Reakce Fe a Pb se zředěnou HNO3
Dobrý den,
Chtěl bych se zeptat, jak je možné, že zředěná HNO3 reaguje se železem i olov,když koncentrovaná železo pasivuje. A je to ovlivněno i koncentrací kyseliny dusičné, nebo ne?
Děkuji.
Chtěl bych se zeptat, jak je možné, že zředěná HNO3 reaguje se železem i olov,když koncentrovaná železo pasivuje. A je to ovlivněno i koncentrací kyseliny dusičné, nebo ne?
Děkuji.
Odpovědi
Železo pasivuje jen silně kncentrovaná HNO3 - dýmavá HNO3. Koncentrovaná kyselina reaguje podle rovnice
HNO3 + Fe = FeO + HNO2 nebo 3HNO3 + 2Fe = Fe2O3 + 3HNO2.
Zředěná kyselina je silně disociovaná a reaguje jinak:
HNO3 + H2O = H3O+ + NO3- a dál 6H3O+ + 2Fe = 2Fe(3+) + 3H2
V prvním případě je produktem oxid. Pokud vytváří konpaktní vrstvu, reakce se po vytvoření vrstvičky zastaví. Ve druhém případě vzniká ion železa a tedy sůl: Fe(3+) + 3NO3- = Fe(NO3)3. Pokud je sůl dobře rozpustná, nevzniká ochranná vrstva. Pokud kov vytváří na vzduchu kompaktní vrstvu oxidu, třeba hliník nebo olovo, nedisociovaná kyselina s oxiden nereaguje a kov se nerozpouští, zatím co zředěná reaguje jen pokud je vznikající sůl rozpustná nebo tvoří pórovité povlaky.
HNO3 + Fe = FeO + HNO2 nebo 3HNO3 + 2Fe = Fe2O3 + 3HNO2.
Zředěná kyselina je silně disociovaná a reaguje jinak:
HNO3 + H2O = H3O+ + NO3- a dál 6H3O+ + 2Fe = 2Fe(3+) + 3H2
V prvním případě je produktem oxid. Pokud vytváří konpaktní vrstvu, reakce se po vytvoření vrstvičky zastaví. Ve druhém případě vzniká ion železa a tedy sůl: Fe(3+) + 3NO3- = Fe(NO3)3. Pokud je sůl dobře rozpustná, nevzniká ochranná vrstva. Pokud kov vytváří na vzduchu kompaktní vrstvu oxidu, třeba hliník nebo olovo, nedisociovaná kyselina s oxiden nereaguje a kov se nerozpouští, zatím co zředěná reaguje jen pokud je vznikající sůl rozpustná nebo tvoří pórovité povlaky.
Děkuji.
Samozřejmě všechno záleží na E0 kovu a kyseliny, u zředěných i vodíku. Pak ještě přistoupí Ka kyseliny, protože do oxidasčně-redukční rovnováhy vstoupí i koncentrace H+.
Když třeba v soustavě HNO3-Fe budeme snižovat koncentraci NO2, bude na počátku železo oxidovat HNO3 a ve velmi zředěném roztoku H2O: Fe + H2O = FeO + H2 a při zapojení vzdušného kyslíku a vlivu teploty i řada dílčích reakcí. V chemii většina chemicvkých reakcí je v podsrtě rovnovážná, v řadě případů i vícestupňových rovnováh a teprve při jejich využívání se projeví komplikovanost zdánlivě jednoduchého pochodu.
10-20% HNO3 se používá k leptání Fe a vzor je vyleptán za zza 3-3,5 min. do hloubky cca 0,2-0,3 mm.
Tolik asi k rychosti reakce.