Axit nitric rất mạnh. Tính chất đặc biệt của axit nitric và axit sunfuric đậm đặc

24.09.2019

HNO3

Người ta đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng trong phân tử axit nitric nằm giữa hai nguyên tử oxy và một nguyên tử nitơ có hai liên kết hóa học hoàn toàn giống nhau - trái phiếu một rưỡi. Trạng thái oxy hóa của nitơ là +5 và hóa trị là IV.

Tính chất vật lý

Axit nitric HNO3 ở dạng nguyên chất - một chất lỏng không màu có mùi ngột ngạt, hòa tan vô hạn trong nước; t°pl.= -41°C; t°sôi = 82,6°С, r = 1,52 g/cm3 . Nó được hình thành với số lượng nhỏ trong quá trình phóng sét và hiện diện trong nước mưa.

N2 + Ô2 phóng điện do sét→ 2NO2NO+O2 → 2NO2

Dưới tác dụng của ánh sáng, axit nitric bị phân hủy một phần, giải phóng NO2 và do đó nó có màu nâu nhạt:

4HNO3 ánh sáng→ 4NO2 (khí nâu) + 2H2 ồ +VỀ2

Axit nitric nồng độ cao giải phóng khí trong không khí, khí này trong chai kín được phát hiện dưới dạng hơi màu nâu (oxit nitơ). Những loại khí này rất độc nên bạn cần cẩn thận không hít phải chúng. Axit nitric oxy hóa nhiều chất hữu cơ. Giấy và vải bị phá hủy do quá trình oxy hóa của các chất tạo thành các vật liệu này. Axit nitric đậm đặc gây bỏng nặng khi tiếp xúc kéo dài và vàng da trong vài ngày nếu tiếp xúc trong thời gian ngắn. Màu vàng của da biểu thị sự phá hủy protein và giải phóng lưu huỳnh (phản ứng định tính với axit nitric đậm đặc - màu vàng do giải phóng lưu huỳnh nguyên tố khi axit tác dụng lên phản ứng protein - xanthoprotein). Tức là bị bỏng da. Để tránh bị bỏng, bạn nên làm việc với axit nitric đậm đặc khi đeo găng tay cao su.

Biên lai

1. Phương pháp thí nghiệm KNO3 +H2 VÌ THẾ4 (phần conc) → KHSO4 +HNO3 (khi đun nóng)2. Phương pháp công nghiệp Nó được thực hiện trong ba giai đoạn: a) Quá trình oxy hóa amoniac trên chất xúc tác bạch kim thành NO 4NH3 +5O2 → 4NO + 6H2 O (Điều kiện: chất xúc tác – Pt, t = 500˚С)b) Oxy hóa NO thành NO bằng oxy trong khí quyển2 2NO+O2 → 2NO2 c) KHÔNG hấp thụ2 nước khi có lượng oxy dư thừa4KHÔNG2 + Ô2 + 2H2 O ↔ 4HNO3

Tính chất hóa học

1. Axit rất mạnh. Phân ly gần như hoàn toàn trong dung dịch nước:

HNO 3 = H+ + KHÔNG 3 -

phản ứng:

2. với các oxit bazơ

CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 +H 2 ồ

CuO + 2H + +2KHÔNG 3 - = Cu 2+ +2KHÔNG 3 - +H 2 ồ

hoặc CuO + 2H + = Cu 2+ +H 2 ồ

3. có căn cứ

HNO 3 + NaOH = NaNO 3 +H 2 ồ

H + + KHÔNG 3 - +Na + +Ôi - =Không + + KHÔNG 3 - +H 2 ồ

hoặc H + +Ôi - = H 2 ồ

4. đẩy các axit yếu ra khỏi muối của chúng

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

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

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

Tính chất cụ thể của axit nitric

Chất oxy hóa mạnh

1. Phân hủy khi tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt

t°
4HNO 3 = 2H 2 O+4NO 2 + Ô 2

Chi tiết Chuyên mục: Lượt xem: 7174

AXIT NITRIC, HNO 3, thu được bằng cách hòa tan oxit nitơ trong nước:

