අමුද්රව්ය
ඇමෝනියා වායුව, දූවිලි හා ජල වාෂ්ප ඉවත් කළ වායුගෝලීය වාතය සහ ජලය භාවිත වේ. ඇමෝනියා පරිමා එකකට වාත පරිමා 9–12ක් සැපයීම වැදගත්ය.
1
ඔස්ට්වෝල්ඩ් ක්රියාවලියේ සම්පූර්ණ ප්රතික්රියා
නිෂ්පාදන ඇටවුම, තත්ත්ව සහ ප්රතිචක්රීකරණය.
Pt/Rh උත්ප්රේරක ඔක්සිකරණය
4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(l)
ΔH = −907 kJ mol−1
ΔH = −907 kJ mol−1
800–850 °C; වාතය:NH3 පරිමා අනුපාතය 9–12:1.
NO ඔක්සිකරණය
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
ΔH = −114 kJ mol−1
ΔH = −114 kJ mol−1
NO ආසන්නව 150 °C දක්වා සිසිල් කළ පසු වර්ණ රහිත NO, දුඹුරු NO2 බවට පත්වේ.
ජල අවශෝෂණය
3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(aq) + NO(g)
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
සමස්ත අවශෝෂණ ප්රතික්රියාව
4NO2(g) + 2H2O(l) + O2(g) → 4HNO3(aq)
නිෂ්ක්රීය පිරවුම් සහිත කුළුණේ 5–10 atm යටතේ ප්රතිධාරා සම්බන්ධතාව යොදාගනී.
1A
11 පාඩම — Pt/Rh උත්ප්රේරකය හා චාලක රසායනය
ගැටීම් සිද්ධාන්තය, Ea, මතුපිට ප්රතික්රියා මාර්ගය සහ NO තෝරාගැනීම.
ඵලදායී ගැටීම
NH3 හා O2 අංශු ගැටිය යුතුය; ගැටීමේ ශක්තිය Ea ට සමාන හෝ වැඩි විය යුතුය; බන්ධන වෙනස් කිරීමට සුදුසු දිශානතියක් තිබිය යුතුය.
Pt/Rh හි කාර්යය
උත්ප්රේරක මතුපිට අධිශෝෂණය සහ අඩු සක්රීයකරණ ශක්තියක් ඇති විකල්ප මාර්ගයක් සපයයි. සමස්ත ΔH හෝ සමතුලිතතාව වෙනස් නොකර ප්රතික්රියා වේගය හා තෝරාගැනීම පාලනය කරයි.
ප්රධාන මාර්ගය
NH3* → NH2* → NH* → N*
O2 + 2* → 2O*
N* + O* → NO* → NO(g)
* මඟින් මතුපිට ක්රියාකාරී ස්ථානයක් නිරූපණය කරයි. මෙය සරල කළ මතුපිට යාන්ත්රණ දර්ශනයකි.
අතුරු මාර්ග
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
4NH3 + 4O2 → 2N2O + 6H2O
උෂ්ණත්වය, ඔක්සිජන් ලබාගත හැකි ප්රමාණය, ස්පර්ශ කාලය සහ ප්රවාහ බෙදාහැරීම අනුව NO තෝරාගැනීම වෙනස් විය හැක.
2
මූලික ගුණ, අයනීකරණය සහ විඝටනය
ශක්තිමත් අම්ලයක් සහ ප්රබල ඔක්සිකාරකයක් ලෙස.
සම්පූර්ණ අයනීකරණය
HNO3(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + NO3−(aq)
ආලෝක/තාප විඝටනය
4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O
NO2 නිසා පැරණි නයිට්රික් අම්ලය කහ පැහැ ගත හැක.
NO₂ සමතුලිතතාව
2NO2(g) ⇌ N2O4(g)
NO2 දුඹුරු; N2O4 ලා පැහැති/වර්ණ රහිත.
