Восстановление азотной кислоты до соли аммония является сложным процессом, который включает в себя ряд окислительно-восстановительных реакций. В этом случае азотная кислота (HNO₃) восстанавливается до иона аммония (NH₄⁺), а металлы, такие как натрий и магний, выступают в качестве восстановителей.
а) Восстановление азотной кислоты натрием
Общая реакция:
Когда натрий взаимодействует с азотной кислотой, сначала происходит выделение газа, а затем образуется соль аммония. Общая реакция может быть записана как:
[
8 \text{Na} + 10 \text{HNO}_3 \rightarrow 8 \text{NaNO}_3 + \text{NH}_4\text{NO}_3 + 3 \text{H}_2\text{O}
]
Здесь натрий восстанавливает часть азотной кислоты до нитрата аммония (NH₄NO₃), в то время как большая часть кислоты превращается в нитрат натрия (NaNO₃).
Окислительно-восстановительные полуреакции:
Окисление натрия:
[
\text{Na} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{e}^-
]
Восстановление азотной кислоты до аммония:
[
8 \text{HNO}_3 + 8 \text{e}^- + 8 \text{H}^+ \rightarrow \text{NH}_4^+ + 6 \text{H}_2\text{O} + 7 \text{NO}_3^-
]
б) Восстановление азотной кислоты магнием
Общая реакция:
В случае магния реакция также приводит к образованию нитрата аммония и нитрата магния:
[
4 \text{Mg} + 10 \text{HNO}_3 \rightarrow 4 \text{Mg(NO}_3\text{)}_2 + \text{NH}_4\text{NO}_3 + 3 \text{H}_2\text{O}
]
Здесь магний является восстановителем и приводит к образованию нитрата магния и нитрата аммония.
Окислительно-восстановительные полуреакции:
Окисление магния:
[
\text{Mg} \rightarrow \text{Mg}^{2+} + 2 \text{e}^-
]
Восстановление азотной кислоты до аммония:
[
8 \text{HNO}_3 + 8 \text{e}^- + 8 \text{H}^+ \rightarrow \text{NH}_4^+ + 6 \text{H}_2\text{O} + 7 \text{NO}_3^-
]
Эти реакции демонстрируют сложность взаимодействия металлов с азотной кислотой, включая образование промежуточных соединений и выделение газа. Стоит отметить, что условия проведения реакции, такие как концентрация кислоты и температура, могут повлиять на выход продуктов.