Salpeterzuur is sterk. Speciale eigenschappen van salpeterzuur en geconcentreerd zwavelzuur

24.09.2019

HNO3

Experimenteel is bewezen dat er in een salpeterzuurmolecuul twee zuurstofatomen en een stikstofatoom zitten chemische bindingen absoluut identiek - anderhalve binding. 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 . In kleine hoeveelheden wordt het gevormd tijdens bliksemontladingen en is het aanwezig in regenwater.

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

Onder invloed van licht ontleedt salpeterzuur gedeeltelijk, waarbij NO vrijkomt2 en hierdoor krijgt het een lichtbruine kleur:

4HNO3 licht → 4NO2 (bruingas) + 2H2 O +OVER2

Salpeterzuur met een hoge concentratie laat gassen vrij in de lucht, die in een gesloten fles worden aangetroffen in de vorm van bruine dampen (stikstofoxiden). Deze gassen zijn zeer giftig, dus zorg ervoor dat u ze niet inademt. Salpeterzuur oxideert veel organische stoffen. Papier en stoffen 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 kortstondig 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 als gevolg van het vrijkomen van elementaire zwavel wanneer het zuur op het eiwit inwerkt - xantoproteïne-reactie). Dat wil zeggen, het is een huidverbranding. Draag rubberen handschoenen bij het hanteren van geconcentreerd salpeterzuur om brandwonden te voorkomen.

Ontvangst

1. Laboratoriummethode KNO3 + H2 DUS4 (conc) → KHSO4 + HNO3 (bij verwarming)2. Industriële manier Het wordt in drie fasen uitgevoerd: a) Oxidatie van ammoniak op een platinakatalysator tot NO 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2 O (Omstandigheden: katalysator - Pt, t = 500˚С)b) Oxidatie van NO door zuurstof uit de lucht tot NO2 2NO+O2 → 2NO2 c) GEEN opname2 water in aanwezigheid van overtollige zuurstof4NO2 + O2 + 2U2 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 basis

HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O

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

of H + +OH - = H 2 O

4. verdringt zwakke zuren uit hun zouten

2HNO 3 + Na 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 onder invloed van licht en bij verhitting

t°
4HNO 3 = 2H 2 O+4NO 2 +O 2

Details Categorie: Bekeken: 7174

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

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. Molgewicht - 63.016; kleurloze vloeistof met een karakteristieke geur; kookpunt 86°, smeltpunt -47°; soortelijk gewicht 1,52 bij 15°; tijdens destillatie geeft salpeterzuur, als gevolg van de ontleding van 2HNO 3 \u003d N 2 O 3 + 2O + H 2 O, onmiddellijk zuurstof, N 2 O 3 en water af; absorptie van laatstgenoemde veroorzaakt een verhoging van het kookpunt. In een waterige oplossing bevat sterk salpeterzuur gewoonlijk stikstofoxiden, en de bereiding van volledig watervrij salpeterzuur levert aanzienlijke problemen op. Het is onmogelijk om watervrij salpeterzuur te verkrijgen door destillatie, omdat waterige oplossingen van salpeterzuur een minimale elasticiteit hebben, dat wil zeggen dat het toevoegen van water aan het zuur en omgekeerd de dampspanning verlaagt (en het kookpunt verhoogt). Daarom, als resultaat 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 de 99,5% te produceren. Met de nieuwe methoden (Valentiner) voor het extraheren van salpeterzuur uit salpeter 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 waterdamp net zo sterk 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 - vloeistof + 41600 cal
HNO 3 - kristallen + 42200 cal
HNO 3 - oplossing + 48800 cal

Verdunningswarmtes: wanneer één deeltje H 2 O 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 eutectica (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 oploswarmten en voor breuken in de elektrische geleidbaarheidscurve, maar deze laat ook 2HNO 3 H 2 O en HNO 3 10H 2 O zien. Uit wat zojuist is gezegd, en naar analogie met fosforzuren Hieruit volgt dat er in oplossingen van salpeterzuur het hydraat HNO 3 aanwezig is, maar dat dit zeer gemakkelijk ontleedt, wat de hoge reactiviteit van HNO 3 veroorzaakt. Salpeterzuur dat NO 2 in oplossing bevat, wordt genoemd rokend(rood).

