R17x3nTyXhIvH

Ilustracja przedstawiająca model kulowo‑pręcikowy cząsteczki kwasu azotowego(<math aria‑label="pięć">V). Niebieska kulka symbolizuje atom azotu połączony z trzema atomami tlenu symbolizowanymi przez czerwone kulki, w tym z jednym za pomocą wiązania podwójnego, z drugim za pomocą wiązania pojedynczego i z trzecim podstawionym atomem wodoru, również za pomocą wiązania pojedynczego. Atom wodoru symbolizuje mała biała kulka.

R1LqXUFf8yx7I

Ilustracja przedstawiająca dwie struktury rezonansowe kwasu azotowego(<math aria‑label="pięć">V). Pierwsza zbudowana z atomu azotu połączonego z pierwszym atomem tlenu za pomocą wiązania podwójnego, z drugim związanym z atomem wodoru za pomocą wiązania pojedynczego i z trzecim za pomocą wiązania koordynacyjnego, co symbolizuje strzałka skierowana grotem w stronę atomu tlenu. Na atomach tlenu zaznaczono dodatkowo wolne pary elektronowe. Na pierwszym dwie, na drugim również dwie oraz na trzecim trzy. Powstanie drugiej struktury rezonansowej powoduje ruch elektronów od jednej z trzech wolnych par elektronowych atomu tlenu do atomu azotu oraz zerwanie wiązania podwójnego azot tlen i przejście pary elektronowej na atom tlenu. Zatem w drugiej strukturze rezonansowej atom azotu połączony jest z pierwszym atomem tlenu za pomocą wiązania koordynacyjnego, z drugim podstawionym atomem wodoru za pomocą wiązania pojedynczego oraz z trzecim za pomocą wiązania podwójnego.

RZHatdgeHNY331

Zdjęcie przedstawiające szklaną butelkę ze szlifem zatkaną korkiem szklanym ze szlifem. Butelka wypełniona jest siedemdziesięcioprocentowym wodnym roztworem kwasu azotowego(<math aria‑label="pięć">V). Roztwór jest przeźroczysty.

Kwas azotowy($\text{V}$) jest bezbarwną cieczą. Gęstość stężonego kwasu azotowego($\text{V}$) jest większa niż gęstość wody w temperaturze pokojowej. W postaci stężonej najczęściej spotyka się go jako roztwór około $65\%$. Omawiany kwas jest określany również jako „dymiący”, ponieważ po otwarciu butelki wydobywają się obłoki brunatnego gazu. Kwas
azotowy($\text{V}$) jest nietrwały i w wyniku dłuższego przechowywania ulega reakcji rozkładu, co przedstawia poniższe równanie reakcji:

Światło i podwyższona temperatura wpływają na przyspieszenie reakcji rozkładu kwasu.

Kwas azotowy($\text{V}$) należy do kwasów silnie utleniającychkwas silnie utleniającykwasów silnie utleniających oraz jest jednym z najsilniejszych kwasów tlenowych. W temperaturze $25°\text{C}$ jego stała dysocjacjistała dysocjacji (K)stała dysocjacji $\left(K_a\right)$ wynosi $\mathrm{27,5}$. Równanie dysocjacji kwasu azotowego($\text{V}$):

Kwas azotowy($\text{V}$) jest substancją żrącą, która powoduje m.in. poparzenia na skórze w postaci żółtych plam. Jest to efekt zajścia reakcji ksantoproteinowej – pod wpływem stężonego ${\text{HNO}}_3$ zachodzi nitrowanie pierścieni benzenowych białek i powstaje połączenie o barwie żółtej.

R184EKI1zdCYG

Ilustracja przedstawiająca trzy piktogramy. W kwadratach z czerwonym brzegiem na białym tle znajdują się czarne symbole. Na pierwszym kawałek materiału oraz dłoń nad nimi dwie probówki z wylewaną cieczą, która wypala dziurę zarówno w materiale, jaki w dłoni. Piktogram ten informuje o działaniu żrącym substancji. Drugi piktogram to czaszka ze skrzyżowanymi kośćmi piszczelowymi poniżej. Piktogram informuje o toksyczności ostrej. Na trzecim piktogramie znajduje się płomień z literą O w środku, informuje on o tym, że substancja jest ma działanie utleniające.

RGmSMcS1JNqmv

Zdjęcie przedstawiające fragment zabudowań Zakładów Azotowych w Puławach. Większość budynków to metalowe konstrukcje pokryte niebieską farbą lub pozostawione w oryginalnym metalicznym połysku. W tle znajduje się droga oraz lasy. Nad zakładami błękitne niebo z niedużą ilością białych chmur.

Kwas azotowy($\text{V}$) jest jednym z najważniejszych surowców w przemyśle chemicznym. Substancja ta znajduje zastosowanie w produkcji m.in.: nawozów sztucznych, barwników, leków, tworzyw sztucznych oraz materiałów wybuchowych.

Sole kwasu azotowego($\text{V}$), czyli azotany($\text{V}$), były dawniej określane jako saletry. Wszystkie popularne sole kwasu azotowego($\text{V}$) są rozpuszczalne w wodzie.

• ${\text{KNO}}_3$ – azotan($\text{V}$) potasu, saletra potasowa lub indyjska.

R18UCnRUradIP

Zdjęcie przedstawiające białą krystaliczną substancję znajdującą się na szkiełku zegarkowym. To azotan(<math aria‑label="pięć">V) potasu.