3NO 2 + H 2 O = 2HN 3 + NO
N 2 O 3 + H 2 O = HNO 3 + NO
N2O5 + H2O = 2HNO3

Tính chất vật lý của axit nitric. Trọng lượng mol - 63,016; chất lỏng không màu có mùi đặc trưng; điểm sôi 86°, điểm nóng chảy -47°; trọng lượng riêng 1,52 ở 15°; trong quá trình chưng cất, do phân hủy 2HNO 3 = N 2 O 3 + 2O + H 2 O nên axit nitric giải phóng ngay oxy, N 2 O 3 và nước; sự hấp thụ sau này gây ra sự gia tăng điểm sôi. Trong dung dịch nước, axit nitric mạnh thường chứa oxit nitơ và việc điều chế axit nitric khan hoàn toàn gặp khó khăn đáng kể. Không thể thu được axit nitric khan bằng cách chưng cất, vì dung dịch axit nitric có độ đàn hồi tối thiểu, tức là thêm nước vào axit và ngược lại làm giảm độ đàn hồi hơi (và tăng điểm sôi). Do đó, khi chưng cất một axit yếu (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.

Rõ ràng, bằng cách đông lạnh, không thể thu được axit trên 99,5%. Với các phương pháp mới (Valentiner) chiết axit nitric từ diêm tiêu, axit khá tinh khiết, nhưng với các phương pháp cũ cần phải tinh chế chủ yếu từ hợp chất clorua và hơi N 2 O 4. Axit mạnh nhất có D0 = 1,559, D15 = 1,53 và 100% HNO3 - D4 = 1,5421 (Veley và Manley); 100% axit bốc khói trong không khí và hút hơi nước mạnh như axit sulfuric. Một axit có D = 1,526 nóng lên khi trộn với tuyết.

Nhiệt tạo thành (từ 1/2 H 2 + 1/2 N 2 + 3/2 O 2):

HNO3 – hơi nước + 34400 cal
HNO3 – chất lỏng + 41600 cal
HNO3 – tinh thể + 42200 cal
HNO3 – dung dịch + 48800 cal

Nhiệt pha loãng: khi thêm một hạt H 2 O vào HNO 3 - 3,30 Cal, hai hạt - 4,9 Cal, năm hạt - 6,7 Cal, mười - 7,3 Cal. Việc bổ sung thêm sẽ làm tăng không đáng kể hiệu ứng nhiệt. Ở dạng tinh thể bạn nhận được:
1) HNO 3 ·H 2 O = H 3 NO 4 - viên hình thoi gợi nhớ AgNO 3, nhiệt độ nóng chảy = -34° (-38°);
2) HNO 3 (H 2 O) 2 = H 5 NO 5 - hình kim, điểm nóng chảy -18°.2, chỉ ổn định dưới -15°. Đường cong nhiệt độ kết tinh của axit nước có ba eutectic (ở -66°.3, ở -44°.2, ở -43°) và hai cực đại (HNO 3 H 2 O -38°, HNO 3 3H 2 O -18 °,2). Các điểm đặc biệt tương tự cũng được quan sát thấy đối với sự tỏa nhiệt của dung dịch và các vòng quay của đường cong dẫn điện, nhưng ở 2HNO 3 ·H 2 O và HNO 3 ·10H 2 O cũng được chú ý. Từ những gì vừa nói và bởi. Tương tự với axit photphoric, theo đó trong dung dịch axit nitric có hydrat HNO 3, nhưng nó dễ bị phân hủy, điều này quyết định khả năng phản ứng cao của HNO 3. Axit nitric chứa NO 2 trong dung dịch được gọi là hút thuốc(màu đỏ).

