Salpeterzuur is sterk. Bijzondere eigenschappen van salpeterzuur en geconcentreerd zwavelzuur

Salpeterzuur

HNO3

Het is experimenteel bewezen dat in een salpeterzuurmolecuul tussen twee zuurstofatomen en een stikstofatoom er twee zijn chemische bindingen absoluut identiek - anderhalve bindingen. De oxidatietoestand van stikstof is +5 en de valentie is IV.

Fysieke eigenschappen

Salpeterzuur HNO3 in zijn pure vorm - een kleurloze vloeistof met een scherpe verstikkende geur, onbeperkt oplosbaar in water; t°pl.= -41°C; kookpunt = 82.6°С, r = 1.52 g/cm3 . Het wordt in kleine hoeveelheden gevormd tijdens bliksemontladingen en is aanwezig in regenwater.

N2 + O2 bliksemontladingen → 2NO2NO+O2 → 2NO2

Onder invloed van licht ontleedt salpeterzuur gedeeltelijk onder afgifte van NO2 en hierdoor krijgt het een lichtbruine kleur:

4HNO3 licht → 4NO2 (bruin gas) + 2H2 Oh +O2

Salpeterzuur met een hoge concentratie geeft gassen vrij in de lucht, die zich in een gesloten fles in de vorm van bruine dampen (stikstofoxiden) bevinden. Deze gassen zijn zeer giftig, dus pas op dat u ze niet inademt. Salpeterzuur oxideert veel organische stoffen. Papier en textiel worden vernietigd door de oxidatie van de stoffen waaruit deze materialen bestaan. Geconcentreerd salpeterzuur veroorzaakt ernstige brandwonden bij langdurig contact en geelverkleuring van de huid gedurende meerdere dagen bij kort contact. Geelverkleuring van de huid duidt op de vernietiging van het eiwit en het vrijkomen van zwavel (een kwalitatieve reactie op geconcentreerd salpeterzuur is een gele kleur vanwege het vrijkomen van elementaire zwavel wanneer het zuur inwerkt op het eiwit - een xantoproteïnereactie). Dat wil zeggen, het is een huidverbranding. Draag rubberen handschoenen bij het hanteren van geconcentreerd salpeterzuur om brandwonden te voorkomen.

Bon

1. Laboratoriummethode: KNO3 + H2 DUS4 (conc) → KHSO4 + HNO3 (wanneer verwarmd)2. Industriële manier: Het wordt uitgevoerd in drie fasen: a) Oxidatie van ammoniak op een platinakatalysator tot NO 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2 O (Condities: katalysator - Pt, t = 500˚С)b) Oxidatie van NO door atmosferische zuurstof tot NO2 2NO+O2 → 2NO2 c) GEEN opname2 water in aanwezigheid van overtollige zuurstof4NO2 + O2 + 2H2 O ↔ 4HNO3

Chemische eigenschappen

1. Zeer sterk zuur. Dissocieert bijna volledig in waterige oplossing:

HNO 3 = H+ + NEE 3 -

reageert:

2. met basische oxiden

CuO + 2HNO 3 = Cu(NEE 3 ) 2 + H 2 O

CuO + 2H + + 2NO 3 - = Cu 2+ + 2NO 3 - + H 2 O

of CuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O

3. met voetstukken

HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O

H + + NEE 3 - + Nee + +OH - = Na + + NEE 3 - + H 2 O

of H + +OH - = H 2 O

4. verdringt zwakke zuren uit hun zouten


2HNO 3 + Nee 2 CO 3 = 2NaNO 3 + H 2 O+CO 2

2H + + 2NO 3 - + 2Na + + CO 3 2- = 2Na + + 2NO 3 - + H 2 O+CO 2

2H + + CO 3 2- = H 2 O+CO 2

Specifieke eigenschappen van salpeterzuur

Sterk oxidatiemiddel

1. Ontleedt in het licht en bij verhitting

t°
4HNO 3 = 2H 2 O+4NO 2 + O 2

Details Categorie: Weergaven: 7174

SALPETERZUUR, HNO 3 , wordt verkregen door stikstofoxiden op te lossen in water:

3NO 2 + H 2 O \u003d 2HN 3 + NEE
N 2 O 3 + H 2 O \u003d HNO 3 + NEE
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3

Fysische eigenschappen van salpeterzuur. Molair gewicht - 63.016; kleurloze vloeistof met een karakteristieke geur; kookpunt 86°, smeltpunt -47°; soortelijk gewicht 1,52 bij 15°; tijdens destillatie, als gevolg van de ontleding van 2HNO 3 \u003d N 2 O 3 + 2O + H 2 O, geeft salpeterzuur onmiddellijk zuurstof, N 2 O 3 en water vrij; absorptie van de laatste veroorzaakt een verhoging van het kookpunt. In waterige oplossing bevat sterk salpeterzuur gewoonlijk stikstofoxiden en de bereiding van volledig watervrij salpeterzuur levert aanzienlijke moeilijkheden op. Het is onmogelijk om watervrij salpeterzuur te verkrijgen door destillatie, aangezien waterige oplossingen van salpeterzuur een minimale elasticiteit hebben, dat wil zeggen, water toevoegen aan zuur en vice versa verlaagt de dampdruk (en verhoogt het kookpunt). Daarom, als gevolg van de destillatie van een zwak zuur (D< 1,4) получается постоянно кипящий остаток D = 1,415, с содержанием 68% HNО 3 и с температурой кипения 120°,5 (735 мм). Перегонка при пониженном давлении дает остаток с меньшим содержанием HNО 3 , при повышенном давлении - с большим содержанием HNO 3 . Кислота D = 1,503 (85%), очищенная продуванием воздуха от N 2 О 4 , дает при перегонке остаток с 77,1% HNО 3 . Кислота D = 1,55 (99,8%) дает при перегонке сначала сильно окрашенный окислами азота раствор D = 1,62, а в остатке кислоту D = 1,49. Т. о. в остатке при перегонке азотной кислоты всегда оказывается кислота, соответствующая минимуму упругости (максимуму температуры кипения). Безводную кислоту можно получить лишь при смешивании крепкой (99,1%) азотной кислоты с азотным ангидридом.

Invriezen lijkt geen zuur boven 99,5% te produceren. Met de nieuwe methoden (Valentiner) om salpeterzuur uit salpeter te extraheren, wordt het zuur vrij zuiver verkregen, bij de oude was het nodig om het voornamelijk te zuiveren van chlorideverbindingen en van N 2 O 4 dampen. Het sterkste zuur heeft D 0 = 1,559, D 15 = 1,53 en 100% HNO 3 - D 4 = 1,5421 (Weley en Manley); 100% zuur rookt in de lucht en trekt net zo sterk waterdamp aan als zwavelzuur. Zuur met D = 1,526 warmt op bij vermenging met sneeuw.