Chemische eigenschappen. Zuiver HNO 3 ontleedt gemakkelijk en wordt geelachtig als gevolg van de reactie 2HNO 3 \u003d 2NO 2 + O 2 + H 2 O en absorptie van het resulterende nitreuze anhydride. Zuiver salpeterzuur, en over het algemeen sterk salpeterzuur, is alleen stabiel bij lage temperaturen. Het belangrijkste kenmerk van salpeterzuur is het extreem sterke oxiderende vermogen als gevolg van het vrijkomen van zuurstof. Dus wanneer het op metalen inwerkt (behalve Pt, Rh, Ir, Au, waarop HNO 3 niet inwerkt 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 - overwegend N 2 O 3. Zwavel, vooral vers neergeslagen, wordt gemakkelijk geoxideerd; fosfor verandert bij lichte verhitting in fosforzuur. Steenkool, roodgloeiend 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 ontstaan. De nitrering van paraffines verloopt bovendien langzaam, alleen onder invloed van een zwak zuur ( grote graad ionisatie). Als resultaat van de interactie van stoffen die hydroxyl bevatten (glycerol, vezels) met salpeterzuur, worden salpeterzuuresters verkregen, die ten onrechte nitroglycerine, nitrocellulose, enz. Worden genoemd. Alle experimenten en alle werkzaamheden met salpeterzuur moeten worden uitgevoerd in een put -geventileerde ruimte, maar beter onder speciale trek.

Analyse. Om sporen van salpeterzuur op te sporen, worden de volgende middelen gebruikt: 1) difenylendanylodihydrotriazool (in de handel 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 een 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 ontstaat een rozerode kleur, die van onderaf verandert in groenachtig.

Om de hoeveelheid HNO 3 in een oplossing van rokend salpeterzuur te bepalen, is het noodzakelijk 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 N 2-gehalte af te trekken O 4 aangegeven in een speciale tabel.

Industriële methoden voor het extraheren van salpeterzuur. Salpeterzuur wordt gewonnen. arr. van salpeter. Vroeger werd salpeter gedolven in de zogenaamde. "Neltrinitsa" (salpetriere), of "palen", waar, als resultaat van het mengen van mest, urine, enz. bij oud gips worden, mede door de werking 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 uit salpeter gewonnen. 25 grote dieren produceren jaarlijks ongeveer 500 kg salpeter. Op sommige plaatsen, waar de grond rijk is aan dierlijke resten (bijvoorbeeld de Kuban-regio), kan er een merkbare hoeveelheid salpeter in de bodem zitten, maar niet genoeg voor extractie. Aanzienlijke hoeveelheden werden gewonnen in de Ganges-vallei en worden gevonden in onze Centraal-Aziatische forten, waar de reserves aan grond die salpeter bevatten op elke plaats 17 ton bereiken, maar het gehalte aan salpeter daarin bedraagt niet meer dan 3%. Afzettingen van natriumnitraat - Chileens - werden ontdekt in 1809; 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 aangetroffen (in Peru en Bolivia); Hun afzetting bevindt zich op een hoogte van 1100 m boven zeeniveau. De afzettingen zijn ongeveer 200 km lang en 3-5 km breed, het NaNO 3-gehalte bedraagt gemiddeld 30-40%. De reserves kunnen, uitgaande van een jaarlijkse consumptiestijging van 50.000 ton, 300 jaar meegaan. In 1913 werd 2.738.000 ton geëxporteerd, maar de export naar Europa daalde enigszins, hoewel deze, na een zeer merkbare daling van de export tijdens de oorlog, vanaf 1920 weer licht steeg. 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 boor-calciumzout). 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 variëteiten bevatten gemiddeld: NaNO 3 - 50%, NaCl - 26%, Na 2 SO 4 - 6%, MgSO 4 - 3%. Het oplossen van NaNO 3 wordt uitgevoerd op 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, door de vermenging van ijzeroxide. Als kunstmest wordt salpeter gebruikt, die tot 1-2% chlorideverbindingen bevat. Zuiver natriumnitraat is kleurloos, transparant en niet-hygroscopisch als het geen chlorideverbindingen bevat; kristalliseert in blokjes. Om salpeterzuur te verkrijgen, wordt nitraat verwarmd met zwavelzuur; interactie verloopt volgens de vergelijking:

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

d.w.z. zuursulfaat krijgen. Met dit laatste kan waterstofchloride worden geproduceerd 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 en 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 hellende 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 in de eerste absorber wordt geplaatst, wordt een zuur van 40-42° Vẻ (38-41%) verkregen; met behulp van zuur bij 66° Bẻ (99,6%) en droge salpeter krijgen we 50° Bẻ (53%); om zuur bij 36 ° Vẻ te verkrijgen, 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 op salpeter in te werken 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 weggaan, en stikstofoxiden aan het einde van de destillatie. Stikstofoxiden zijn relatief eenvoudig te verdrijven door lucht door het zuur te blazen. Het is veel rendabeler om te werken in retorten die van alle kanten omgeven zijn door vuur en onderaan een pijp 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 soortgelijke retorten (1,20 breed en 1,50 m in diameter, met een wanddikte van 4-5 cm) wordt salpeter behandeld met zwavelzuur met een snelheid van 450 kg en zelfs 610 kg salpeter per 660 kg H 2 SO 4 (66 ° Bẻ). In plaats van cilinders wordt nu vaak gebruik gemaakt van verticale leidingen of worden deze leidingen op cilinders aangesloten.

Volgens de Gutmann-methode wordt de ontleding uitgevoerd in gietijzeren retorten die uit verschillende delen bestaan (figuren 1 en 1a); de delen worden 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 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. Er worden ook cilindrische retorten gebruikt. De vrijkomende dampen komen eerst de cilinder 8 binnen; vervolgens wordt een reeks keramische pijpen, 12 en 13, in een houten kist met water geplaatst; hier condenseren de dampen tot salpeterzuur, dat via de leidingen 22 van de Gutmann-installatie en 23 naar de opvangbak 28 stroomt, en hier komt ook condensaat uit cilinder 8 binnen; salpeterzuur, niet verdikt in pijpen 12, komt via 15a binnen in een toren gevuld met ballen en gewassen door water; de laatste sporen zuur die niet in de toren zijn geabsorbeerd, worden opgevangen in cilinder 43a; gassen worden via pijp 46a naar binnen gevoerd schoorsteen. Om de tijdens 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 salpeterzuur 96-97% 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, vrij 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.

Salpeter wordt gebruikt om 96-100% zuur te extraheren 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 ° Bẻ) en dergelijke een hoeveelheid zwak zuur HNO 3 die daarmee in 100 kg water terechtkomt. 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 sprake van een ‘crisis’ (1 uur) en zijn sterke schokken mogelijk (bij 120-130°). Daarna wordt de verwarming op 175-210° gebracht. Een goede verdikking en opvang van het zuur is essentieel. Dampen uit de retort komen de cilinder binnen, van daaruit in 2 sterk gekoelde spoelen, waarvan in een collector (zoals een Wolff-fles), waarna de spoel weer wordt geplaatst en nog eens 15 cilinders, waarachter een pomp wordt geplaatst. Met 1000 kg NaNO 3 laden in 6-8 uur wordt 600 kg HNO 3 (48 ° Vẻ) verkregen, d.w.z. 80% van de norm.

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

Opslag en verpakking. Voor het opslaan van salpeterzuur kunt u schalen van glas, vuurvaste klei en puur aluminium (niet meer dan 5% onzuiverheden) gebruiken, evenals schalen gemaakt van Krupp's speciaal kiezelzuurbestendig staal (V2A). Omdat de werking van sterk salpeterzuur op hout, zaagsel, vodden bevochtigd met plantaardige olie, enz., uitbraken en branden mogelijk zijn (bijvoorbeeld als een fles barst tijdens 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 als 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 als gevolg van de uitgaven aan explosieven, waarvan nitroglycerine en nitrocellulose de belangrijkste zijn. verschillende soorten, nitroverbindingen (nitrotolueen, trotyl, meliniet, enz.) en stoffen voor lonten (kwikfulminaat). In vredestijd wordt salpeterzuur besteed aan de extractie van nitroverbindingen, bijvoorbeeld nitrobenzeen, om via aniline, verkregen uit nitrobenzeen, door reductie over te gaan in kleurstoffen. Er wordt een aanzienlijke hoeveelheid salpeterzuur gebruikt om metalen te beitsen; zouten van salpeterzuur (nitraat) worden gebruikt voor explosieven (ammoniumnitraat - in rookloos, kalium - in zwart poeder) en voor vuurwerk (bariumnitraat - voor groen).

