Азотная кислота относится к сильным неорганическим кислотам. Поэтому для нее характерны все общие свойства кислот: изменение окраски индикаторов, взаимодействие с основными и амфотерными оксидами, основаниями и солями. Но азотная кислота – еще очень сильный окислитель, поэтому по-особому реагирует с металлами.

Характер взаимодействия азотной кислоты с металлами достаточно сложен. Эти окислительно-восстановительные реакции не относятся к типу замещения, и состав продуктов таких реакций очень разнообразен. Причем, азотная кислота, даже разбавленная, способна взаимодействовать с металлами, стоящими в ряду активности правее водорода.

Только золото, платина, осмий, иридий и тантал не взаимодействуют с азотной кислотой ни при каких условиях.

Некоторые активные металлы, например алюминий, не реагируют с азотной кислотой из-за плотной оксидной пленки, образующейся на поверхности металла. Для того чтобы показать активность алюминия, опустим алюминиевую проволоку в раствор соляной кислоты. Алюминий энергично взаимодействует с соляной кислотой с выделением водорода.

2Al + 6HCl = 3H₂↑ + 2AlCl₃

Затем эту же проволоку опускаем в концентрированную азотную кислоту. Тотчас же на поверхности алюминия образуется тончайшая оксидная пленка, которая препятствует взаимодействию металла с кислотой.

В большинстве реакций концентрированной азотной кислоты с металлами продуктом восстановления азотной кислоты будет оксид азота (IV). Например, при взаимодействии железа с концентрированной азотной кислотой при нагревании образуются нитрат железа (III), оксид азота (IV) и вода:

Fe + 6HNO₃(конц.) = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

Коэффициенты в подобных реакциях расставляют с помощью метода электронного баланса.

Проведем эксперимент. Пронаблюдаем, как реагирует разбавленная и концентрированная азотная кислота с металлами. Приготовим две пробирки с раствором азотной кислоты. Положим в первую цинк, во вторую – медь.

Цинк реагирует с сильно разбавленной азотной кислотой с выделением аммиака.

4Zn + 9HNO₃ = NH₃↑ + 4Zn(NO₃)₂ + 3H₂O

Влажная лакмусовая бумажка синеет у горлышка пробирки, указывая на присутствие аммиака. Медь реагирует с раствором азотной кислоты с выделением монооксида азота.

3Cu + 8HNO₃ = NO↑ + 3Cu(NO₃)₂+ 4H₂O

Концентрированная азотная кислота – еще более сильный окислитель. В пробирки с концентрированной азотной кислотой поместим цинк и медь. Цинк и медь бурно реагируют с концентрированной азотной кислотой с образованием растворимых солей и выделением бурого газа – диоксида азота (рис. 1).

Zn + 4HNO₃ = 2NO₂↑ + 2H₂O + Zn(NO₃)₂

Cu + 4HNO₃ = 2NO₂↑ + 2H₂O + Cu(NO₃)₂

Рис. 1. Взаимодействие меди (слева) и цинка (справа) с концентрированной азотной кислотой

При взаимодействии с большинством металлов концентрированная азотная кислота восстанавливается до диоксида азота.