Vormingswarmte (van 1/2 H 2 + 1/2 N 2 + 3/2 O 2):

HNO 3 - stoom + 34400 cal
HNO 3 - vloeibaar + 41600 cal
HNO 3 - kristallen + 42200 cal
HNO 3 - oplossing + 48800 cal

Verdunningswarmte: wanneer één deeltje H20 wordt toegevoegd aan HNO 3 - 3.30 Cal, twee deeltjes - 4.9 Cal, vijf deeltjes - 6.7 Cal, tien - 7.3 Cal. Verdere toevoeging geeft een verwaarloosbare toename thermisch effect. In de vorm van kristallen worden verkregen:
1) HNO 3 H 2 O = H 3 NO 4 - ruitvormig, lijkt op AgNO 3-platen, smeltpunt = -34 ° (-38 °);
2) HNO 3 (H 2 O) 2 = H 5 NO 5 - naalden, smeltpunt -18 °.2, alleen stabiel onder -15 °. De kristallisatietemperatuurcurve van waterig zuur heeft drie eutectische eigenschappen (bij -66°.3, bij -44°.2, bij -43°) en twee maxima (HNO 3 H 2 O -38°, HNO 3 3H 2 O -18 °,2). Dezelfde singuliere punten worden waargenomen voor de oploswarmte en voor de breuken in de elektrische geleidbaarheidscurve, maar deze laat ook 2HNO 3 H 2 O en HNO 3 10H 2 O zien. Van wat zojuist is gezegd, en naar analogie met fosfor zuren, volgt hieruit dat in oplossingen van salpeterzuur het hydraat HNO 3 , maar het ontleedt zeer gemakkelijk, wat de hoge reactiviteit van HNO 3 veroorzaakt. Salpeterzuur dat NO 2 in oplossing bevat, heet rokend(rood).

Chemische eigenschappen. Zuiver HNO 3 ontleedt gemakkelijk en wordt geelachtig door de reactie 2HNO 3 \u003d 2NO 2 + O 2 + H 2 O en absorptie van het resulterende lachgasanhydride. Zuiver salpeterzuur, en in het algemeen sterk salpeterzuur, is alleen stabiel bij lage temperaturen. Het belangrijkste kenmerk van salpeterzuur is het extreem sterke oxiderende vermogen door het vrijkomen van zuurstof. Dus bij inwerking op metalen (behalve Pt, Rh, Ir, Au, waarop HNO 3 niet werkt in afwezigheid van chloor), oxideert salpeterzuur het metaal met de afgifte van stikstofoxiden, hoe lager de oxidatiegraad, hoe energieker het geoxideerde metaal was als reductiemiddel. Lood (Pb) en tin (Sn) geven bijvoorbeeld N 2 O 4 ; zilver - voornamelijk N 2 O 3. Zwavel, vooral vers neergeslagen, wordt gemakkelijk geoxideerd; fosfor verandert bij lichte verwarming in fosforzuur. Steenkool, gloeiend heet verhit, ontbrandt in de dampen van salpeterzuur en in het salpeterzuur zelf. Het oxiderende effect van rokend rood zuur is groter dan dat van kleurloos zuur. IJzer, erin ondergedompeld, wordt passief en is niet langer vatbaar voor de werking van zuur. Watervrij salpeterzuur of gemengd met zwavelzuur werkt zeer sterk op cyclische organische verbindingen (benzeen, naftaleen, enz.), Waardoor nitroverbindingen C 6 H 5 H + HNO 3 \u003d C 6 H 5 NO 2 + HOH worden verkregen. Nitratie van paraffinen is traag en alleen onder invloed van een zwak zuur (hoge mate van ionisatie). Als gevolg van de interactie van stoffen die hydroxyl bevatten (glycerine, vezels) met salpeterzuur, worden salpeterzuuresters verkregen, ten onrechte nitroglycerine, nitrocellulose, enz. genoemd. Alle experimenten en alle werkzaamheden met salpeterzuur moeten worden uitgevoerd in een goed geventileerde kamer, maar beter onder speciale diepgang.

Analyse . Om sporen van salpeterzuur te detecteren, worden de volgende middelen gebruikt: 1) difenylendanylodihydrotriazool (commercieel bekend als Nitron); 5 of 6 druppels van een 10%-oplossing van nitron in 5% azijnzuur worden in 5-6 cm 3 van de testoplossing gegoten, waarbij vooraf één druppel H 2 SO 4 wordt toegevoegd: in aanwezigheid van merkbare hoeveelheden NO 3 ionen, er komt een overvloedig neerslag vrij, in zeer zwakke oplossingen komen naaldvormige kristallen vrij; bij 0° kan zelfs 1/80.000 HNO 3 worden geopend met een nitron; 2) brucine in een waterige oplossing; gemengd met de testoplossing en voorzichtig langs de wand van de reageerbuis gegoten tot sterk zwavelzuur; op het contactpunt van beide lagen in de reageerbuis wordt een roze-rode kleur gevormd, die van onderaf overgaat in groenachtig.

Om de hoeveelheid HNO 3 in een oplossing van rokend salpeterzuur te bepalen, is het noodzakelijk om N 2 O 4 te titreren met een oplossing van KMnO 4, de dichtheid van de vloeistof te bepalen met een hydrometer en de correctie voor het gehalte aan N 2 af te trekken O 4 aangegeven in een speciale tabel.

Industriële methoden voor het extraheren van salpeterzuur. Salpeterzuur wordt gewonnen. arr. van salpeter. Voorheen werd salpeter gedolven in de zogenaamde. "Neltrinitsa" (salpetriere), of "palen", waar, als gevolg van het mengen van mest, urine, enz. bij oud gips worden, mede onder invloed van bacteriën, ureum en andere organische stikstofverbindingen (aminen, amiden, etc.) geleidelijk geoxideerd in salpeterzuur, dat met kalksteen calciumnitraat vormt. Op warme dagen, vooral in het zuiden (bijvoorbeeld in India en Centraal-Azië), het proces is aan de gang erg snel.

