Từ NO2 tạo ra HNO3: Phương trình, Điều kiện và Bài tập

Từ khóa chính: NO2 Ra HNO3

Phản ứng điều chế axit nitric (HNO3) từ nitơ đioxit (NO2) là một phản ứng quan trọng trong hóa học vô cơ. Bài viết này sẽ đi sâu vào phương trình phản ứng, điều kiện phản ứng, cơ chế phản ứng và các bài tập liên quan đến quá trình chuyển đổi từ NO2 thành HNO3.

Phương trình phản ứng NO2 ra HNO3

Phương trình hóa học cân bằng của phản ứng như sau:

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

Điều kiện phản ứng

Phản ứng diễn ra trong điều kiện thường, không cần xúc tác hay nhiệt độ cao. Sự hiện diện của nước và oxy là cần thiết cho phản ứng xảy ra.

Cơ chế phản ứng NO2 ra HNO3

Phản ứng trên thuộc loại phản ứng oxi hóa khử, trong đó:

NO2 vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử.
O2 là chất oxi hóa.

Quá trình oxi hóa – khử diễn ra như sau:

Quá trình oxi hóa: N⁺⁴ (trong NO2) → N⁺⁵ (trong HNO3) + e
Quá trình khử: O₂ + 4e → 2O^-2 (trong H2O và HNO3)

Tính chất của NO2 và HNO3

NO2 (Nitơ đioxit)

Là chất khí có màu nâu đỏ, mùi hắc, độc hại.
Tan tốt trong nước.
Là một oxit axit, tác dụng với nước tạo thành axit nitric và axit nitrơ:
```
 2NO2 + H2O  → HNO3 + HNO2
```
Là chất oxi hóa mạnh.

HNO3 (Axit Nitric)

Là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm.
Là một axit mạnh, phân li hoàn toàn trong nước.
Là chất oxi hóa mạnh, có thể tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt).
HNO3 đặc nóng có tính oxi hóa mạnh hơn HNO3 loãng. Sản phẩm khử của HNO3 phụ thuộc vào nồng độ axit và tính khử của chất tham gia phản ứng (có thể là NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3).

Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho 4,48 lít khí NO2 (đktc) tác dụng hoàn toàn với oxi và nước. Tính khối lượng HNO3 tạo thành.

Lời giải:

n_NO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol
Theo phương trình phản ứng: 4 mol NO2 tạo ra 4 mol HNO3
=> n_HNO3 = n_NO2 = 0.2 mol
=> m_HNO3 = 0.2 * 63 = 12.6 gam.

Câu 2: Để điều chế 12,6 gam HNO3 cần bao nhiêu lít NO2 (đktc)?