Tính chất hóa học. HNO 3 tinh khiết dễ bị phân hủy và chuyển sang màu vàng do phản ứng 2HNO 3 = 2NO 2 + O 2 + H 2 O và sự hấp thụ của anhydrit nitơ thu được. Axit nitric tinh khiết và axit nitric mạnh nói chung chỉ ổn định ở nhiệt độ thấp. Đặc điểm chính của axit nitric là khả năng oxy hóa cực mạnh do giải phóng oxy. Như vậy, khi tác dụng với kim loại (trừ Pt, Rh, Ir, Au mà HNO 3 không có tác dụng khi không có clo), axit nitric sẽ oxy hóa kim loại, giải phóng oxit nitơ, mức độ oxy hóa càng thấp thì năng lượng càng cao. kim loại bị oxi hóa đóng vai trò là chất khử. Ví dụ, chì (Pb) và thiếc (Sn) cho N 2 O 4; bạc - chủ yếu là N 2 O 3. Lưu huỳnh, đặc biệt là khi mới kết tủa, dễ bị oxy hóa; phốt pho khi đun nóng nhẹ sẽ chuyển thành axit photpho. Than nóng đỏ bốc cháy trong hơi axit nitric và trong chính axit nitric. Tác dụng oxy hóa của axit đỏ bốc khói lớn hơn axit không màu. Sắt ngâm trong nó trở nên thụ động và không còn dễ bị tác động bởi axit. Axit nitric khan hoặc trộn với axit sunfuric có tác dụng rất mạnh lên các hợp chất hữu cơ vòng (benzen, naphtalen, v.v.) tạo ra hợp chất nitro C 6 H 5 H + HNO 3 = C 6 H 5 NO 2 + HOH. Quá trình nitrat hóa parafin xảy ra chậm và chỉ dưới tác dụng của axit yếu ( bằng cấp cao ion hóa). Do sự tương tác của các chất có chứa hydroxyl (glycerin, chất xơ) với axit nitric, thu được este nitrat, gọi không chính xác là nitroglycerin, nitrocellulose, v.v. Tất cả các thí nghiệm và mọi công việc với axit nitric phải được thực hiện trong phòng thông gió tốt , nhưng tốt nhất là theo một dự thảo đặc biệt .

Phân tích . Để phát hiện dấu vết của axit nitric, hãy sử dụng: 1) diphenylenedanyl dihydrotriazole (còn được gọi là “nitron”); Đổ 5 hoặc 6 giọt dung dịch nitron 10% trong axit axetic 5% vào 5-6 cm 3 dung dịch thử, thêm vào đó trước một giọt H 2 SO 4: khi có lượng NO đáng chú ý. 3 ion, giải phóng nhiều kết tủa, trong dung dịch rất yếu giải phóng tinh thể hình kim; ở 0° thậm chí 1/80000 HNO 3 có thể được mở bằng nitron; 2) bruxin trong dung dịch; trộn với dung dịch thử và cẩn thận đổ dọc theo thành ống nghiệm vào axit sunfuric mạnh; tại điểm tiếp xúc của cả hai lớp trong ống nghiệm hình thành màu đỏ hồng, chuyển từ bên dưới sang màu xanh lục.

Để xác định hàm lượng HNO 3 trong dung dịch axit nitric bốc khói, cần chuẩn độ N 2 O 4 bằng dung dịch KMnO 4, xác định khối lượng riêng của chất lỏng bằng tỷ trọng kế và trừ đi số hiệu chỉnh hàm lượng N 2 O 4. được chỉ ra trong một bảng đặc biệt.

Phương pháp công nghiệp sản xuất axit nitric. Axit nitric được chiết xuất. Array. từ diêm tiêu. Trước đây, việc khai thác muối diêm được thực hiện ở cái gọi là. "salpetriere" hoặc "burts", là kết quả của việc trộn phân, nước tiểu, v.v. với thạch cao cũ, dần dần, một phần do tác động của vi khuẩn, quá trình oxy hóa urê và các hợp chất nitơ hữu cơ khác (amin, amit, v.v.) xảy ra trong axit nitric, tạo thành canxi nitrat với đá vôi. Vào những ngày nắng nóng, đặc biệt là ở miền Nam (ví dụ ở Ấn Độ và Trung Á), quá trình đang diễn ra rất nhanh.