In Frankrijk werd in 1813 tot 2.000.000 kg salpeter gewonnen uit salpeter. 25 grote dieren produceren ongeveer 500 kg salpeter per jaar. In sommige plaatsen, waar de belangrijkste bodem rijk is aan dierlijke resten (bijvoorbeeld de regio Kuban), kan er een merkbare hoeveelheid salpeter in de bodem zijn, maar niet genoeg voor extractie. Aanzienlijke hoeveelheden werden gedolven in de Ganges-vallei en zijn te vinden in onze Centraal-Aziatische forten, waar de reserves aan grond met salpeter op elke plaats 17 ton bereiken, maar het gehalte aan salpeter daarin is niet meer dan 3%. In 1809 werden afzettingen van natriumnitraat - Chileens - ontdekt; ze bevinden zich voornamelijk in de provincie Tarapaca, tussen 68 ° 15 "en 70 ° 18" oosterlengte en 19 ° 17 "en 21 ° 18" zuiderbreedte, maar worden zowel in het zuiden als in het noorden gevonden (in Peru en Bolivia); Hun depot bevindt zich op een hoogte van 1100 m boven zeeniveau. De afzettingen zijn ongeveer 200 km lang, 3-5 km breed, het NaNO 3 gehalte is gemiddeld 30-40%. De reserves, uitgaande van een jaarlijkse toename van het verbruik van 50.000 ton, kunnen 300 jaar meegaan. In 1913 werd er 2.738.000 ton geëxporteerd, maar de export naar Europa nam iets af, hoewel ze na een zeer merkbare exportdaling tijdens de oorlog vanaf 1920 weer iets toenam. Meestal ligt er een "vreugdevuur" (50 cm - 2 m dik) bovenop, bestaande uit kwarts en veldspaatzand, en daaronder "kalihe" (25 cm - 1,5 m) met salpeter (de afzettingen bevinden zich in de woestijn naast de afzettingen van zout en boorcalciumzout). De samenstelling van "kalihe" is zeer divers; het bevat NaNO 3 - van 30% tot 70%, jodium- en jodiumzouten - tot 2%, natriumchloride - 16-30%, sulfaatzouten - tot 10%, magnesium - tot 6%. De beste soorten bevatten gemiddeld: NaNO 3 - 50%, NaCl - 26%, Na 2 SO 4 - 6%, MgSO 4 - 3%. Het oplossen van NaNO 3 wordt uitgevoerd bij hoge temperatuur zodat er veel meer NaNO 3 in oplossing gaat dan NaCl, waarvan de oplosbaarheid lichtjes toeneemt met de temperatuur. Uit 3 ton "kalihe" wordt 1 ton ruwe salpeter verkregen met een gemiddeld gehalte van 95-96% salpeter. Uit 1 liter moederpekel wordt gewoonlijk 2,5-5 g jodium verkregen. Meestal is ruwe salpeter bruin van kleur, vanwege de vermenging van ijzeroxide. Voor kunstmest wordt salpeter gebruikt, die tot 1-2% chlorideverbindingen bevat. Zuiver natriumnitraat is kleurloos, transparant, niet hygroscopisch als het geen chlorideverbindingen bevat; kristalliseert in blokjes. Om salpeterzuur te verkrijgen, wordt nitraat verwarmd met zwavelzuur; interactie gaat volgens de vergelijking:

NaNO 3 + H 2 SO 4 \u003d HNO 3 + NaSO 4

d.w.z. zuursulfaat krijgen. Dit laatste kan worden gebruikt om waterstofchloride te produceren door een mengsel van NaHS04 en NaCl in moffels te calcineren. Voor interactie volgens de vergelijking

theoretisch is het nodig om 57,6 kg H 2 SO 4 of 60 kg zuur 66 ° Vẻ per 100 kg NaNO 3 te nemen. Om ontleding te voorkomen, wordt zwavelzuur zelfs 20-30% meer ingenomen. De interactie wordt uitgevoerd in horizontale cilindrische ijzeren retorten van 1,5 m lang, 60 cm in diameter, met wanden van 4 cm dik. Elke cilinder bevat 75 kg salpeter en 75 kg H 2 SO 4 . De dampen worden eerst door een watergekoelde keramische koelkast of door een schuine keramische buis geleid en vervolgens door absorbers: "cilinders" of "bonbons", dat wil zeggen grote keramische "Wulfian-flessen". Als zwavelzuur 60° Vẻ (71%) wordt genomen en 4 kg water per 100 kg salpeter wordt geplaatst in de eerste absorber, dan wordt zuur van 40-42° Vẻ (38-41%) verkregen; met zuur bij 66 ° Bẻ (99,6%) en droge salpeter, krijgen we 50 ° Bẻ (53%); om zuur te verkrijgen bij 36 ° Vẻ, wordt 8 liter water in de eerste absorber geplaatst, 4 liter in de tweede en 2,6 liter in de volgende. Rokend salpeterzuur wordt verkregen door in te werken op salpeter met de helft van de hoeveelheid zwavelzuur dan zou moeten worden berekend. Daarom produceert de methode een zuur dat verontreinigd is met nitrosylchloride en andere stoffen die aan het begin van het proces vertrekken, en stikstofoxiden aan het einde van de destillatie. Stikstofoxiden zijn relatief eenvoudig te verdrijven door lucht door het zuur te blazen. Het is veel voordeliger om te werken in retorten die van alle kanten door vuur zijn omgeven en een pijp aan de onderkant hebben voor het vrijkomen van bisulfaat dat een merkbare hoeveelheid zuur bevat. Feit is dat gietijzer niet door zuur wordt aangetast als het voldoende wordt verwarmd en als contact met vuur van alle kanten ervoor zorgt dat er geen zuurdruppels neerslaan. In vergelijkbare retorten (1,20 breed en 1,50 m in diameter, met een wanddikte van 4-5 cm) wordt salpeter behandeld met zwavelzuur in een hoeveelheid van 450 kg en zelfs 610 kg salpeter per 660 kg H 2 SO 4 (66 ° Bẻ). In plaats van cilinders worden nu vaak verticale leidingen gebruikt of deze leidingen worden aangesloten op cilinders.

Volgens de Gutmann-methode wordt ontleding uitgevoerd in gietijzeren retorten die uit verschillende delen bestaan ​​(Fig. 1 en 1a); de onderdelen zijn verbonden met stopverf, meestal bestaande uit 100 uur ijzervijlsel, 5 uur zwavel, 5 uur ammoniumchloride met eventueel een kleine hoeveelheid water; de retorten en, indien mogelijk, het laadluik zijn ingesloten in metselwerk en verwarmd door ovengassen.

800 kg salpeter en 800 kg 95% zwavelzuur worden in de retort geladen en de destillatie wordt gedurende 12 uur uitgevoerd; het verbruikt ongeveer 100 kg steenkool. Cilindrische retorten worden ook gebruikt. De vrijgekomen dampen komen eerst de cilinder 8 binnen; dan wordt een reeks keramische pijpen, 12 en 13, in een houten kist met water geplaatst; hier condenseren de dampen tot salpeterzuur, dat via leidingen 22 van de Gutmann-installatie naar beneden stroomt, en 23 naar opvang 28, en hier komt ook condensaat uit cilinder 8 binnen; salpeterzuur, niet verdikt in leidingen 12, komt via 15a binnen in een toren gevuld met ballen en gewassen met water; de laatste sporen van zuur die niet in de toren zijn geabsorbeerd, worden opgevangen in de cilinder 43a; gassen door de pijp 46a worden afgevoerd in de schoorsteen. Om de bij de destillatie gevormde stikstofoxiden te oxideren, wordt direct bij de uitlaat van de retort lucht aan de gassen toegevoegd. Als bij de productie sterk zwavelzuur en gedroogde salpeter worden gebruikt, wordt kleurloos 96-97% salpeterzuur verkregen. Bijna al het zuur condenseert in de leidingen, slechts een klein deel (5%) wordt in de toren geabsorbeerd, waardoor 70% salpeterzuur ontstaat, dat wordt toegevoegd aan de volgende lading salpeter. Dat. kleurloos salpeterzuur, verstoken van chloor, wordt verkregen met een opbrengst van 98-99% van de theorie. De methode van Gutman is wijdverbreid geworden vanwege de eenvoud en lage installatiekosten.

