Висмут с азотной кислотой уравнение (8 видео)

Реакция взаимодействия висмута и азотной кислоты

Содержание

Реакция взаимодействия висмута и азотной кислоты
Реакция взаимодействия галлия и сероводорода
Реакция взаимодействия хлорида меди (I) и азотной кислоты
Реакция диспропорционирования сульфида галлия (II)
Выбрать язык
Популярные записи
Предупреждение.
Характеристика свойств висмута и его соединений
Способ получения висмута азотнокислого
🔥 Видео

Видео:Азотная кислота. Физические и химические свойства азотной кислоты. Подготовка к ЕГЭ по химии | ХимияСкачать

Реакция взаимодействия висмута и азотной кислоты

Уравнение реакции взаимодействия висмута и азотной кислоты:

Реакция взаимодействия висмута и азотной кислоты.

В результате реакции образуются нитрат висмута (III), оксид азота (IV) и вода.

Для проведения реакции используется концентрированный раствор (60 %) азотной кислоты.

Реакция протекает при нормальных условиях.

Формула для поиска по сайту: Bi + 6HNO3 → Bi(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.

Реакция взаимодействия галлия и сероводорода

Реакция взаимодействия хлорида меди (I) и азотной кислоты

Реакция диспропорционирования сульфида галлия (II)

Выбрать язык

Предупреждение.

Все химические реакции и вся информация на сайте предназначены для использования исключительно в учебных целях — только для решения письменных, учебных задач. Мы не несем ответственность за проведение вами химических реакций.

Химические реакции и информация на сайте
не предназначены для проведения химических и лабораторных опытов и работ.

Видео:Азотная кислота на ОГЭ по химии | ОГЭ 2023 | УмскулСкачать

Характеристика свойств висмута и его соединений

Задача 931.
Висмут легко растворяется в разбавленной азотной кислоте, но не растворяется в соляной и в разбавленной серной кислоте. Какой вывод можно из этого сделать относительно положения висмута в ряду напряжений?
Решение:
Так как висмут легко растворяется в разбавленной азотной кислоте, но не растворяется в соляной и в разбавленной серной кислоте, то можно сделать вывод о том, что висмут в ряду напряжений стоит правее водорода (потому что не вытесняет водород из кислот).

Реакция с азотной кислотой проходит c образованием нитрата висмута и выделением оксида азота(II):

Действительно висмут в ряду напряжений стоит между водородом и медью:

Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Zn→Cr→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→H→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au

Ряд напряжений используется на практике для сравнительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе:

Металлы, стоящие левее в ряду напряжений, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu возможно только в прямом направлении.
Металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют водород при взаимодействии с водными растворами кислот-не окислителей; наиболее активные металлы (до алюминия включительно) — и при взаимодействии с водой.
Металлы, стоящие в ряду правее водорода, с водными растворами кислот-не окислителей при обычных условиях не взаимодействуют.
При электролизе металлы, стоящие правее водорода, выделяются на катоде; восстановление металлов умеренной активности сопровождается выделением водорода; наиболее активные металлы (до алюминия) невозможно при обычных условиях выделить из водных растворов солей.,

Задача 932.
Как получить висмутат натрия? Какими свойствами обладает это соединение? Написать уравнение реакции взаимодействия висмутата натрия с нитратом марганца(II) в азотнокислой среде.
Решение:
а) Получение висмутата натрия.
Окисление оксида висмута(III)(t = 400 — 600 0 C):

Bi₂O₃ + 2Na₂O₂ + O₂ 2NaBiO₃

Окисление в щелочной среде нитрата висмута (t = 600 0 C):

NaBiO₃ + 2Na₂O₂ + 4NaOH 2NaBiO₃ + 6NaNO₂ + 3O₂↑ + 2H₂O

б) Взаимодействия висмутата натрия с нитратом марганца(II) в азотнокислой среде.
Реакция протекает в кислотной среде самопроизвольно, так как стандартный потенциал окислительно-восстановительной пары NaBiO₃/Bi 3+ (+1,808 В) выше, чем для пары MnO₄ – /Mn 2+ (+1,531 В). Уравнение реакции взаимодействия висмутата натрия с нитратом марганца(II) в азотнокислой среде:

Видео:Химия 9 класс (Урок№15 - Азотная кислота. Строение молекулы.Соли азотной кислоты.Азотные удобрения.)Скачать

Способ получения висмута азотнокислого

Изобретение относится к способам переработки висмутсодержащих материалов с получением соединений висмута. Висмутсодержащий материал обрабатывают кислотой. Проводят гидролитическую очистку висмута раствором щелочного реагента при рH 0,5-1,4 и температуре 40-70 o C. Висмут азотнокислый основной переводят в висмут азотнокислый при равновесной концентрации кислоты в растворе 2,8-10,6 моль/л и конечной температуре процесса 15-25 o C. Изобретение дает возможность упростить процесс, устранив операцию упаривания концентрированных по азотной кислоте висмутсодержащих растворов, что связано с выделением в атмосферу паров азотной кислоты. При этом удается получить продукт, существенно более чистый по примесным металлам, и в три раза снизить энергозатраты за счет устранения операции упаривания висмутсодержащих растворов. 2 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, а конкретно — к способам переработки висмутсодержащих материалов с получением соединений висмута.