Ở Pháp vào năm 1813, có tới 2.000.000 kg muối tiêu được chiết xuất từ muối tiêu. 25 loài động vật lớn sản xuất khoảng 500 kg muối tiêu mỗi năm. Ở một số khu vực, với đất cơ bản giàu di tích động vật (ví dụ vùng Kuban), có thể có một lượng nitrat đáng chú ý trong đất, nhưng không đủ để khai thác. Số lượng đáng chú ý đã được khai thác ở thung lũng sông Hằng và được tìm thấy trong các pháo đài Trung Á của chúng ta, nơi trữ lượng đất chứa muối tiêu lên tới 17 tấn ở mỗi nơi, nhưng hàm lượng muối tiêu trong đó không quá 3%. Các mỏ natri nitrat - Chile - được phát hiện vào năm 1809; chúng được tìm thấy chủ yếu ở tỉnh Tarapaca, trong khoảng từ 68° 15" đến 70° 18" kinh đông và 19° 17" và 21° 18" vĩ độ nam, nhưng cũng được tìm thấy ở xa hơn về phía nam và phía bắc (ở Peru và Bolivia); mỏ của họ nằm ở độ cao 1100 m so với mực nước biển. Trầm tích dài khoảng 200 km, rộng 3-5 km và có hàm lượng NaNO 3 trung bình 30-40%. Dự trữ, giả sử mức tiêu thụ tăng hàng năm là 50.000 tấn, có thể kéo dài trong 300 năm. Năm 1913, 2.738.000 tấn được xuất khẩu, nhưng xuất khẩu sang châu Âu giảm đôi chút, mặc dù sau khi xuất khẩu giảm đáng kể trong chiến tranh, chúng lại tăng nhẹ trở lại kể từ năm 1920. Thông thường phía trên là một “ngọn lửa” (dày 50 cm - 2 m). ), bao gồm thạch anh và cát fensspathic, và bên dưới là “kalihe” (25 cm - 1,5 m), chứa muối tiêu (các mỏ nằm trong sa mạc bên cạnh các mỏ muối và muối boron canxi). Thành phần của "kalihe" rất đa dạng; nó chứa NaNO 3 - từ 30% đến 70%, muối iodua và iốt - lên đến 2%, natri clorua - 16-30%, muối sunfat - lên đến 10%, muối magiê - lên đến 6%. Các giống tốt nhất chứa trung bình: NaNO 3 - 50%, NaCl - 26%, Na 2 SO 4 - 6%, MgSO 4 - 3%. NaNO 3 bị hòa tan ở nhiệt độ cao do đó lượng NaNO 3 đi vào dung dịch nhiều hơn NaCl, độ hòa tan của chất này tăng nhẹ theo nhiệt độ. Từ 3 tấn “caliche” thu được 1 tấn muối thô với hàm lượng muối trung bình là 95-96%. Từ 1 lít nước muối mẹ thường thu được 2,5-5 g iốt. Thông thường, muối thô thô có màu nâu do có thêm oxit sắt. Saltpeter chứa tới 1-2% hợp chất clorua được sử dụng làm phân bón. Natri nitrat tinh khiết không màu, trong suốt, không hút ẩm nếu không chứa hợp chất clorua; kết tinh thành khối. Để thu được axit nitric, người ta đun nóng muối nitrat với axit sunfuric; sự tương tác tuân theo phương trình:

NaNO 3 + H 2 SO 4 = HNO 3 + NaSO 4

I E. thu được axit sunfat. Loại thứ hai có thể được sử dụng để sản xuất hydro clorua bằng cách nung hỗn hợp NaHSO 4 và NaCl trong lò múp. Để tương tác theo phương trình