3
භෂ්ම, ඔක්සයිඩ, උභයගුණී ඔක්සයිඩ සහ කාබනේට්
අම්ල–භෂ්ම ප්රතික්රියා සහ ප්රතික්රියා නොවන අවස්ථා.
භෂ්ම හා NH₃
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
HNO3 + NH3 → NH4NO3
භාෂ්මික ඔක්සයිඩ
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O
උභයගුණී ඔක්සයිඩ
Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O
ZnO + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + H2O
කාබනේට් සහ අම්ලීය ඔක්සයිඩ
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
CO2, SO3, P4O10 වැනි අම්ලීය ඔක්සයිඩ සමඟ සාමාන්ය අම්ල–භෂ්ම උදාසීනීකරණයක් සිදු නොවේ.
4
ලෝහ සමඟ — තනුක සහ සාන්ද්ර HNO₃
සාමාන්යයෙන් H₂ නොලැබේ; අම්ලයම ඔක්සිකාරකය ලෙස අඩු වේ.
Cu + තනුක HNO₃වර්ණ රහිත NO; වාතයේදී දුඹුරු NO₂. නිල් Cu²⁺ ද්රාවණය.
Cu + සාන්ද්ර HNO₃දුඹුරු NO₂ වායුව සෘජුව ලැබේ.
AgAgNO₃ වර්ණ රහිත ද්රාවණය; තනුකදී NO, සාන්ද්රදී NO₂.
ZnZn(NO₃)₂ වර්ණ රහිත; සාන්ද්රදී NO₂, තනුකදී බොහෝවිට NO.
Cu
3Cu + 8HNO3(තනුක) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu + 4HNO3(සාන්ද්ර) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Ag
3Ag + 4HNO3(තනුක) → 3AgNO3 + NO + 2H2O
Ag + 2HNO3(සාන්ද්ර) → AgNO3 + NO2 + H2O
Zn
3Zn + 8HNO3(තනුක) → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Zn + 4HNO3(සාන්ද්ර) → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
ඉතා තනුක අම්ලයේ විශේෂ අවස්ථාව
Mg + 2HNO3(ඉතා තනුක) → Mg(NO3)2 + H2
Mn + 2HNO3(ඉතා තනුක) → Mn(NO3)2 + H2
Mg සහ Mn සඳහා ඉතා තනුක HNO₃ යටතේ H₂ ලැබීම සාමාන්ය රීතියේ විශේෂ අවස්ථාවකි.
5
අක්රියකරණය සහ ප්රතික්රියා නොවන අවස්ථා
විභාගයේ ප්රධාන ට්රැප්.
Fe, Al, Cr — සීතල සාන්ද්ර HNO₃
ඝන ආරක්ෂක ඔක්සයිඩ පටලයක් සෑදීමෙන් ලෝහය අක්රියකරණයට ලක් වේ. එබැවින් දෘශ්ය ප්රතික්රියාව ඉතා අඩු හෝ නොපෙනේ. උණු කිරීමෙන් හෝ පටලය බිඳීමෙන් ප්රතික්රියාව නැවත සිදුවිය හැක.
Au සහ Pt
HNO₃ පමණක් සමඟ ද්රවණය නොවේ. රාජ ද්රාවණයේදී HNO₃ ඔක්සිකාරකය ලෙසත් HCl, Cl⁻/Cl₂ මූලාශ්රය ලෙසත් ක්රියා කරයි.
HNO3 + 3HCl → NOCl + Cl2 + 2H2O
Au + HNO3 + 4HCl → HAuCl4 + NO + 2H2O
6
අලෝහ සහ ඔක්සිහරණ කාරක සමඟ
සාන්ද්ර HNO₃ ප්රබල ඔක්සිකාරකයකි.