Saletra potasowa znajduje zastosowanie m.in. jako nawóz mineralny, składnik czarnego prochu strzelniczego czy konserwant w przemyśle spożywczym do konserwacji mięsa.

• ${\text{NaNO}}_3$ – azotan($\text{V}$) sodu, saletra sodowa lub chilijska.

Saletra sodowa jest białą, krystaliczną substancją stałą. Sól ta znajduje zastosowanie m.in. jako nawóz mineralny w produkcji materiałów wybuchowych, utleniaczutleniaczutleniacz stałych paliw rakietowych, a także jako konserwant w przemyśle spożywczym.

• $\text{Ca}{\left({\text{NO}}_3\right)}_2$ – azotan($\text{V}$) wapnia, saletra wapniowa lub norweska.

Saletra wapniowa jest białą, krystaliczną substancją stałą. Znajduje zastosowanie m.in. jako nawóz mineralny.

• ${\text{NH}}_4{\text{NO}}_3$ – azotan($\text{V}$) amonu, saletra amonowa.

Saletra amonowa to białe lub prawie białe, higroskopijne ciało stałe. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie. Azotan amonu ma właściwości utleniające.

RcRwg9zw1un5C

Ilustracja przedstawiająca model kulkowo‑pręcikowy kwasu azotowego(<math aria‑label="trzy">III). Struktura zbudowana z atomu azotu połączonego za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z atomem tlenu połączonym z atomem wodoru. Atom azotu symbolizuje niebieska kulka, atomy tlenu dwie czerwone kulki, zaś atom wodoru mała biała kulka.

RfulL9cnM9xVg

Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kwasu azotowego(<math aria‑label="trzy">III). Atom azotu posiadający wolną parę elektronową zaznaczoną za pomocą kreski połączony jest za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu, za pomocą wiązania pojedynczego z drugim atomem tlenu podstawionym atomem wodoru. Na obu atomach tlenu zaznaczono po dwie wolne pary elektronowe za pomocą kresek.

Kwas azotowy($\text{III}$) należy do słabych kwasów. Jego stała dysocjacji wynosi $K_a=2·{10}^{-4}$. Równanie dysocjacji kwasu azotowego($\text{III}$):

Kwas azotowy($\text{III}$) jest nietrwałym kwasem tlenowym. W wyniku zatężania ulega reakcji rozkładu, wg poniższego równania reakcji:

Omawiany kwas jest trwały w rozcieńczonym, wodnym roztworze. Zarówno kwas azotowy($\text{III}$), jak i jego sole wpływają negatywnie na organizm człowieka. Kwas ${\text{HNO}}_2$ działa mutagenniemutagennośćmutagennie.

Ciekawostka

W wyniku kolizji, poduszki powietrzne w autach są wypełniane azotem, który powstaje dzięki reakcji rozkładu m.in. azydku sodu (${\text{NaN}}_3$). Mieszanina reakcyjna składa się z azydku sodu (${\text{NaN}}_3$), azotanu($\text{V}$) potasu oraz tlenku krzemu($\text{IV}$). Jeśli będzie miało miejsce zderzenia auta, w ułamku sekundy zajdą reakcje opisane poniższymi równaniami reakcji chemicznych.

$$2 {\text{NaN}}_3\to 2 \text{Na}+3 {\text{N}}_2\uparrow$$

$$10 \text{Na}+2 {\text{KNO}}_3\to {\text{K}}_2\text{O}+5 {\text{Na}}_2\text{O}+{\text{N}}_2\uparrow$$

$${\text{K}}_2\text{O}+{\text{SiO}}_2\to {\text{K}}_2{\text{SiO}}_3$$

$${\text{Na}}_2\text{O}+{\text{SiO}}_2\to {\text{Na}}_2{\text{SiO}}_3$$

Powstały w pierwszej reakcji sód reaguje z azotanem($\text{V}$) potasu, przez co tworzy się azot oraz tlenki sodu i potasu, które następnie reagują z tlenkiem krzemu($\text{IV}$), tworząc bezpieczne krzemiany.

RGuCfB3Vsa2NT

Zdjęcie przedstawiające poduszki powietrzne w samochodzie.

Jednym z najważniejszych związków azotu i zarazem jednym z najsilniejszych kwasów nieorganicznych jest kwas azotowy($\text{V}$). Znajduje liczne i różnorodne zastosowania. Podobnie jego sole, tzw. saletry, stosowane są na wielu różnych płaszczyznach, głównie jako nawozy azotowe. Innym związkiem jest nietrwały kwas azotowy($\text{III}$). Zarówno on, jak i jego sole działają negatywnie na organizm człowieka.

Słownik

Bibliografia

Buczek I., Chrzanowski M., Dymara J., Persona A., Kowalik E., Kuśmierczyk K., Odrowąż E., Sobczak M., Sygniewicz J., Chemia. Rozszerzenie. Repetytorium matura, Warszawa 2014.

Czerwiński A., Czerwińska A., Jelińska – Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1. Podręcznik dla Liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego, technikum, Warszawa 2002.

Lautenschläger K. H., Schröter W., Wanninger A., Nowoczesne Kompendium Chemii, Warszawa 2007.

Litwin M., Styka – Wlazło S., Szymońska J., To jest chemia 1. Chemia ogólna i nieorganiczna. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum. Zakres rozszerzony, Warszawa 2018.

Pazdro K. M., Chemia. Pierwiastki i związki nieorganiczne, Warszawa 2012.