96-100% zuur wordt gewonnen uit salpeter volgens de Valentiner-methode, door destillatie onder verminderde druk (30 mm) in gietijzeren retorten van een mengsel van 1000 kg NaNO 3, 1000 kg H2SO 4 (66 ° Vẻ) en zo'n hoeveelheid zwak zuur HNO 3 dat daarmee 100 kg water in gaat. De destillatie duurt 10 uur en er wordt voortdurend lucht in de legering gebracht. De interactie vindt plaats bij 120°, maar aan het einde van het proces is er een "crisis" (1 uur) en zijn sterke schokken mogelijk (bij 120-130°). Daarna wordt de verwarming op 175-210° gebracht. Een goede verdikking en opsluiting van het zuur is essentieel. Dampen uit de retort komen de cilinder binnen, van daaruit in 2 sterk gekoelde spiralen, waarvan in een collector (zoals een Wolff-fles), waarna de coil opnieuw wordt geplaatst en nog eens 15 cilinders, waarachter een pomp is geplaatst. Bij 1000 kg NaNO 3 belading in 6-8 uur wordt 600 kg HNO 3 (48 ° Vẻ) verkregen, d.w.z. 80% van de norm.

Om salpeterzuur te verkrijgen uit Noors nitraat (calciumnitraat), wordt dit laatste opgelost, sterk salpeterzuur toegevoegd en gemengd zwavelzuur, waarna het salpeterzuur uit het gips wordt gefilterd.

Opslag en verpakking. Voor de opslag van salpeterzuur kunt u schalen van glas, vuurvaste klei en puur aluminium (niet meer dan 5% onzuiverheden) gebruiken, evenals schalen gemaakt van Krupp's speciale kiezelzuurbestendige staal (V2A). Aangezien de inwerking van sterk salpeterzuur op hout, zaagsel, vodden bevochtigd met plantaardige olie, enz., uitbraken en branden mogelijk zijn (bijvoorbeeld als een fles barst tijdens het transport), kan salpeterzuur alleen in speciale treinen worden vervoerd. Terpentijn vlamt bijzonder gemakkelijk op bij verhitting wanneer het in sterk salpeterzuur terechtkomt.

Toepassing: 1) in de vorm van zouten voor kunstmest, 2) voor de productie van explosieven, 3) voor de productie van halffabrikaten voor kleurstoffen, en deels voor de kleurstoffen zelf. Ch. arr. zouten van salpeterzuur of salpeter (natrium, ammonium, calcium en kalium) worden gebruikt voor meststoffen. In 1914 bereikte het wereldverbruik van stikstof in de vorm van Chileense salpeter 368.000 ton en in de vorm van salpeterzuur uit de lucht 10.000 ton In 1925 zou het verbruik 360.000 ton salpeterzuur uit de lucht bereiken. De consumptie van salpeterzuur neemt tijdens de oorlog enorm toe door de uitgaven aan explosieven, waarvan de belangrijkste nitroglycerine en nitrocellulose zijn. verschillende soorten, nitroverbindingen (nitrotolueen, trotyl, meliniet, enz.) en stoffen voor lonten (kwikfulminaat). In vredestijd wordt salpeterzuur gebruikt voor de extractie van nitroverbindingen, bijvoorbeeld nitrobenzeen, om via aniline, verkregen uit nitrobenzeen door reductie, naar kleurstoffen te gaan. Een aanzienlijke hoeveelheid salpeterzuur wordt gebruikt om metalen te beitsen; zouten van salpeterzuur (nitraat) worden gebruikt voor explosieven (ammoniumnitraat - in rookloos, kalium - in zwartkruit) en voor vuurwerk (bariumnitraat - voor groen).

Salpeterzuur standaard. De salpeterzuurstandaard bestaat tot nu toe alleen in de USSR en is goedgekeurd door het Comité voor Standaardisatie bij STO als een door de hele Unie verplichte norm (OST-47) voor zuur bij 40 ° Vẻ. De norm stelt het gehalte aan HNO 3 in salpeterzuur vast op 61,20% en beperkt het gehalte aan onzuiverheden: zwavelzuur niet meer dan 0,5%, chloor niet meer dan 0,8%, ijzer niet meer dan 0,01%, vast residu niet meer dan 0,9% ; standaard salpeterzuur mag geen sediment bevatten. De norm regelt de relatie tussen de verkoper en de koper en regelt strikt de methodologie voor bemonstering en analyse. Het gehalte aan salpeterzuur wordt bepaald door NaOH aan het zuur toe te voegen en terug te titreren met zuur. Het zwavelzuurgehalte wordt bepaald als BaS04 door precipitatie van BaCl2. Het chloorgehalte wordt bepaald door titratie in alkalisch milieu met zilvernitraat. Het ijzergehalte wordt bepaald door precipitatie van sesquioxiden met ammoniak, reductie van ferrooxide tot ferro-ijzer en daaropvolgende titratie van KMnO 4 . De verpakking van salpeterzuur is nog niet standaard. Zonder in te gaan op de maat, het gewicht en de kwaliteit van containers, schrijft de norm de verpakking van salpeterzuur in glaswerk en geeft instructies over hoe het te verpakken en te kurken.

Salpeterzuur verkrijgen.

I. Vanuit de lucht. De synthese van salpeterzuur uit de lucht onder inwerking van een voltaïsche boog herhaalt tot op zekere hoogte het proces dat in de natuur plaatsvindt onder invloed van lozingen van atmosferische elektriciteit. Cavendish was de eerste die (in 1781) de vorming van stikstofoxiden observeerde tijdens de verbranding van H 2 in lucht, en vervolgens (in 1784) ook tijdens de passage van een elektrische vonk door de lucht. Mutman en Gofer waren in 1903 de eersten die probeerden het evenwicht te bestuderen: N 2 + O 2 2NO. Een voltaïsche boog door de lucht laten gaan wisselstroom in 2000-4000 V bereikten ze praktisch een NO-concentratie van 3,6 tot 6,7 vol.%. Het energieverbruik per 1 kg HNO 3 bereikte 7,71 kWh. Dit evenwicht werd vervolgens door Nernst bestudeerd door lucht door een iridiumbuis te leiden. Verder werkten Nernst, Jellinek en andere onderzoekers in dezelfde richting. Door de experimentele resultaten van de studie van het evenwicht tussen lucht en stikstofmonoxide te extrapoleren, kon Nernst berekenen dat aan de rechterkant van de vergelijking een gehalte van 7 vol.% NO wordt vastgesteld bij een temperatuur van 3750 ° (dwz ongeveer bij de temperatuur van een voltaïsche boog).

