمیایی، و یا در اثر اکسایش بوسیله ی هوا به وجود می آید و از خورده شدن بیشتر فلز توسط اسید یا هوا جلو گیری می کند.

ٰاپلیکیشن اکسایش کاهش

سرچشمه ها:

شیمی (معدنی آلی) حسام امینی – دکتر مسعود روحی لاریجانی

https://en.wikipedia.org/wiki/Nitric_acid

https://en.wikipedia.org/wiki/Passivation_(chemistry)

http://www.amazingrust.com/Experiments/background_knowledge/Nitric_Acid.html