Phản ứng giữa Zn HNO3 (axit nitric)

Nội Dung

Khi Zn (kẽm) phản ứng với HNO₃ (axit nitric), nó sẽ tạo ra muối kẽm nitrate (Zn(NO₃)₂) và giải phóng khí H₂ hoặc NO₂ tùy thuộc vào nồng độ của axit nitric. Nếu dùng HNO₃ loãng, kẽm sẽ tạo ra khí H₂, còn khi dùng HNO₃ đặc, khí NO₂ sẽ được giải phóng.

Phương trình phản ứng

1. Khi Zn phản ứng với HNO₃ loãng:

$$Zn + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2$$

2. Khi Zn phản ứng với HNO₃ đặc:

$$3Zn + 8HNO_3 \rightarrow 3Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 4H_2O$$ 

Chi tiết phản ứng

1. Chất tham gia:

   • Zn (kẽm): Kẽm là kim loại hoạt động mạnh, có thể phản ứng với axit nitric để tạo thành muối kẽm nitrate.
   • HNO₃ (axit nitric): Một axit mạnh có tính oxi hóa cao. Tùy thuộc vào nồng độ của HNO₃, nó sẽ cho ra sản phẩm khác nhau.

2. Phản ứng với HNO₃ loãng:

   • Khi sử dụng axit nitric loãng, kẽm sẽ phản ứng với axit để tạo ra muối kẽm nitrate (Zn(NO₃)₂) và giải phóng khí H₂ (hydro), vì axit nitric loãng không đủ mạnh để oxi hóa kẽm hoàn toàn.

3. Phản ứng với HNO₃ đặc:

• Khi sử dụng axit nitric đặc, khí NO₂ (dioxid nitrogen) sẽ được sinh ra. Đây là khí độc, có màu nâu đỏ, và có tính oxi hóa mạnh. Phản ứng sẽ tạo ra Zn(NO₃)₂ và khí NO₂, đồng thời nước (H₂O) cũng là sản phẩm phụ.

>> xem thêm axit nitric HNO3: https://blog.mienbacchem.com/2024/12/axit-nitric-hno3.html

Bài tập liên quan

Bài tập 1:
Viết phương trình phản ứng khi 10g Zn phản ứng với 100ml HNO₃ loãng 3M. Tính khối lượng Zn(NO₃)₂ thu được.

Hướng dẫn giải:

• Phương trình phản ứng:

  $$Zn + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2$$

• Tính số mol của HNO₃ từ nồng độ và thể tích:

  $$n_{HNO_3} = C \times V = 3 \times 0.1 = 0.3 \text{ mol}$$ 

• Tỷ lệ mol giữa Zn và HNO₃ là 1:2, do đó số mol Zn sẽ là:

  $$n_{Zn} = \frac{0.3}{2} = 0.15 \text{ mol}$$ 

• Tính khối lượng Zn từ số mol:

  $$m_{Zn} = n_{Zn} \times M_{Zn} = 0.15 \times 65.38 = 9.81 \text{g}$$ 

• Tính khối lượng Zn(NO₃)₂ từ số mol Zn:

  $$m_{Zn(NO_3)_2} = n_{Zn} \times M_{Zn(NO_3)_2} = 0.15 \times 189.2 = 28.38 \text{g}$$ 

Bài tập 2:
Khi 5g Zn phản ứng với HNO₃ đặc, bao nhiêu lít khí NO₂ (ở điều kiện tiêu chuẩn) sẽ được tạo ra?

Hướng dẫn giải:

• Phương trình phản ứng:

  $$3Zn + 8HNO_3 \rightarrow 3Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 4H_2O$$ 

• Tính số mol của Zn từ khối lượng 5g:

  $$n_{Zn} = \frac{5}{65.38} = 0.0765 \text{ mol}$$ 

• Tỷ lệ mol giữa Zn và NO₂ là 3:2, do đó số mol NO₂ sẽ là:

  $$n_{NO_2} = \frac{2}{3} \times 0.0765 = 0.051 \text{ mol}$$
  

• Tính thể tích khí NO₂ ở điều kiện tiêu chuẩn (1 mol khí = 22.4 L):

  $$V_{NO_2} = n_{NO_2} \times 22.4 = 0.051 \times 22.4 = 1.1424 \text{ L}$$
  

Ứng dụng của phản ứng

• Sản xuất muối kẽm nitrat: Zn(NO₃)₂ có ứng dụng trong ngành công nghiệp, ví dụ trong sản xuất phân bón chứa kẽm, trong chế biến kim loại, hoặc như chất xúc tác trong các phản ứng hóa học khác.
• Sản xuất khí NO₂: NO₂ là khí có tính oxi hóa mạnh, được sử dụng trong công nghiệp sản xuất axit nitric và trong các quá trình hóa học khác, mặc dù khí này rất độc và cần xử lý cẩn thận.

Lưu ý khi thực hiện phản ứng

1. An toàn lao động:

   • HNO₃ là axit mạnh và có tính oxi hóa cao, có thể gây bỏng da và mắt, do đó cần sử dụng kính bảo hộ, găng tay, và áo bảo hộ khi làm việc với axit nitric.
   • Khí NO₂ là khí độc, có màu nâu đỏ và có thể gây tổn thương đường hô hấp. Cần làm việc trong môi trường có thông gió tốt và đeo mặt nạ phòng độc nếu cần.

2. Nhiệt độ phản ứng:

   • Phản ứng giữa Zn và HNO₃ đặc có thể sinh nhiệt, vì vậy cần tránh để phản ứng quá mạnh hoặc không kiểm soát được nhiệt độ, tránh gây nguy hiểm.

3. Lưu trữ:

   • HNO₃ cần được bảo quản trong các bình chứa chịu axit và tránh tiếp xúc với kim loại dễ phản ứng để tránh tạo thành khí độc và các phản ứng không mong muốn.

4. Khí NO₂:

   • NO₂ là một khí độc hại, có thể gây ô nhiễm không khí nếu không được xử lý đúng cách. Các thiết bị bảo vệ và hệ thống thu hồi khí cần phải được sử dụng khi làm việc với axit nitric đặc.

---

Tóm tắt:

Phản ứng giữa Zn (kẽm) và HNO₃ (axit nitric) tạo ra Zn(NO₃)₂ (muối kẽm nitrate) và khí H₂ (khi dùng HNO₃ loãng) hoặc khí NO₂ (khi dùng HNO₃ đặc). Phản ứng này có ứng dụng trong công nghiệp sản xuất muối kẽm và khí NO₂. Tuy nhiên, cần chú ý đến sự nguy hiểm của khí NO₂ và bảo vệ cá nhân khi thực hiện phản ứng.