De prioriteit van het idee van het technische gebruik van een voltaïsche boog voor de fixatie van atmosferische stikstof behoort toe aan de Franse onderzoeker Lefebvre, die in 1859 in Engeland haar methode patenteerde om salpeterzuur uit de lucht te verkrijgen. Maar op het moment dat de kosten elektrische energie was te hoog voor de Lefebvre-methode om te krijgen praktische waarde. Ook moet melding worden gemaakt van de octrooien van Mac Dougal (An. P. 4633, 1899) en de methode van Bradley en Lovejoy, uitgevoerd op technische schaal, uitgevoerd in 1902 door de Amerikaanse firma Atmospheric Products C° (met 1 miljoen dollar aan hoofdstad) met behulp van de energie van Niagara Falls. Pogingen om een ​​spanning van 50.000 V te gebruiken voor het fixeren van atmosferische stikstof, gemaakt door Kovalsky en zijn medewerker I. Mościcki, moeten aan dezelfde tijd worden toegeschreven. Maar het eerste significante succes bij de fabricage van salpeterzuur uit de lucht werd gebracht door het historische idee van de Noorse ingenieur Birkelland, die het vermogen van de laatste moest gebruiken om zich in een sterk elektromagnetisch veld uit te rekken om de opbrengst aan stikstof te verhogen oxiden door een voltaïsche boog door de lucht te laten gaan. Birkeland combineerde dit idee met een andere Noorse ingenieur, Eide, en veranderde het in technische installatie, wat meteen een kosteneffectieve mogelijkheid bood om salpeterzuur uit de lucht te halen. Vanwege de constante verandering in de richting van de stroom en de werking van de elektromagneet, heeft de resulterende vlam van de voltaïsche boog de hele tijd de neiging om in verschillende richtingen te zwellen, wat leidt tot de vorming van een voltaïsche boog die snel beweegt over de hele tijd met een snelheid tot 100 m / s, waardoor de indruk ontstaat van een rustig brandende brede elektrische zon met een diameter van 2 m of meer. Er wordt voortdurend een sterke luchtstroom door deze zon geblazen, en de zon zelf is ingesloten in een speciale oven van vuurvaste klei gebonden met koper (afb. 1, 2 en 3).

De holle elektroden van de voltaïsche boog worden van binnenuit gekoeld door water. Lucht door kanalen een in de vuurvaste bekleding van de oven komt de boogkamer b binnen; door met het geoxideerde gas verlaat de oven en wordt gekoeld met behulp van zijn warmte om de ketels van de verdampers te verwarmen. Daarna komt NO de oxidatietorens binnen, waar het wordt geoxideerd tot NO 2 door atmosferische zuurstof. Dit laatste proces is een exotherm proces (2NO + O 2 = 2NO 2 + 27 Cal), en daarom begunstigen omstandigheden die de warmteabsorptie verhogen de reactie in deze richting aanzienlijk. Verder wordt stikstofdioxide geabsorbeerd door water volgens de volgende vergelijkingen:

3NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + NEE
2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 + HNO 2

Volgens een andere methode wordt het reagerende gasmengsel vóór absorptie afgekoeld tot beneden 150°; bij deze temperatuur vindt de omgekeerde ontleding - NO 2 \u003d NO + O bijna niet plaats. Rekening houdend met het feit dat onder bepaalde omstandigheden het evenwicht NO + NO 2 N 2 O 3 wordt bereikt met het maximale gehalte aan N 2 O 3, kan dit worden verkregen door hete nitrietgassen te gieten nog voordat ze volledig zijn geoxideerd, bij een temperatuur van 200 tot 300 °, met een soda-oplossing of bijtende soda, in plaats van nitraatzouten - pure nitrieten (Norsk Hydro-methode). Bij het verlaten van de oven bevat de geblazen lucht 1 tot 2% stikstofoxiden, die onmiddellijk worden opgevangen door tegemoetkomende waterstralen en vervolgens worden geneutraliseerd met kalk om calcium te vormen, de zogenaamde kalk. "Noorse" salpeter. Het proces zelf N 2 + O 2 2NO - 43,2 Cal vereist het verbruik van een relatief kleine hoeveelheid elektrische energie, namelijk: om 1 ton gebonden stikstof in de vorm van NO te verkrijgen, slechts 0,205 kW-jaar; ondertussen moet men in de beste moderne installaties 36 keer meer uitgeven, d.w.z. ongeveer 7,3 en tot 8 kW-jaar per 1 ton. Met andere woorden, meer dan 97% van de verbruikte energie gaat niet naar de vorming van NO, maar naar de creatie voor dit proces gunstige omstandigheden. Om het evenwicht te verschuiven naar een zo hoog mogelijk NO-gehalte is het noodzakelijk een temperatuur te hanteren van 2300 tot 3300° (NO-gehalte bij 2300° - 2 vol% en bij 3300° - 6 vol%), maar bij dergelijke temperaturen ontleedt 2NO snel terug in N 2 + Ongeveer 2 . Daarom is het in een kleine fractie van een seconde nodig om gas uit warme gebieden naar koudere gebieden te verwijderen en het af te koelen tot ten minste 1500 °, wanneer NO-verval langzamer verloopt. Het evenwicht N 2 + O 2 2NO wordt vastgesteld op 1500 ° om 30 uur, bij 2100 ° - in 5 seconden, bij 2500 ° - bij 0,01 seconden. en bij 2900 ° - in 0,000035 sec.

Aanzienlijke verbeteringen ten opzichte van de methode van Birkeland en Eide verschillen in de methode van Schongerr, een medewerker van BASF. Bij deze methode, in plaats van een pulserende en toch intermitterende vlam van een voltaïsche boog variabele stroom, een kalme vlam van sterke permanent stroom. Dit voorkomt veelvuldig uitblazen van de vlam, wat zeer schadelijk is voor het proces. Hetzelfde resultaat kan echter worden bereikt met een voltaïsche boog van wisselstroom, maar door lucht door de verbrandingsvlam te blazen, niet in een rechte lijn, maar in de vorm van een wervelwind langs de vlam van de voltaïsche boog. Daarom kan de oven. ontworpen in de vorm van een vrij smal metalen buis bovendien, zodat de vlam van de boog de wanden niet raakt. Het ontwerpdiagram van de Schongerra-oven wordt getoond in Fig. 4.

Een verdere verbetering van de boogmethode wordt gemaakt door de Pauling-methode (Fig. 5). De elektroden in de verbrandingsoven hebben de vorm van hoornontladers. Een tussen hen gevormde voltaïsche boog van 1 m lang wordt opgeblazen door een sterke luchtstraal. Op de smalste plaats wordt de gebroken vlam van de boog opnieuw ontstoken met behulp van extra elektroden.

Een iets ander ontwerp van de oven voor de oxidatie van stikstof in de lucht werd gepatenteerd door I. Moscitsky. Een van beide elektroden (Fig. 6) heeft de vorm van een platte schijf en bevindt zich op zeer korte afstand van de andere elektrode. De bovenste elektrode is buisvormig en er stromen neutrale gassen doorheen in een snelle straal, die zich vervolgens in een kegel verspreidt.

De vlam van de voltaïsche boog wordt in een cirkelvormige beweging gezet onder invloed van elektromagnetisch veld, en de snelle conische gasstraal voorkomt kortsluiting. Gedetailleerde beschrijving de volledige installatie wordt gegeven door B. Waeser, Luftstickstoff-Industrie, p. 475, 1922. Een fabriek in Zwitserland (Chippis, Wallis) werkt volgens de methode van I. Moscicki en produceert 40% HNO 3 . Een andere fabriek in Polen (Bory-Jaworzno) is ontworpen voor 7000 kW en moet geconcentreerd HNO 3 en (NH 4) 2 SO 4 produceren. Om de opbrengsten van stikstofoxiden te verbeteren en de vlam van een voltaïsche boog te vergroten, in De laatste tijd het is geen lucht die als uitgangsproduct wordt gebruikt, maar een meer zuurstofrijk mengsel van stikstof en zuurstof, met een verhouding van 1: 1. De Franse fabriek in Laroche-de-Ram werkt met een dergelijk mengsel met zeer goede resultaten .