C, S, P
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
I₂ සහ H₂S
I2 + 10HNO3 → 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O
3H2S + 2HNO3(තනුක) → 3S + 2NO + 4H2O
H2S + 8HNO3(සාන්ද්ර) → H2SO4 + 8NO2 + 4H2O
SO₂ ඔක්සිකරණය
3SO2 + 2HNO3 + 2H2O → 3H2SO4 + 2NO
නිෂ්පාදන තීරණය
අම්ල සාන්ද්රතාව, උෂ්ණත්වය සහ ඔක්සිහරණ කාරකයේ ශක්තිය අනුව HNO₃ හි N(+5) ප්රධාන වශයෙන් NO₂(+4), NO(+2), N₂O(+1), N₂(0), NH₄⁺(−3) හෝ විශේෂ අවස්ථාවල H₂ දක්වා වෙනස් ප්රතිඵල දිය හැක.
7
HNO₃ සකස් කිරීම සහ NO₃⁻ හඳුනාගැනීම
ප්රායෝගික හා ගුණාත්මක විශ්ලේෂණය.
පාසල් විද්යාගාරයේ HNO₃
NaNO3(s) + H2SO4(සාන්ද්ර) → NaHSO4(s) + HNO3(g)
අඩු උෂ්ණත්වයේ අවාෂ්පශීලී සාන්ද්ර H₂SO₄ භාවිත කර HNO₃ ආසවනය කරගනී.
දුඹුරු වළලු පරීක්ෂණය
NO3− + 3Fe2+ + 4H+ → NO + 3Fe3+ + 2H2O
[Fe(H2O)6]2+ + NO → [Fe(H2O)5(NO)]2+ + H2O
ස්තර සීමාවේ දුඹුරු වළල්ලක්.
Al/NaOH පරීක්ෂණය
3NO3− + 8Al + 5OH− + 18H2O → 3NH3 + 8[Al(OH)4]−
උණු කිරීමෙන් NH₃ නිදහස් වීමෙන් නයිට්රේට් අයනය හඳුනාගත හැක.
විභාග ට්රැප්
දුඹුරු වළලු පරීක්ෂණයේ HNO₃ එක්කරන්නේ නැත; නයිට්රේට් නියැදිය, නැවුම් FeSO₄ සහ පසුව සාන්ද්ර H₂SO₄ ස්තරයක් භාවිත කරයි.
8
නයිට්රේට්වල තාප විඝටනය
කැටායනය අනුව ඵල වෙනස් වේ.
1 වන කාණ්ඩය — Li හැර
2KNO3(s) → 2KNO2(s) + O2(g)
Li සහ බොහෝ ලෝහ නයිට්රේට්
4LiNO3 → 2Li2O + 4NO2 + O2
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
AgNO₃
2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
NH₄NO₃
NH4NO3 → N2O + 2H2O
උෂ්ණත්වය සහ තත්ත්ව අනුව අනතුරුදායක විඝටන මාර්ග ඇති බැවින් මෙය ප්රායෝගික උපදෙස් ලෙස භාවිත නොකරන්න.
9
කාබනික නයිට්රීකරණ ප්රතික්රියා
HNO₃ නයිට්රෝ කාණ්ඩය ලබාදෙන ප්රතිකාරකයක් ලෙස ක්රියා කරයි.
බෙන්සීන්
C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O
සාන්ද්ර H₂SO₄, 50–60 °C
සාන්ද්ර H₂SO₄, 50–60 °C
ෆීනෝල්
C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH + 3H2O
සාන්ද්ර HNO₃ සමඟ 2,4,6-ට්රයිනයිට්රොෆීනෝල් ලැබේ.
ග්ලිසරෝල්
C3H5(OH)3 + 3HNO3 → C3H5(ONO2)3 + 3H2O
නයිට්රීකරණ මිශ්රණය
HNO3 + H2SO4 ⇌ NO2+ + HSO4− + H2O
NO₂⁺ යනු ඉලෙක්ට්රෝනලෝභී ප්රභේදයයි.