Về mặt lý thuyết, cần phải có 57,6 kg H 2 SO 4 hoặc 60 kg axit 66° Bẻ cho 100 kg NaNO 3. Trên thực tế, để tránh sự phân hủy, người ta sử dụng thêm 20-30% axit sulfuric. Sự tương tác được thực hiện trong các bình đun bằng sắt hình trụ nằm ngang dài 1,5 m, đường kính 60 cm, thành dày 4 cm. Mỗi bình chứa 75 kg muối tiêu và 75 kg H 2 SO 4. Hơi đầu tiên được đưa qua tủ lạnh gốm, làm mát bằng nước hoặc qua ống gốm nghiêng, sau đó qua các thiết bị hấp thụ: “bình” hoặc “bonbon”, tức là “bình Wulf” bằng gốm lớn. Nếu lấy axit sulfuric 60° Вẻ (71%) và cho 4 kg nước trên 100 kg muối tiêu vào chất hấp thụ thứ nhất thì thu được axit 40-42° Вẻ (38-41%); dùng axit ở 66° Вẻ (99,6%) và muối tiêu khô ta được 50° Вẻ (53%); để thu được axit ở 36° Вẻ, cho 8 lít nước vào thiết bị hấp thụ thứ nhất, 4 lít ở thiết bị hấp thụ thứ hai và 2,6 lít ở thiết bị tiếp theo. Axit nitric bốc khói thu được bằng cách cho muối phản ứng với một nửa lượng axit sulfuric cần tính toán. Do đó, phương pháp này tạo ra axit bị nhiễm nitrosyl clorua và các chất khác thoát ra khi bắt đầu quá trình và với oxit nitơ khi kết thúc quá trình chưng cất. Các oxit nitơ tương đối dễ bị loại bỏ bằng cách thổi một luồng không khí qua axit. Sẽ có lợi hơn nhiều khi làm việc trong các bình cổ cong, được bao quanh bởi lửa ở mọi phía và có một ống ở phía dưới để giải phóng bisulfate có chứa một lượng axit đáng chú ý. Thực tế là gang không bị axit ăn mòn nếu nó được nung nóng vừa đủ và nếu tiếp xúc với lửa từ mọi phía sẽ đảm bảo rằng không có giọt axit nào đọng lại. Trong các nồi chưng cất như vậy (rộng 1,20 và đường kính 1,50 m, có thành dày 4-5 cm), muối tiêu được xử lý bằng axit sunfuric với tỷ lệ 450 kg và thậm chí 610 kg muối tiêu trên 660 kg H 2 SO 4 ( 66°Bẻ). Thay vì hình trụ, các ống đứng hiện nay thường được sử dụng hoặc những ống này được nối với hình trụ.

Theo phương pháp Guttmann, quá trình phân hủy được thực hiện trong các bình cổ cong bằng gang gồm nhiều bộ phận (Hình 1 và 1a); các bộ phận được kết nối bằng bột bả, thường bao gồm 100 phần mạt sắt, 5 phần lưu huỳnh, 5 phần amoni clorua với càng ít nước càng tốt; vặn lại và, nếu có thể, cửa nạp được đặt trong gạch xây và được làm nóng bằng khí lò.

800 kg muối tiêu và 800 kg axit sunfuric 95% được nạp vào nồi chưng cất và tiến hành chưng cất trong 12 giờ; việc này tiêu tốn khoảng 100 kg than. Retort hình trụ cũng được sử dụng. Hơi thoát ra đầu tiên đi vào xi lanh số 8; sau đó chuyền một loạt ống gốm, 12 và 13, đặt trong hộp gỗ đựng nước; ở đây hơi được ngưng tụ thành axit nitric, chảy qua ống 22 của hệ thống Gutman và 23 vào bộ sưu tập 28, và nước ngưng từ xi lanh 8 cũng đi vào đây; axit nitric chưa ngưng tụ trong ống 12 đi qua 15a vào tháp chứa đầy các quả bóng và được rửa sạch bằng nước; vết axit cuối cùng không được hấp thụ trong tháp được giữ lại ở hình trụ 43a; khí được mang đi qua ống 46a vào ống khói. Để oxy hóa các oxit nitơ hình thành trong quá trình chưng cất, không khí được trộn trực tiếp vào khí tại lối ra của nồi chưng cất. Nếu sử dụng axit sulfuric mạnh và muối tiêu khô trong sản xuất thì thu được axit nitric 96-97% không màu. Hầu như toàn bộ axit ngưng tụ trong đường ống, chỉ một phần nhỏ (5%) được hấp thụ trong tháp, tạo thành 70% axit nitric, được thêm vào lượng nitrat tiếp theo. Cái đó. kết quả là axit nitric không màu, không có clo, đạt hiệu suất 98-99% lý thuyết. Phương pháp của Gutman đã trở nên phổ biến do tính đơn giản và chi phí lắp đặt thấp.