Het resulterende stikstoftetroxide N 2 O 4 wordt aanbevolen om tot een vloeistof in te dikken door tot -90° af te koelen. Dergelijk vloeibaar stikstoftetroxide, verkregen uit voorgedroogde gassen - zuurstof en lucht, reageert niet met metalen en kan daarom in stalen bommen worden vervoerd en dienen om HNO 3 sterke concentraties te produceren. Tolueen werd in dit geval ooit als koelmiddel gebruikt, maar als gevolg van de onvermijdelijke lekkage van stikstofoxiden en hun werking op tolueen, vonden er vreselijke explosies plaats in de fabrieken in Tschernewitz (Duitsland) en Bodio (Zwitserland), die beide ondernemingen vernietigden. Extractie van N 2 O 4 uit het gasmengsel m. ook bereikt door absorptie van N 2 O 4 silicagel, waarbij bij verhitting geabsorbeerd N 2 O 4 vrijkomt.

II. Contactoxidatie van ammoniak. Alle beschreven methoden om synthetisch salpeterzuur direct uit de lucht te winnen zijn, zoals reeds aangegeven, alleen kosteneffectief als er goedkope hydro-elektrische energie beschikbaar is. Het probleem van gebonden stikstof (zie Stikstof) zou niet als definitief opgelost kunnen worden beschouwd als er geen methode was gevonden om relatief goedkoop synthetisch salpeterzuur te verkrijgen. De opname van de gebonden stikstof van meststoffen door planten wordt vooral vergemakkelijkt als deze meststoffen zouten van salpeterzuur zijn. Ammoniumverbindingen die in de bodem worden gebracht, moeten eerst in de bodem zelf genitrificeerd worden (zie Stikstofmeststoffen). Bovendien vormt salpeterzuur, samen met zwavelzuur, de basis van tal van industrieën. chemische industrie en militaire zaken. Het verkrijgen van explosieven en rookloos poeder (TNT, nitroglycerine, dynamiet, picrinezuur en vele andere), anilineverven, celluloid en rayon, veel medicijnen, enz. is onmogelijk zonder salpeterzuur. Daarom, in Duitsland, tijdens de Wereldoorlog afgesneden door een blokkade van de bron van Chileens nitraat en tegelijkertijd geen goedkope hydro-elektrische energie te hebben, de productie van synthetisch salpeterzuur door de contactmethode, op basis van steenkool of synthetische ammoniak door oxidatie het met zuurstof uit de lucht, grotendeels ontwikkeld met behulp van katalysatoren. Tijdens de oorlog (1918) produceerde Duitsland tot 1000 ton salpeterzuur en ammoniumnitraat per dag.

In 1788 stelde Milner in Cambridge de mogelijkheid vast om NH 3 te oxideren tot stikstofoxiden onder invloed van mangaanperoxide bij verhitting. Kuhlman stelde in 1839 de contactwerking van platina vast tijdens de oxidatie van ammoniak met lucht. Technisch gezien werd de methode voor het oxideren van ammoniak tot salpeterzuur ontwikkeld door Ostwald en Brauer en door hen gepatenteerd in 1902 (Het is interessant dat in Duitsland de aanvraag van Ostwald werd afgewezen met het oog op de erkenning van prioriteit door de Franse chemicus Kuhlmann.) Onder de actie van fijn verdeeld platina en de langzame stroom van het gasmengsel, oxidatie verloopt volgens de reactie 4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O. Daarom zou het proces moeten zijn. wordt strikt gereguleerd zowel in termen van de significante snelheid van de gasstraal die door de contact "converter" wordt geblazen als in termen van de samenstelling van het gasmengsel. Het gasmengsel dat aan de "converters" wordt toegevoerd b. eerder zorgvuldig ontdaan van stof en onzuiverheden die de platinakatalysator zouden kunnen "vergiftigen".

Aangenomen mag worden dat de aanwezigheid van platina de ontleding van het NH3-molecuul veroorzaakt en de vorming van een instabiele tussenverbinding van platina met waterstof. Tegelijkertijd wordt stikstof in statu nascendi geoxideerd door zuurstof uit de lucht. De oxidatie van NH 3 tot HNO 3 verloopt volgens de volgende reacties:

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 0;

gekoeld kleurloos NO-gas, vermengd met een nieuwe portie lucht, oxideert spontaan verder tot NO 2 of N 2 O 4:

2NO + O 2 \u003d 2NO 2, of N 2 O 4;

het oplossen van de resulterende gassen in water in aanwezigheid van overtollige lucht of zuurstof gaat gepaard met verdere oxidatie volgens de reactie:

2NO 2 + O + H 2 O \u003d 2HNO 3,

waarna HNO 3 wordt verkregen, met een sterkte van ongeveer 40 tot 50%. Door destillatie, verkregen HNO 3 met sterk zwavelzuur, kun je eindelijk geconcentreerd synthetisch salpeterzuur krijgen. Volgens Ostwald moet de katalysator bestaan ​​uit metallisch platina bedekt met gedeeltelijk of volledig sponsachtig platina of platinazwart.

De reactie moet verlopen bij een nauwelijks begonnen rode hitte en bij een significante stroomsnelheid van een gasmengsel bestaande uit 10 of meer delen lucht per 1 uur NH 3. De langzame stroming van het gasmengsel draagt ​​bij aan de volledige ontleding van NH3 aan de elementen. Bij een platina contactrooster van 2 cm moet het gasdebiet 1-5 m / s, d.w.z. de tijd van contact van gas met platina mag 1/100 sec niet overschrijden. Optimale temperaturen liggen ongeveer 300°. Het gasmengsel wordt voorverwarmd. Hoe groter het debiet van het gasmengsel, hoe groter de output van NO. Door te werken met een zeer dik platinagaas (katalysator) met een mengsel van ammoniak en lucht dat ongeveer 6,3% NH 3 bevat, verkreeg Neumann en Rose de volgende resultaten bij een temperatuur van 450 ° (met een platina-contactoppervlak van 3,35 cm 2):

Een meer of minder gehalte aan NH 3 is ook van groot belang voor de richting van het chemische proces, dat ofwel de vergelijking kan volgen: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O (met een gehalte van 14,38% NH 3) , of volgens de vergelijking: 4NH 3 + 7O 2 \u003d 4NO 2 + 6H 2 O (met een mengselgehalte van 10,74% NH 3). Met minder succes dan platina, m. b. andere katalysatoren werden ook gebruikt (ijzeroxide, bismut, cerium, thorium, chroom, vanadium, koper). Hiervan verdient alleen het gebruik van ijzeroxide bij een temperatuur van 700-800°, met een opbrengst van 80 tot 85% NH 3, aandacht.

Temperatuur speelt een belangrijke rol in het oxidatieve proces van de overgang van NH 3 naar HNO 3. De meeste ammoniakoxidatiereactie is exotherm: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O + 215,6 Cal. Alleen in het begin is het nodig om het contactapparaat te verwarmen, daarna verloopt de reactie vanwege zijn eigen warmte. Technisch ontwerp"converters" voor de oxidatie van ammoniak verschillende systemen blijkt uit bovenstaande figuren (Fig. 7-8).