12
භාෂ්මික, උභයගුණී සහ අම්ලීය ඔක්සයිඩ — සම්පූර්ණ සසඳනය
ඔක්සයිඩ වර්ගය අනුව HNO₃ සමඟ සිදුවන හෝ නොවන ප්රතික්රියාව හඳුනාගන්න.
භාෂ්මික ඔක්සයිඩ
MgO + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O
CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
උභයගුණී ඔක්සයිඩ
Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O
ZnO + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + H2O
Cr2O3 + 6HNO3 → 2Cr(NO3)3 + 3H2O
PbO + 2HNO3 → Pb(NO3)2 + H2O
අම්ලීය ඔක්සයිඩ
CO₂ • SO₃ • P₄O₁₀HNO₃ සමඟ සාමාන්ය අම්ල–භෂ්ම උදාසීනීකරණයක් නොවේ.
අම්ලයක් සහ අම්ලීය ඔක්සයිඩයක් අතර නයිට්රේට් ලවණ + ජලය යන සාමාන්ය ප්රතිඵලය නොපුරෝකථනය කරන්න.
13
කාබනික හා අකාබනික ප්රතික්රියා — ක්ෂණික වෙන්කිරීම
HNO₃ අම්ලයක්, ඔක්සිකාරකයක් සහ නයිට්රීකරණ ප්රතිකාරකයක් ලෙස වෙනස් භූමිකා ඉටු කරයි.
කාබනික — ඉලෙක්ට්රෝනලෝභී ආදේශන නයිට්රීකරණය
HNO3 + H2SO4 ⇌ NO2+ + HSO4− + H2O
C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O
C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH + 3H2O
අකාබනික — අම්ලය / ඔක්සිකාරකය
NH3 + HNO3 → NH4NO3
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
3SO2 + 2HNO3 + 2H2O → 3H2SO4 + 2NO
විභාග ට්රැප්: නයිට්රීකරණය, නයිට්රේට් ලවණ සෑදීම සහ HNO₃ මඟින් ඔක්සිකරණය කිරීම එකම ප්රතික්රියා වර්ගයක් නොවේ.
14
විභාග ප්රශ්න සිතියම සහ ට්රැප්
පසුගිය/පාසල් පත්රවල නැවත නැවත භාවිත කළ හැකි ඉල්ලීම්.
ඇටවුම: Pt/Rh කුටිය, සිසිලනය, ඔක්සිකරණ කුටිය, නිෂ්ක්රීය පිරවුම් සහිත අවශෝෂණ කුළුණ, ජලය/වායු ප්රතිධාරාව සහ HNO₃ පිටවීම ලේබල් කරන්න.
සමීකරණ: NH₃→NO, NO→NO₂, NO₂→HNO₃ සහ NO නැවත ඔක්සිකරණය වෙන වෙනම ලියන්න.
ලෝහ: තනුක HNO₃ සමඟ NO; සාන්ද්ර සමඟ NO₂ යන පොදු රටාව, Mg/Mn විශේෂය සහ Fe/Al/Cr අක්රියකරණය වෙන්කරන්න.
නිරීක්ෂණ: NO වර්ණ රහිත නමුත් වාතයේදී දුඹුරු NO₂; Cu²⁺ නිල් ද්රාවණය; නයිට්රේට් උණු කිරීම දුඹුරු NO₂ සහ O₂.
ඔක්සිකරණ අංක: HNO₃ හි N = +5; NO₂ = +4; NO = +2; N₂O හි සාමාන්ය N = +1; NH₄⁺ හි N = −3.
ප්රතික්රියා නොවීම: Au/Pt + HNO₃ නොවේ; සීතල සාන්ද්ර HNO₃ සමඟ Fe/Al/Cr අක්රියකරණයට ලක්වීම; අම්ලීය ඔක්සයිඩ සමඟ සාමාන්ය උදාසීනීකරණය නැත.
මෙම සෙවුමට ගැළපෙන HNO₃ කොටසක් හමු නොවීය.