Известен способ получения висмута азотнокислого состава Bi(NO₃)₃ 5H₂O путем растворения металлического висмута в азотной кислоте с концентрацией 7,4 моль/л при 60-70 o C, фильтрации полученного раствора, его упаривания до плотности 1,9 при 65-70 o C, охлаждения льдом при перемешивании, фильтрации выпавших кристаллов висмута азотнокислого и их сушки при 40-45 o C (Карякин Ю. В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. М.: — Химия, 1974. — С. 80).

Недостатками способа является сложность процесса, связанная с выделением токсичных оксидов азота на стадии упаривания висмутсодержащих азотнокислых растворов, а также низкая степень очистки висмута от примесных металлов при упаривании растворов, что не позволяет получать продукт высокой чистоты.

Известен способ получения висмута азотнокислого состава Bi(No₃)₃ 5H₂O, включающий растворение металлического висмута или его оксида в 65%-ной (14,4 моль/л) азотной кислоте, осторожном упаривании полученного зеленовато-желтого раствора до перехода его окраски в светло-желтую, охлаждении раствора, двукратной перекристаллизации выпавших кристаллов в азотной кислоте, их фильтрации и сушки на воздухе (Руководство по неорганическому синтезу: в 6-ти томах. Т. 2. Пер. с рем. / Под ред. Г. Брауэра. — М.: Мир, 1985. — С. 647).

Недостатками способа является его сложность, связанная с необходимостью для получения продукта требуемой чистоты проведения двукратной перекристаллизацией осадка, а также выделение токсичных оксидов азота на стадии упаривания висмутсодержащих азотнокислых растворов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения висмута азотнокислого, включающий выщелачивание висмутсодержащих материалов кислотой, цементацию висмута из растворов на железных пластинах, растворение цементного кека (металлический висмут) в азотной кислоте (1:1) при 70-80 o C, осаждении висмута гидролизом в виде висмута азотнокислого основного добавлением раствора соды до остаточной кислотности 6 г/л и 5-6 -кратном разбавлении водой, растворении висмута азотнокислого основного в крепкой азотной кислоте при 70-80 o C, упаривании раствора до плотности 1,9 при 90-100 o C с последующей кристаллизацией висмута азотнокислого при 20-25 o C (Глазков Е.Н., Чазова Л.А. Способ получения азотнокислого висмута. Авторское свид. СССР N 179289. Кл. 12 п, 29 00 МПК C 01 g. Заявлено 25.01.65 г, опубл. 08.11.66 г).

Недостатками способа являются сложность процесса, связанная с необходимостью переработки больших объемов раствора, полученного при осаждении висмута в виде основного нитрата, необходимость упаривания висмутсодержащего азотнокислого раствора, что связано с выделением оксидов азота в атмосферу, а также низкая степень очистки продукта от натрия, железа и свинца.

Целью заявляемого изобретения является упрощение процесса и повышение чистоты продукта.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения висмута азотнокислого, включающем обработку висмутсодержащего материала кислотой, гидролитическую очистку висмута добавлением щелочного реагента с получением висмута азотнокислого основного, его обработку азотной кислотой с выделением висмута азотнокислого и сушку продукта, согласно предлагаемому изобретению гидролитическую очистку висмута проводят раствором щелочного реагента при pH 0,5-1,4 и температуре 40-70 o C, перевод висмута азотнокислого основного в висмут азотнокислый осуществляют при равновесной концентрации кислоты в растворе 2,8-10,6 моль/л и конечной температуре процесса 15-25 o C.

Новым является гидролитическая очистка висмутсодержащих азотнокислых растворов при его гидролизе раствором щелочного реагента при pH 0,5-1,4 и температуре 40-70 o C, перевод висмута азотнокислого основного в висмут азотнокислый при равновесной концентрации кислоты в растворе 2,8-10,6 моль/л и конечной температуре процесса 15-25 o C.

Проведение гидролиза висмута при добавлении раствора щелочного реагента при pH 0,5-1,4 и температуре 40-70 o C позволяет получать висмут азотнокислый основной состава [Bi₆O₄(OH)₄](NO₃)₆ H₂O в виде хорошо окристаллизованного осадка, представляющего собой короткопризматические кристаллы. В случае проведения процесса гидролиза при обычной температуре осадок имеет состав [Bi₆O₄(OH)₄] (NO₃)₆ 4H₂O и представляет собой удлиненные плоскопризматические кристаллы, объем которого в три раза больше, чем в случае гидролиза при повышенной температуре. Последнее связано с захватом осадком маточного раствора, содержащего примесные металлы, что ведет к загрязнению продукта.

