Przeprowadzono eksperyment w laboratorium chemicznym. Sprawdź, jak zachowuje się glin w reakcji ze stężonym i rozcieńczonym kwasem azotowym($\text{V}$), zapoznając się z poniższym opisem doświadczenia. Następnie wykonaj ćwiczenia sprawdzające.

Analiza eksperymentu:

Zjawisko pasywacji na zastosowanie glinu.

Problem badawczy:

Czy stężenie kwasu azotowego($\text{V}$) wpływa na występowanie zjawiska pasywacji?

Hipoteza:

Stężenie kwasu azotowego($\text{V}$) ma wpływ na występowanie zjawiska pasywacji.

Sprzęt laboratoryjny:

• statyw na probówki – prostokątny sprzęt laboratoryjny z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki;

• dwie probówki – podłużne naczynia szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• jednorazowe pipety – wąskie rurki do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki;

• pęseta laboratoryjna – narzędzie o sprężystych ramionach używane do chwytania przedmiotów, których mały rozmiar utrudnia lub uniemożliwia manipulację za pomocą rąk.

Odczynniki chemiczne:

$30\%$ roztwór kwasu azotowego($\text{V}$); $65\%$ roztwór kwasu azotowego($\text{V}$).

Przebieg eksperymentu:

1. Wprowadzenie $30\%$ roztworu kwasu azotowego($\text{V}$) do probówki za pomocą jednorazowej pipety.

2. Powtórzenie tej samej czynności z $65\%$ roztworem kwasu azotowego($\text{V}$).

3. Wprowadzenie glinu do obydwóch probówek przy pomocy pęsety laboratoryjnej.

Obserwacje:

W probówce z $30\%$ roztworem kwasu azotowego($\text{V}$) glin roztwarza się. Dodatkowo widać wydzielający się bezbarwny gaz, który u wylotu z probówki zmienia swoje zabarwienie na kolor brunatny. W probówce z $65\%$ roztworem kwasu azotowego($\text{V}$) glin opada na dno probówki – brak dodatkowych obserwacji.

Wyniki:

Glin reaguje tylko z $30\%$ roztworem kwasu azotowego($\text{V}$).

Wnioski:

Glin, na skutek kontaktu ze stężonym kwasem azotowym($\text{V}$), pokrywa się warstwą trudno rozpuszczalnego tlenku glinu, ulega pasywacji, co uniemożliwia reakcję ze stężonym kwasem azotowym($\text{V}$). W przypadku rozcieńczonego kwasu azotowego($\text{V}$), glin nie ulega pasywacji, a zachodzi reakcja z kwasem.

Równanie reakcji chemicznej:

• dla stężonego kwasu azotowego($\text{V}$):

  $$2 \text{Al}+6 {\text{HNO}}_{3\left(\text{stęż}.\right)}\to {\text{Al}}_2{\text{O}}_3+6 {\text{NO}}_2\text{↑}+3 {\text{H}}_2\text{O}$$;

• dla rozcieńczonego kwasu azotowego($\text{V}$):

  $$\text{Al}+4 {\text{HNO}}_{3\left(\text{rozc}.\right)}\to \text{Al}{\left({\text{NO}}_3\right)}_3+\text{NO↑}+2 {\text{H}}_2\text{O}$$.