Salpeterzuur standaard. De salpeterzuurnorm bestaat tot nu toe alleen in de USSR en is door het Comité voor Normalisatie bij SRT goedgekeurd als een verplichte norm voor de hele Unie (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%, vaste resten niet meer dan 0,9% ; standaard salpeterzuur mag geen sediment bevatten. De norm regelt de relatie tussen de verkoper en de koper en reguleert 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 een alkalisch medium 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 grootte, het gewicht en de kwaliteit van containers, schrijft de norm de verpakking van salpeterzuur voor glaswerk en geeft instructies voor het verpakken en kurken.

Salpeterzuur verkrijgen.

I. Vanuit de lucht. De synthese van salpeterzuur uit de lucht onder invloed van een voltaïsche boog herhaalt tot op zekere hoogte het proces dat in de natuur plaatsvindt onder invloed van ontladingen 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 het passeren 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 bedroeg 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 het onderzoek naar het evenwicht tussen lucht en stikstofmonoxide te extrapoleren, kon Nernst berekenen dat aan de rechterkant van de vergelijking een gehalte van 7% NO per volume wordt bereikt bij een temperatuur van 3750 ° (d.w.z. 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 stikstof uit de lucht behoort toe aan de Franse onderzoeker Lefebvre, die in 1859 in Engeland haar methode patenteerde om salpeterzuur uit de lucht te verkrijgen. Maar destijds de kosten elektrische energie was te hoog voor de Lefebvre-methode praktische waarde. Er moet ook melding worden gemaakt van de patenten van Mac Dougal (An. P. 4633, 1899) en de methode van Bradley en Lovejoy die op technische schaal werd geïmplementeerd en in 1902 werd geëxploiteerd door de Amerikaanse firma Atmospheric Products C° (met 1 miljoen dollar aan kapitaal) met het gebruik van de energie van de Niagarawatervallen. Pogingen om een spanning van 50.000 V te gebruiken voor het fixeren van stikstof uit de atmosfeer, gedaan door Kovalsky en zijn medewerker I. Mościcki, moeten aan dezelfde tijd worden toegeschreven. Maar het eerste significante succes bij de productie van salpeterzuur uit de lucht werd gebracht door het historische idee van de Noorse ingenieur Birkelland, namelijk om het vermogen van laatstgenoemde om zich uit te strekken in een sterk elektromagnetisch veld te gebruiken om de opbrengst aan stikstof te verhogen. oxiden wanneer een voltaïsche boog door lucht wordt geleid. Birkeland combineerde dit idee met een andere Noorse ingenieur, Eide, en zette het om technische installatie, wat meteen een kosteneffectieve mogelijkheid bood om salpeterzuur uit de lucht te halen. Als gevolg van de constante verandering in de richting van de stroom en de werking van een elektromagneet, heeft de resulterende vlam van een voltaïsche boog de neiging om de hele tijd in verschillende richtingen te zwellen, wat leidt tot de vorming van een voltaïsche boog die de hele tijd snel beweegt. met een snelheid tot 100 m / s, waardoor de indruk wordt gewekt 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 opgesloten in een speciale oven gemaakt van vuurvaste klei gebonden met koper (fig. 1, 2 en 3).