Het schema voor de productie van HNO 3 volgens de momenteel geaccepteerde methode van Frank-Caro wordt getoond in Fig. 9.

In FIG. 10 toont een schema voor de oxidatie van NH 3 in de fabriek van Meister Lucius en Brunning in Hechst.

In moderne installaties wordt de oxidatie van NH3 tot NO uitgevoerd met een opbrengst tot 90%, en de daaropvolgende oxidatie en absorptie van de gevormde stikstofoxiden door water wordt uitgevoerd met een opbrengst tot 95%. Zo geeft het hele proces een opbrengst aan gebonden stikstof van 85-90%. Het verkrijgen van HNO 3 uit salpeter kost momenteel (in termen van 100% HNO 3) 103 dollar per 1 ton, volgens het boogproces 97 dollar 30 cent, per 1 ton, terwijl 1 ton HNO 3, verkregen door oxidatie van NH -3 kost slechts 85 dollar 80 cent. Het spreekt voor zich dat deze cijfers slechts bij benadering en grotendeels afhankelijk van de grootte van de onderneming, de kosten van elektrische energie en grondstoffen, maar ze tonen niettemin aan dat de contactmethode voor het verkrijgen van HNO 3 in de nabije toekomst een dominante positie zal innemen in vergelijking met andere methoden.

zie ook

Salpeterzuur(HNO 3), -- sterk monobasisch zuur. Vast salpeterzuur vormt twee kristallijne modificaties met monokliene en ruitvormige roosters. Salpeterzuur is in elke verhouding mengbaar met water. In waterige oplossingen dissocieert het bijna volledig in ionen. Vormt een azeotroop mengsel met water met een concentratie van 68,4% en kookpunt t 120 °C at luchtdruk. Er zijn twee vaste hydraten bekend: monohydraat (HNO 3 ·H 2 O) en trihydraat (HNO 3 · 3H 2 O).

Stikstof in salpeterzuur is vierwaardig, oxidatietoestand +5. Salpeterzuur is een kleurloos gas, geurloze, rokende vloeistof in lucht, smeltpunt? 41,59 °C, kokend + 82,6 °C met gedeeltelijke ontleding. De oplosbaarheid van salpeterzuur in water is niet beperkt. Waterige oplossingen van HNO 3 met een massafractie van 0,95-0,98 worden "rokend salpeterzuur" genoemd, met een massafractie van 0,6-0,7 - geconcentreerd salpeterzuur. Vormt een azeotroop mengsel met water massafractie 68,4 %, D 20 = 1,41 g/cm, Tbp = 120,7 °C). Wanneer gekristalliseerd uit waterige oplossingen, vormt salpeterzuur kristallijne hydraten:

• HNO 3 monohydraat H 2 O, T pl \u003d?37,62 ° C
• trihydraat HNO 3 3H 2 O, T pl \u003d?18,47 ° C

Vast salpeterzuur vormt twee kristallijne modificaties:

• monokliene, ruimtegroep P 2 1/a, een= 1.623 nm, B= 0,857 nm, C= 0,631, v = 90°, Z = 16;
• ruitvormig

Monohydraat vormt ruitvormige kristallen, ruimtegroep P nee2, een= 0,631 nm, B= 0,869 nm, C= 0,544, Z = 4;

De dichtheid van waterige oplossingen van salpeterzuur als functie van de concentratie wordt beschreven door de vergelijking

waarbij d de dichtheid in g/cm³ is, c de massafractie van het zuur. Deze formule beschrijft slecht het gedrag van dichtheid bij een concentratie van meer dan 97%.

Onder invloed van licht ontleedt salpeterzuur gedeeltelijk met de afgifte van NO 2 en krijgt hierdoor een lichtbruine kleur:

N 2 + O 2 elektrische bliksemontladingen > 2NO

• 2NO + O 2 > 2NO 2
• 4HNO 3 licht > 4NO 2 ^ (bruin gas)+ 2H 2 O + O 2

Salpeterzuur met een hoge concentratie geeft gassen vrij in de lucht, die zich in een gesloten fles in de vorm van bruine dampen (stikstofoxiden) bevinden. Deze gassen zijn zeer giftig, dus pas op dat u ze niet inademt. Salpeterzuur oxideert veel organische stoffen. Papier en textiel worden vernietigd door de oxidatie van de stoffen waaruit deze materialen bestaan. Geconcentreerd salpeterzuur veroorzaakt ernstige brandwonden bij langdurig contact en geelverkleuring van de huid gedurende meerdere dagen bij kort contact. Geelverkleuring van de huid duidt op de vernietiging van het eiwit en het vrijkomen van zwavel (een kwalitatieve reactie op geconcentreerd salpeterzuur - gele verkleuring door het vrijkomen van elementaire zwavel wanneer het zuur inwerkt op de eiwit - xantoproteïnereactie). Dat wil zeggen, het is een huidverbranding. Draag rubberen handschoenen bij het hanteren van geconcentreerd salpeterzuur om brandwonden te voorkomen.

Structurele Formule

Ware, empirische of grove formule: HNO3

Chemische samenstelling van salpeterzuur

Molecuulgewicht: 63.012

Salpeterzuur ( HNO3) is een sterk monobasisch zuur. Vast salpeterzuur vormt twee kristallijne modificaties met monokliene en ruitvormige roosters.

Salpeterzuur is in elke verhouding mengbaar met water. In waterige oplossingen dissocieert het bijna volledig in ionen. Het vormt een azeotroop mengsel met water met een concentratie van 68,4% en een bp t van 120 °C bij normale atmosferische druk. Er zijn twee vaste hydraten bekend: monohydraat (HNO 3 ·H 2 O) en trihydraat (HNO 3 · 3H 2 O).

Stikstof in salpeterzuur is vierwaardig, oxidatietoestand +5. Salpeterzuur is een kleurloze vloeistof die in lucht rookt, smeltpunt -41,59 °C, kookpunt +82,6 °C (bij normale atmosferische druk) met gedeeltelijke ontleding. Salpeterzuur is in alle verhoudingen mengbaar met water. Waterige oplossingen van HNO 3 met een massafractie van 0,95-0,98 worden "rokend salpeterzuur" genoemd, met een massafractie van 0,6-0,7 - geconcentreerd salpeterzuur. Vormt een azeotroop mengsel met water (massafractie 68,4%, d20 = 1,41 g/cm, Tbp = 120,7 °C)

Hooggeconcentreerd HNO 3 heeft meestal een bruine kleur door het afbraakproces dat in het licht plaatsvindt. Bij verhitting ontleedt salpeterzuur door dezelfde reactie. Salpeterzuur kan alleen gedestilleerd worden zonder ontleding onder verlaagde druk (het aangegeven kookpunt bij atmosferische druk wordt gevonden door extrapolatie).

Goud, sommige metalen van de platinagroep en tantaal zijn in het hele concentratiebereik inert voor salpeterzuur, de rest van de metalen reageren ermee, het verloop van de reactie wordt bepaald door de concentratie ervan.

