Fe + HNO3 loãng là một phương trình oxy hóa khử rất đặc trưng N5+ bị khử xuống N2+. HNO3 loãng vẫn là một axit mạnh nên sản phẩm tạo ra Fe3+ là Fe(NO3)3 và khí tạo ra là NO không màu. Bạn nên lưu ý kỹ phản ứng giữa sắt với axit nitric đặc nóng và loãng phản ứng xảy ra rất khác nhau, dễ gây nhầm lẫn. Fe + HNO3 đặc nóng tạo ra khó NO2 (màu đỏ nâu) đặc trưng.
TÓM TẮT
Mô tả thí nghiệm
Cho dung dịch HNO3 loãng vào ống nghiệm, cho một mẩu kim loại Fe (Sắt) vào. Thấy phản ứng xảy ra dễ dàng, không cần đun nóng, khí màu trắng thoát ra nhiều.
Phản ứng này tỏa nhiệt sau một thời gian ông nghiệm nóng lên phản ứng xảy ra dữ dội. Thấy có kết tủa màu xanh rêu, khí thoát ra bắt đầu chuyển sang màu đỏ.
Phương trình hóa học
Sắt phản ứng dễ dàng với dung dịch HNO3 loãng ở nhiệt độ thường cho muối Fe(NO3)3, khí NO(không màu) và H2O
PTHH: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
PT ion: Fe 4H+ + NO3– → Fe3+ + NO + 2H2O
Khí NO (không màu) bị hóa nâu trong không khí do phản ứng với O2 tạo ra khí NO2 (màu đỏ nâu)
2NO + O2 → 2NO2
Cân bằng phương trình
Bước 1: đếm các nguyên tử Fe, H, N, O trước và sau phản ứng liệt kê ra một bảng
Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
| Chất phản ứng | Sản phẩm |
| Fe = 1 H = 1 N = 1 O = 3 |
Fe = 1 H = 2 N = 3 + 1 = 4 O = 3x(3) + 1 + 1 = 11 |
Bước 2: ta thấy có thể cân bằng hydro ở 2 phía bằng cách x 2 HNO3 ở chất phản ứng.
Fe + 2HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
| Chất phản ứng | Sản phẩm |
| Fe = 1 H = 1 x 2 = 2 N = 1 x 2 = 2 O = 3 x 2 = 6 |
Fe = 1 H = 2 N = 3 + 1 = 4 O = 9 + 1 + 1 = 11 |
Bước 3: ta cân bằng tiếp đến nito ở cả hai phía bằng cách x 2 lần số nito ở HNO3 chất phản ứng. Viết lại bảng.
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
| Chất phản ứng | Sản phẩm |
| Fe = 1 H = 4 N = 1 x 4 = 4 O = 4 x 3 = 12 |
Fe = 1 H = 2 N = 4 O = 11 |
Bước 4: ta cân bằng tiếp hydro bằng cách x 2 hydro ở phía sản phẩm. Viết lại bảng.
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
| Chất phản ứng | Sản phẩm |
| Fe = 1 H = 4 N = 4 O = 12 |
Fe = 1 H = 2 N = 4 O = 9 + 1 + 2x(1) = 12 |
Ta thấy số nguyên tử ở cả hai phía đã cân bằng nên không cần làm gì tiếp.
Ứng dụng thực tế của Fe + HNO3 loãng
1.Điều chế muối sắt (II) nitrat – Fe(NO3)2 sử dụng trong
2.Là một phương trình kinh điển để so sánh HNO3 đặc và loãng
3.Làm sạch bề mặt kim loại có chọn lọc
4.Là tiền chất trong các phản ứng hóa học khác (ví du: Fe(NO3)2+NaOH)
So sánh Fe + HNO3 đặc và loãng
Với HNO3 đặc phản ứng không tạo khí H2 mà tạo ra khí NO2 hoặc NO vì HNO3 đặc có tính oxy hóa mạnh hơn loãng.
Phản ứng với HNO3 đặc không đơn giản mà tùy thuộc vào nồng độ, nhiệt độ. Chính vì thế rất thường được sử dụng trong thi cử để kiểm tra khả năng của người học.