Перевод висмута азотнокислого основного в висмут азотнокислый состава Bi(NO₃)₃ 5H₂O при его обработке раствором азотной кислоты позволяет устранить стадию упаривания висмутсодержащего раствора. При этом наряду с уменьшением энергозатрат удается устранить выделение в атмосферу паров азотной кислоты, что упрощает процесс и позволяет получать продукт более чистый по примесным металлам.

Температура процесса 15-25 o C на стадии перевода висмута азотнокислого основного в висмут азотнокислый позволяет увеличить выход висмута в конечный продукт и повысить его чистоту.

Гидролитическую очистку висмута (как видно из табл. 1) следует проводить с добавлением раствора щелочного реагента при pH 0,5-1,4 и температуре 40-70 o C. При pH менее 0,5 степень извлечения висмута в продукт не превышает 85%, а при pH более 1,4 продукт загрязнен свинцом, железом вследствие их соосаждения с висмутом. При температуре процесса менее 40 o C осадок плохо окристаллизован и содержит в своем объеме раствор с примесными металлами, что загрязняет конечный продукт. Повышение температуры процесса более 70 o C приводит к разложению карбонатов аммония или натрия и соответственно повышает расход щелочного реагента. Из табл. 1 также видно, что проведение процесса гидролиза при повышенной температуре позволяет получать более чистый продукт и по натрию при использовании в качестве щелочного реагента растворов карбоната или гидроксида натрия.

Перевод висмута азотнокислого основного состава [Bi₆O₄(OH)₄](NO₃)₆ H₂O в висмут азотнокислый состава Bi(NO₃)₃ 5H₂O следует проводить при равновесной концентрации кислоты в растворе 2,8-10,6 моль/л. Из табл. 2 видно, что висмут (III) азотнокислый 5-ти водный может быть получен, минуя стадию упаривания висмутсодержащих азотнокислых растворов, путем обработки висмута азотнокислого основного раствором азотной кислоты при равновесной концентрации кислоты в растворе 2,8-10,6 моль/л. При равновесной концентрации азотной кислоты в растворе менее 2,84 моль/л степень извлечения висмута в конечный продукт не превышает 55%, а повышение концентрации кислоты более 10,6 моль/л приводит к увеличению ее расхода с одновременным снижением выхода висмута в конечный продукт.

Конечная температура перевода висмута азотнокислого основного в висмут азотнокислый должна составлять 15-25 o C. При температуре процесса выше 25 o C степень извлечения висмута в конечный продукт не превышает 80,0%. Снижение температуры ниже 15 o C, не приводя к существенному увеличению выхода висмута в конечный продукт, требует больших затрат на охлаждение раствора, а получаемый при этом продукт захватывает маточный раствор, что загрязняет продукт и требует его длительной сушки.

Получение висмута азотнокислого по предлагаемому способу позволяет упростить процесс, устранить выделение в атмосферу токсичных оксидов азота и получить продукт высокой чистоты по примесным металлам.

Способ осуществляется следующим образом: 1,0 кг металлического висмута марки Ви 1, содержащего (в%): 98,5 висмута; 0,88 свинца; 9,510 -3 меди; 5,610 -2 серебра; 6,2 10 -3 железа; 6,410 -4 цинка; 3,010 -3 кадмия, обрабатывают при перемешивании 2,40 л раствора азотной кислоты с концентрацией 6 моль/л в течение 3 ч. Получают 2,46 л раствора с концентрацией висмута 400 г/л. Раствор фильтруют, разбавляют его (1: 1) дистиллированной водой, нагревают до 50 o C и приливают к нему при перемешивании 2,5 М раствор карбоната аммония до pH 1, перемешивают пульпу в течение 1 ч и дают отстой в течение 1 ч. Маточный раствор с концентрацией висмута 0,18 г/л отделяют от осадка декантацией, промывают осадок один раз при 50 o C 1,5 л подкисленным до pH 1 раствором азотной кислоты и обрабатывают осадок 1,35 л раствора азотной кислоты с концентрацией 13,0 моль/л при 20 o C. Сбрасывают осадок на нутч-фильтр, отжимают с помощью вакуума и сушат при 45 o C. Получают 1,89 кг висмута азотнокислого состава Bi(NO₃)₃ 5H₂O, содержащего (в %): основного вещества — 99,5; сульфатов — o C, упаривают полученный раствор до плотности 1,9 при 100 o C и охлаждают до 20 o C. Сбрасывают осадок на нутч-фильтр, отжимают с помощью вакуума и сушат при 45 o C. Получают 1,86 кг висмута азотнокислого состава Bi(NO₃)₃ 5H₂O, содержащего (в %): основного вещества — 97,8; сульфатов — o С, перевод висмута азотнокислого основного в висмут азотнокислый осуществляют при равновесной концентрации кислоты в растворе 2,8 — 10,6 моль/л и конечной температуре процесса 15 — 25 o С.