Axit 96-100% được chiết xuất từ diêm tiêu theo phương pháp Valentiner, bằng cách chưng cất dưới áp suất giảm (30 mm) trong nồi chưng cất gang của hỗn hợp 1000 kg NaNO 3, 1000 kg H2SO 4 (66 ° Вẻ) và một lượng như vậy axit yếu HNO3 thêm 100kg nước vào. Quá trình chưng cất kéo dài 10 giờ, không khí luôn được đưa vào hợp kim. Tương tác xảy ra ở 120°, nhưng khi kết thúc quá trình, một “khủng hoảng” xảy ra (1 giờ) và có thể xảy ra những cú sốc mạnh (ở 120-130°). Sau đó, hệ thống sưởi được đưa lên 175-210°. Làm đặc và thu giữ axit thích hợp là rất quan trọng. Hơi từ thiết bị vặn lại đi vào xi lanh, từ đó đi vào 2 cuộn dây được làm lạnh cao, từ chúng thành một bộ sưu tập (chẳng hạn như bình Wulf), tiếp theo là một cuộn dây nữa và sau đó là 15 xi lanh, phía sau đặt một máy bơm. Với tải 1000 kg NaNO 3 trong 6-8 giờ sẽ thu được 600 kg HNO 3 (48° Вẻ), tức là đạt 80% định mức.

Để thu được axit nitric từ nitrat Na Uy (canxi), chất này được hòa tan, axit nitric mạnh được thêm vào và trộn axit sulfuric, sau đó axit nitric được lọc khỏi thạch cao.

Bảo quản và đóng gói. Để bảo quản axit nitric, bạn có thể sử dụng đĩa thủy tinh, đất sét nung và nhôm nguyên chất (không quá 5% tạp chất), cũng như đĩa làm bằng thép Krupp chịu axit silicon đặc biệt (V2A). Vì khi axit nitric mạnh tác dụng lên gỗ, mùn cưa, giẻ lau tẩm dầu thực vật, v.v., có thể bùng phát và cháy nổ (ví dụ: nếu chai vỡ trong quá trình vận chuyển), thì axit nitric chỉ có thể được vận chuyển trên các chuyến tàu đặc biệt. Nhựa thông đặc biệt dễ bốc cháy khi đun nóng khi tiếp xúc với axit nitric mạnh.

Ứng dụng: 1) ở dạng muối làm phân bón, 2) sản xuất thuốc nổ, 3) sản xuất bán thành phẩm thuốc nhuộm, và một phần là thuốc nhuộm. Ch. Array. muối của axit nitric hoặc nitrat (natri, amoni, canxi và kali) được sử dụng làm phân bón. Năm 1914, mức tiêu thụ nitơ trên thế giới ở dạng nitrat Chile đạt 368.000 tấn và ở dạng axit nitric từ không khí - 10.000 tấn. Năm 1925, mức tiêu thụ lẽ ra phải đạt tới 360.000 tấn axit nitric từ không khí. Việc tiêu thụ axit nitric tăng lên rất nhiều trong chiến tranh do chi phí cho chất nổ, trong đó chủ yếu là nitroglycerin và nitrocellulose. các loại khác nhau, các hợp chất nitro (nitrotoluene, TNT, melinite, v.v.) và các chất làm cầu chì (thủy ngân fulminat). Trong thời bình, axit nitric được dùng để sản xuất các hợp chất nitro, ví dụ, nitrobenzen, để chuyển sang thuốc nhuộm thông qua anilin, thu được từ nitrobenzen bằng cách khử. Một lượng đáng kể axit nitric được sử dụng để khắc kim loại; muối của axit nitric (saltpeter) được sử dụng làm chất nổ (amoni nitrat - ở dạng không khói, kali nitrat - ở dạng bột đen) và để làm pháo hoa (bari nitrat - cho màu xanh lá cây).