De holle elektroden van de voltaïsche boog worden van binnenuit gekoeld door water. Lucht via kanalen A in de vuurvaste bekleding van de oven komt de boogkamer b binnen; Het geoxideerde gas verlaat de oven en wordt gekoeld met behulp van de warmte om de ketels van de verdampers te verwarmen. Daarna komt NO de oxidatietorens binnen, waar het door zuurstof uit de lucht wordt geoxideerd tot NO 2. Dit laatste proces is een exotherm proces (2NO + O 2 = 2NO 2 + 27 Cal), en daarom bevorderen omstandigheden die de warmteabsorptie verhogen de reactie in deze richting enorm. Verder wordt stikstofdioxide door water geabsorbeerd 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 onder 150°C; bij deze temperatuur vindt de omgekeerde ontleding - NO 2 \u003d NO + O bijna niet plaats. Houd er rekening mee dat onder bepaalde omstandigheden het evenwicht NO + NO 2 N 2 O 3 tot stand wordt gebracht met het maximale gehalte aan N 2 O 3, dit kan worden verkregen door hete nitrietgassen te gieten nog voordat ze volledig zijn geoxideerd, bij een temperatuur van 200°C. 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 met kalk worden geneutraliseerd tot calcium, de zogenaamde kalk. "Noorse" salpeter. Het proces zelf N 2 + O 2 2NO - 43,2 Cal vereist de uitgave van een relatief kleine hoeveelheid elektrische energie, namelijk: om 1 ton gebonden stikstof in de vorm van NO te verkrijgen, slechts 0,205 kW per jaar; Ondertussen moet men in de beste moderne installaties 36 keer meer uitgeven, d.w.z. ongeveer 7,3 tot maximaal 8 kW-jaar per 1 ton. Met andere woorden: ruim 97% van de verbruikte energie gaat niet naar de vorming van NO, maar naar de creatie van dit proces. gunstige omstandigheden. Om het evenwicht te verschuiven naar een zo hoog mogelijk NO-gehalte is het nodig een temperatuur van 2300 tot 3300° te hanteren (NO-gehalte bij 2300° - 2 vol% en bij 3300° - 6 vol%), maar bij dergelijke temperaturen ontleedt 2NO snel terug naar N 2 + Ongeveer 2 . Daarom is het nodig om in een kleine fractie van een seconde gas van hete gebieden naar koudere gebieden te verwijderen en het op zijn minst tot 1500 ° af te koelen, wanneer NO-verval langzamer verloopt. Het evenwicht N 2 + O 2 2NO wordt ingesteld op 1500 ° na 30 uur, op 2100 ° - in 5 seconden, op 2500 ° - op 0,01 seconden. en bij 2900 ° - in 0,000035 sec.

Significante verbeteringen ten opzichte van de methode van Birkeland en Eide verschillen bij de methode van Schongerr, een medewerker van BASF. Bij deze methode wordt in plaats van een pulserende en toch intermitterende intermitterende vlam een voltaïsche boog gebruikt variabel stroom, een kalme vlam van sterk permanent huidig. Hierdoor wordt voorkomen dat de vlam veelvuldig uitblaast, wat zeer schadelijk is voor het proces. Hetzelfde resultaat kan echter worden bereikt met een voltaïsche boog van wisselstroom, maar door lucht niet in een rechte lijn door de verbrandingsvlam te blazen, 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 aangebracht door de Pauling-methode (Fig. 5). De elektroden in de verbrandingsoven zijn uitgevoerd als hoornontladers. Daartussen vormt zich een voltaïsche boog van 1 m lang, die door een sterke luchtstroom wordt opgeblazen. Op de smalste plaats wordt de gebroken boogvlam 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. Eén 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 neutrale gassen stromen er in een snelle straal doorheen, die zich vervolgens in een kegel verspreidt.

De vlam van de voltaïsche boog wordt onder invloed van een cirkelvormige beweging gemaakt elektromagnetisch veld en de snelle conische gasstraal voorkomt kortsluiting. Gedetailleerde beschrijving de gehele installatie is gegeven door B. Waeser, Luftstickstoff-Industrie, p. 475, 1922. Eén 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 zou geconcentreerd HNO 3 en (NH 4) 2 SO 4 moeten produceren. Om de opbrengst aan stikstofoxiden te verbeteren en de vlam van een voltaïsche boog te vergroten, in De laatste tijd er wordt geen lucht als uitgangsproduct gebruikt, maar een zuurstofrijker mengsel van stikstof en zuurstof, met een verhouding van 1:1. De Franse fabriek in Laroche-de-Ram werkt met zo’n mengsel met zeer goede resultaten .

Het is raadzaam om het resulterende stikstoftetroxide N 2 O 4 in te dikken tot een vloeistof door af te koelen tot -90°. Dergelijk vloeibaar stikstoftetroxide, verkregen uit voorgedroogde gassen - zuurstof en lucht, reageert niet met metalen en kan daarom in stalen bommen worden getransporteerd en dienen om sterke HNO 3-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 van Tschernewitz (Duitsland) en Bodio (Zwitserland), die beide bedrijven verwoestten. Extractie van N 2 O 4 uit het gasmengsel m. wordt ook bereikt door de absorptie van N 2 O 4 silicagel, waarbij bij verhitting de geabsorbeerde N 2 O 4 vrijkomt.