Salpeterzuur vertoont in elke concentratie de eigenschappen van een oxiderend zuur, terwijl stikstof wordt gereduceerd tot een oxidatietoestand van +5 tot -3. De diepte van de reductie hangt voornamelijk af van de aard van het reductiemiddel en van de concentratie van salpeterzuur.

Een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur wordt melange genoemd.

Salpeterzuur wordt veel gebruikt om nitroverbindingen te verkrijgen.

Een mengsel van drie volumes van zoutzuur en één volume stikstof wordt "koninklijke wodka" genoemd. Aqua regia lost de meeste metalen op, inclusief goud en platina. Het sterke oxiderende vermogen is te danken aan het resulterende atomaire chloor en nitrosylchloride.

Salpeterzuur is een sterk zuur. De zouten - nitraten - worden verkregen door de inwerking van HNO 3 op metalen, oxiden, hydroxiden of carbonaten. Alle nitraten zijn zeer goed oplosbaar in water. Het nitraation hydrolyseert niet in water. Nitraten worden veel gebruikt als meststof. Tegelijkertijd zijn bijna alle nitraten zeer goed oplosbaar in water, daarom zijn ze in de vorm van mineralen extreem klein van aard; uitzonderingen zijn Chileens (natrium)nitraat en Indiaas nitraat (kaliumnitraat). De meeste nitraten worden kunstmatig verkregen.

Volgens de mate van impact op het lichaam behoort salpeterzuur tot stoffen van de 3e gevarenklasse. De dampen zijn zeer schadelijk: de dampen veroorzaken irritatie van de luchtwegen en het zuur zelf laat lang genezende zweren op de huid achter. Bij blootstelling aan de huid treedt een karakteristieke gele verkleuring van de huid op als gevolg van de xantoproteïnereactie. Bij verhitting of blootstelling aan licht ontleedt het zuur en vormt het zeer giftige stikstofdioxide NO 2 (bruin gas). MPC voor salpeterzuur in lucht werkgebied voor NO 2 2 mg/m 3.

· Industriële productie, toepassing en effect op het lichaam · Gerelateerde artikelen · Notities · Literatuur · Officiële site ·

Hooggeconcentreerd HNO 3 heeft meestal een bruine kleur vanwege het afbraakproces dat plaatsvindt in het licht:

Bij verhitting ontleedt salpeterzuur volgens dezelfde reactie. Salpeterzuur kan alleen worden gedestilleerd (zonder ontleding) onder verminderde druk (het aangegeven kookpunt bij atmosferische druk wordt gevonden door extrapolatie).

Goud, sommige metalen van de platinagroep en tantaal zijn in het hele concentratiebereik inert voor salpeterzuur, de rest van de metalen reageren ermee, het verloop van de reactie wordt ook bepaald door de concentratie ervan.

HNO 3 interageert als een sterk monobasisch zuur:

a) met basische en amfotere oxiden:

c) verdringt zwakke zuren uit hun zouten:

Bij koken of blootstelling aan licht ontleedt salpeterzuur gedeeltelijk:

Salpeterzuur vertoont bij elke concentratie de eigenschappen van een oxiderend zuur, bovendien wordt stikstof gereduceerd tot een oxidatietoestand van +4 tot 3. De diepte van de reductie hangt voornamelijk af van de aard van het reductiemiddel en van de concentratie van salpeterzuur. Als een oxiderend zuur interageert HNO 3:

a) met metalen die in een reeks spanningen rechts van waterstof staan:

Geconcentreerde HNO 3

Verdunde HNO 3

b) met metalen in de reeks spanningen links van waterstof:

Alle bovenstaande vergelijkingen weerspiegelen alleen het dominante verloop van de reactie. Dit betekent dat onder deze omstandigheden de producten van deze reactie meer zijn dan de producten van andere reacties, bijvoorbeeld wanneer zink reageert met salpeterzuur (massafractie van salpeterzuur in een oplossing van 0,3), zullen de producten de meeste NO bevatten , maar bevat ook (alleen in kleinere hoeveelheden) en NO 2 , N 2 O, N 2 en NH 4 NO 3 .

Het enige algemene patroon in de interactie van salpeterzuur met metalen: hoe verdunder het zuur en hoe actiever het metaal, hoe dieper stikstof wordt gereduceerd:

Toename van zuurconcentratie toename van metaalactiviteit

Salpeterzuur, zelfs geconcentreerd, heeft geen interactie met goud en platina. IJzer, aluminium en chroom worden gepassiveerd met koud geconcentreerd salpeterzuur. IJzer interageert met verdund salpeterzuur en op basis van de zuurconcentratie worden niet alleen verschillende stikstofreductieproducten gevormd, maar ook verschillende ijzeroxidatieproducten:

Salpeterzuur oxideert niet-metalen, terwijl stikstof meestal wordt gereduceerd tot NO of NO 2:

en complexe stoffen, bijvoorbeeld:

Sommige organische verbindingen (bijv. aminen, terpentijn) ontbranden spontaan bij contact met geconcentreerd salpeterzuur.

Sommige metalen (ijzer, chroom, aluminium, kobalt, nikkel, mangaan, beryllium), die reageren met verdund salpeterzuur, worden gepassiveerd door geconcentreerd salpeterzuur en zijn bestand tegen de effecten ervan.

Een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur wordt melange genoemd.

Salpeterzuur wordt veel gebruikt om nitroverbindingen te verkrijgen.

Een mengsel van drie volumes zoutzuur en één volume salpeterzuur wordt aqua regia genoemd. Royal wodka lost de meeste metalen op, inclusief goud en platina. Zijn sterke oxiderende eigenschappen zijn te danken aan het resulterende atomaire chloor en nitrosylchloride:

nitraten

Salpeterzuur is een sterk zuur. De zouten - nitraten - worden verkregen door de inwerking van HNO 3 op metalen, oxiden, hydroxiden of carbonaten. Alle nitraten zijn zeer goed oplosbaar in water. Het nitraation hydrolyseert niet in water.

Zouten van salpeterzuur ontleden onomkeerbaar bij verhitting, en de samenstelling van de ontledingsproducten wordt bepaald door het kation:

a) nitraten van metalen in de reeks spanningen links van magnesium:

b) nitraten van metalen die zich in een reeks spanningen tussen magnesium en koper bevinden:

c) nitraten van metalen die zich in een reeks spanningen rechts van kwik bevinden:

d) ammoniumnitraat:

Nitraten in waterige oplossingen vertonen praktisch geen oxiderende eigenschappen, maar bij hoge temperaturen in vaste toestand zijn het sterke oxidatiemiddelen, bijvoorbeeld wanneer vaste stoffen worden versmolten:

Zink en aluminium in een alkalische oplossing reduceren nitraten tot NH 3:

Zouten van salpeterzuur - nitraten - worden veel gebruikt als meststof. Bovendien zijn bijna alle nitraten zeer goed oplosbaar in water, dus er zijn er maar heel weinig in de vorm van mineralen in de natuur; uitzonderingen zijn Chileens (natrium)nitraat en Indiaas nitraat (kaliumnitraat). De meeste nitraten worden kunstmatig verkregen.

Glas, fluoroplast-4 reageert niet met salpeterzuur.