Tiêu chuẩn axit nitric. Tiêu chuẩn axit nitric cho đến nay chỉ tồn tại ở Liên Xô và đã được Ủy ban Tiêu chuẩn hóa tại STO phê duyệt là tiêu chuẩn bắt buộc của toàn Liên minh (OST-47) đối với axit ở 40° Bẻ. Tiêu chuẩn quy định hàm lượng HNO 3 trong axit nitric là 61,20% và giới hạn hàm lượng tạp chất: axit sunfuric không quá 0,5%, clo không quá 0,8%, sắt không quá 0,01%, cặn rắn không quá 0,9%; axit nitric tiêu chuẩn không được chứa cặn. Tiêu chuẩn quy định mối quan hệ giữa người bán và người mua, quy định chặt chẽ các phương pháp lấy mẫu và phân tích. Hàm lượng axit nitric được xác định bằng cách thêm NaOH vào axit và chuẩn độ ngược bằng axit. Hàm lượng axit sunfuric được xác định dưới dạng BaSO 4 bằng kết tủa BaCl 2. Hàm lượng clo được xác định bằng cách chuẩn độ trong môi trường kiềm bằng bạc nitrat. Hàm lượng sắt được xác định bằng cách kết tủa sesquioxit với amoniac, khử sắt oxit thành sắt đen và sau đó chuẩn độ KMnO 4. Việc đóng gói axit nitric vẫn chưa đạt tiêu chuẩn. Không đề cập đến kích thước, trọng lượng và chất lượng của thùng chứa, tiêu chuẩn quy định việc đóng gói axit nitric trong đồ thủy tinh và hướng dẫn cách đóng gói, niêm phong.

Chuẩn bị axit nitric.

I. Từ trên không. Quá trình tổng hợp axit nitric từ không khí dưới tác dụng của hồ quang điện, ở một mức độ nhất định, lặp lại quá trình xảy ra trong tự nhiên dưới tác động của sự phóng điện trong khí quyển. Cavendish là người đầu tiên quan sát (năm 1781) sự hình thành oxit nitơ trong quá trình đốt cháy H 2 trong không khí, và sau đó (năm 1784) khi một tia lửa điện truyền qua không khí. Mutman và Gopher vào năm 1903 là những người đầu tiên thử nghiên cứu trạng thái cân bằng: N 2 + O 2 2NO. Truyền một dòng điện trong không khí Dòng điện xoay chiềuở 2000-4000 V, trên thực tế chúng đã đạt được nồng độ NO từ 3,6 đến 6,7% thể tích. Mức tiêu thụ năng lượng của họ trên 1 kg HNO 3 đạt 7,71 kWh. Sau đó Nernst nghiên cứu trạng thái cân bằng này bằng cách cho không khí đi qua ống iridium. Hơn nữa, Nernst, Jellinek và các nhà nghiên cứu khác cũng làm việc theo hướng tương tự. Bằng cách ngoại suy các kết quả thí nghiệm nghiên cứu trạng thái cân bằng giữa không khí và nitơ oxit, Nernst có thể tính toán rằng ở vế phải của phương trình, hàm lượng 7% thể tích NO được thiết lập ở nhiệt độ 3750 ° (tức là xấp xỉ ở nhiệt độ của hồ quang điện).