II. Contactoxidatie van ammoniak. Alle beschreven methoden om synthetisch salpeterzuur rechtstreeks uit de lucht te verkrijgen, zijn, zoals reeds aangegeven, alleen kosteneffectief als er goedkope waterkrachtenergie beschikbaar is. Het probleem van gebonden stikstof (zie Stikstof) kon niet als definitief opgelost worden beschouwd als er geen methode was gevonden om relatief goedkoop synthetisch salpeterzuur te verkrijgen. De opname van de gebonden stikstof uit 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 een nitrificatie ondergaan (zie Stikstofmeststoffen). Bovendien vormt salpeterzuur, samen met zwavelzuur, de basis van talrijke 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. Dat is de reden waarom in Duitsland, dat tijdens de wereldoorlog was afgesloten door een blokkade van de bron van Chileens nitraat en tegelijkertijd geen goedkope hydro-elektrische energie had, de productie van synthetisch salpeterzuur via de contactmethode, gebaseerd op steenkool of synthetische ammoniak door het oxideren ervan 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 NH3 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 vanwege de erkenning van prioriteit door de Franse chemicus Kuhlmann). van fijn verdeeld platina en de langzame stroom van het gasmengsel verloopt de oxidatie volgens de reactie 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O. Daarom zou het proces moeten zijn. wordt strikt gereguleerd, zowel wat betreft de significante snelheid van de gasstraal die door de contact "converter" wordt geblazen als wat betreft de samenstelling van het gasmengsel. Het mengsel van gassen dat aan de "converters" wordt geleverd b. vooraf zorgvuldig gereinigd van stof en onzuiverheden die de platinakatalysator zouden kunnen "vergiftigen".

Aangenomen kan worden dat de aanwezigheid van platina de ontleding van het NH3-molecuul en de vorming van een onstabiele tussenverbinding van platina met waterstof veroorzaakt. 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, gemengd met een nieuwe portie lucht, oxideert spontaan verder om NO 2 of N 2 O 4 te vormen:

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 uiteindelijk geconcentreerd synthetisch salpeterzuur verkrijgen. Volgens Ostwald moet de katalysator bestaan uit metallisch platina bedekt met gedeeltelijk of volledig sponsachtig platina of platinazwart.

De reactie zou moeten verlopen bij een nauwelijks begonnen rode hitte en bij een aanzienlijke stroomsnelheid van een gasmengsel bestaande uit 10 of meer delen lucht per uur NH3. De langzame stroming van het gasmengsel draagt bij aan de volledige ontleding van NH 3 aan de elementen. Bij een platina contactrooster van 2 cm moet het gasdebiet gelijk zijn 1-5 m / s, d.w.z. de contacttijd van gas met platina mag niet groter zijn dan 1/100 sec. Optimale temperaturen liggen ongeveer 300°. Het gasmengsel wordt voorverwarmd. Hoe groter de stroomsnelheid van het gasmengsel, hoe groter de output van NO. Door gebruik te maken van een zeer dik platinagaas (katalysator) met een mengsel van ammoniak en lucht dat ongeveer 6,3% NH3 bevatte, verkregen Neumann en Rose de volgende resultaten bij een temperatuur van 450 ° (met een contactoppervlak van platina van 3,35 cm2):

Ook min of meer NH 3 is van groot belang voor de richting chemisch proces, wat kan gaan volgens de vergelijking: 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 gehalte in mengsels van 10,74% NH 3). Met minder succes dan platina, m. b. Er werden ook andere katalysatoren 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% NH3, 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 eerste instantie is het nodig om het contactapparaat te verwarmen, waarna de reactie verloopt vanwege zijn eigen warmte. Technisch ontwerp"converters" voor de oxidatie van ammoniak verschillende systemen blijkt duidelijk uit de 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. Figuur 10 toont een schema voor de oxidatie van NH3 in de fabriek van Meister Lucius en Brunning in Hechst.

