Кислоты-окислители: азотная и концентрированная серная

Кислоты-окислители — азотная любой концентрации и концентрированная серная — окисляют не ионом водорода, а атомом азота (+5) или серы (+6). Поэтому они реагируют с медью и серебром, с неметаллами и с восстановителями в составе соединений, а водород не выделяют. Как определить продукт восстановления — разобрано в разделе «Азотная и серная кислоты, галогены как окислители»; здесь — свойства самих кислот.

Азотная кислота

Бесцветная летучая жидкость с резким запахом, «дымит» на воздухе, смешивается с водой. На свету и при нагревании частично разлагается, поэтому концентрированная кислота желтеет от растворённого \(\ce{NO2}\):

\[ \ce{4HNO3 ->[h\nu] 4NO2 ^ + O2 ^ + 2H2O} \]

С металлами (кроме золота и платины) азотная кислота образует нитрат, продукт восстановления азота и воду; железо, алюминий и хром на холоде пассивирует:

\[ \ce{Ag + 2HNO3(\text{конц.}) -> AgNO3 + NO2 ^ + H2O}; \qquad \ce{Fe + 4HNO3(\text{разб.}) -> Fe(NO3)3 + NO ^ + 2H2O} \]

Неметаллы окисляются до высших кислот или оксидов:

\[ \ce{C + 4HNO3(\text{конц.}) -> CO2 ^ + 4NO2 ^ + 2H2O}; \qquad \ce{P + 5HNO3(\text{конц.}) -> H3PO4 + 5NO2 ^ + H2O} \]

Восстановители в соединениях окисляются до высших степеней окисления: соединения железа(II) — до железа(III), сульфиды и сероводород — до серы или серной кислоты:

\[ \ce{3FeO + 10HNO3(\text{разб.}) -> 3Fe(NO3)3 + NO ^ + 5H2O}; \qquad \ce{CuS + 8HNO3(\text{конц.}) -> CuSO4 + 8NO2 ^ + 4H2O} \]

Смесь концентрированных азотной и соляной кислот (1 : 3) — царская водка — растворяет даже золото.

Серная кислота

Концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость, нелетучая, с водой смешивается с сильным разогревом. Поэтому разбавляют её, вливая кислоту в воду тонкой струйкой, а не наоборот. Она жадно поглощает воду — служит осушителем газов, обугливает сахар, бумагу, древесину, отнимает воду у спиртов и муравьиной кислоты: \(\ce{HCOOH ->[H2SO4] CO ^ + H2O}\).

Как окислитель концентрированная кислота реагирует с металлами (железо и алюминий — только при нагревании), неметаллами и восстановителями:

\[ \ce{2Fe + 6H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] Fe2(SO4)3 + 3SO2 ^ + 6H2O}; \qquad \ce{S + 2H2SO4(\text{конц.}) -> 3SO2 ^ + 2H2O} \]

\[ \ce{8HI + H2SO4(\text{конц.}) -> 4I2 + H2S ^ + 4H2O}; \qquad \ce{H2S + H2SO4(\text{конц.}) -> S v + SO2 ^ + 2H2O} \]

Разбавленная серная кислота — обычная сильная кислота-неокислитель: с цинком и железом выделяет водород, с медью не реагирует, с солями бария даёт белый осадок \(\ce{BaSO4}\) — качественная реакция на сульфат-ион.