In moderne installaties wordt de oxidatie van NH3 tot NO uitgevoerd met een rendement tot 90%, en de daaropvolgende oxidatie en absorptie van de gevormde stikstofoxiden door water met een rendement tot 95%. Het gehele proces levert dus een opbrengst aan gebonden stikstof op 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 dat wel kunnen zijn zijn slechts bij benadering en hangen grotendeels af van de omvang van de onderneming, de kosten van elektrische energie en grondstoffen, maar ze laten niettemin zien dat de contactmethode voor het verkrijgen van HNO 3 voorbestemd is om in de nabije toekomst een dominante positie in te nemen 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 bij luchtdruk. Er zijn twee vaste hydraten bekend: monohydraat (HNO 3 ·H 2 O) en trihydraat (HNO 3 ·3H 2 O).

Stikstof in salpeterzuur is tetravalent, oxidatietoestand +5. Salpeterzuur is een kleurloos gas, geurloos, rokende vloeistof in de 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/cm3, Tbp = 120,7 °C). Bij kristallisatie uit waterige oplossingen vormt salpeterzuur kristallijne hydraten:

HNO 3-monohydraat H 2 O, T pl = 37,62 ° C
trihydraat HNO 3 3H 2 O, T pl = 18,47 ° C

Vast salpeterzuur vormt twee kristallijne modificaties:

monokliene, ruimtegroep P 2 1/een, A= 1,623 nm, B= 0,857 nm, C= 0,631, v = 90°, Z = 16;
ruitvormig

Monohydraat vormt ruitvormige kristallen, ruimtegroep P na2, A= 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 dichtheidsgedrag bij een concentratie van meer dan 97%.

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

N 2 + O 2 bliksem elektrische ontladingen > 2NO

2NO + O2 > 2NO 2
4HNO 3 licht > 4NO 2 ^ (bruin gas)+ 2H 2 O + O 2

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 azeotropisch mengsel met water met een concentratie van 68,4% en een kookpunt 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 tetravalent, oxidatietoestand +5. Salpeterzuur is een kleurloze vloeistof die in de lucht rookt, met een smeltpunt van −41,59 °C, een kookpunt van +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 vanwege het ontledingsproces dat in het licht plaatsvindt. Bij verhitting ontleedt salpeterzuur door 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 uit de platinagroep en tantaal zijn inert voor salpeterzuur in het hele concentratiebereik, de rest van de metalen reageren ermee, het verloop van de reactie wordt bepaald door de concentratie.

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 salpeterzuur.

Een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur wordt melange genoemd.

Salpeterzuur wordt veel gebruikt om nitroverbindingen te verkrijgen.

Een mix 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 ervan - nitraten - worden verkregen door de werking 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; de uitzonderingen zijn Chileens (natrium)nitraat en Indiaas nitraat (kaliumnitraat). De meeste nitraten worden kunstmatig verkregen.

Afhankelijk van 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 ontledingsproces dat in het licht plaatsvindt:

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).

HNO 3 als een sterk monobasisch zuur interageert:

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 reductiediepte hangt voornamelijk af van de aard van het reductiemiddel en van de concentratie van salpeterzuur. Als oxiderend zuur interageert HNO 3:

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

Geconcentreerde HNO 3

Verdund HNO 3

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

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. Wanneer zink bijvoorbeeld reageert met salpeterzuur (massafractie van salpeterzuur in een oplossing van 0,3), zullen de producten de meeste NO bevatten. , maar zal ook (alleen in kleinere hoeveelheden) NO 2 , N 2 O, N 2 en NH 4 NO 3 bevatten.

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 de zuurconcentratie. Toename van de metaalactiviteit

Salpeterzuur, zelfs geconcentreerd, heeft geen wisselwerking 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. Koninklijke wodka lost de meeste metalen op, inclusief goud en platina. De sterke oxiderende eigenschappen zijn te danken aan het resulterende atomaire chloor en nitrosylchloride:

Nitraten

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

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

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

c) nitraten van metalen gelegen in een reeks spanningen rechts van kwik:

d) ammoniumnitraat:

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

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 oplosbaar in water, dus er zijn er extreem weinig in de vorm van mineralen in de natuur; de uitzonderingen zijn Chileens (natrium)nitraat en Indiaas nitraat (kaliumnitraat). De meeste nitraten worden kunstmatig verkregen.

Glas, fluoroplast-4 reageert niet met salpeterzuur.

keer bekeken

VKontakte opslaan

Nitraten

Dit vind je misschien ook leuk