Ưu tiên của ý tưởng sử dụng hồ quang điện về mặt kỹ thuật để cố định nitơ trong khí quyển thuộc về nhà nghiên cứu người Pháp Lefebre, người đã cấp bằng sáng chế vào năm 1859 cho phương pháp sản xuất axit nitric từ không khí ở Anh. Nhưng lúc đó chi phí năng lượng điện quá cao để phương pháp Lefebre có thể thu được ý nghĩa thực tiễn. Cũng cần phải kể đến các bằng sáng chế của McDougal (An. P. 4633, 1899) và phương pháp của Bradley và Lovejoy, được triển khai ở quy mô kỹ thuật, được vận hành vào năm 1902 bởi công ty Atmospheric Products С° của Mỹ (với số vốn 1 triệu đô la). ) bằng việc sử dụng năng lượng của Thác Niagara. Những nỗ lực sử dụng điện áp 50.000 V để cố định nitơ trong khí quyển do Kowalski và cộng tác viên I. Moscytski thực hiện cũng có niên đại vào thời điểm này. Nhưng thành công đáng kể đầu tiên trong việc chế tạo axit nitric từ không khí đến từ ý tưởng lịch sử của kỹ sư người Na Uy Birkeland, đó là sử dụng khả năng giãn nở của chất này trong trường điện từ mạnh để tăng sản lượng oxit nitơ. khi truyền một dòng điện trong không khí. Birkeland đã kết hợp ý tưởng này với một kỹ sư người Na Uy khác là Eide và dịch nó thành lắp đặt kỹ thuật, điều này ngay lập tức mang lại cơ hội tiết kiệm chi phí để thu được axit nitric từ không khí. Do sự thay đổi liên tục về hướng của dòng điện và tác động của nam châm điện, ngọn lửa hồ quang điện có xu hướng phồng lên liên tục theo các hướng khác nhau, dẫn đến sự hình thành hồ quang điện chuyển động nhanh chóng mọi lúc với một tốc độ nhất định. tốc độ lên tới 100 m/giây, tạo ấn tượng về một mặt trời điện rộng đang cháy lặng với đường kính từ 2 m trở lên. Một luồng không khí mạnh liên tục thổi qua mặt trời này và bản thân mặt trời được đặt trong một lò đặc biệt làm bằng đất sét chịu lửa, buộc bằng đồng (Hình 1, 2 và 3).

Các điện cực rỗng của hồ quang điện được làm mát từ bên trong bằng nước. Không khí qua các kênh MỘT trong lớp lót đất nung của lò, nó đi vào buồng hồ quang b; qua khí oxy hóa rời khỏi lò và được làm mát bằng nhiệt của nó để làm nóng nồi hơi của thiết bị bay hơi. Sau đó, NO đi vào tháp oxy hóa, nơi nó bị oxy hóa bởi oxy trong khí quyển thành NO2. Quá trình sau là quá trình tỏa nhiệt (2NO + O 2 = 2NO 2 + 27Cal), và do đó các điều kiện làm tăng sự hấp thụ nhiệt có lợi đáng kể cho phản ứng theo hướng này. Tiếp theo, nitơ dioxide được hấp thụ bởi nước theo các phương trình sau:

3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO
2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

Trong phương pháp khác, hỗn hợp khí phản ứng được làm lạnh xuống dưới 150° trước khi hấp thụ; ở nhiệt độ này, quá trình phân hủy ngược – NO 2 = NO + O – gần như không diễn ra. Hãy nhớ rằng trong những điều kiện nhất định, trạng thái cân bằng NO + NO 2 N 2 O 3 được thiết lập với hàm lượng tối đa là N 2 O 3, nó có thể thu được bằng cách đổ khí nitrit nóng ngay cả trước khi chúng bị oxy hóa hoàn toàn, ở nhiệt độ từ 200 đến 300 °, bằng dung dịch soda hoặc xút, thay vì muối nitrat - nitrit tinh khiết (phương pháp Norsk Hydro). Khi rời khỏi lò, không khí thổi có chứa từ 1 đến 2% oxit nitơ, ngay lập tức bị thu giữ bởi các tia nước phản lực và sau đó được trung hòa bằng vôi để tạo thành canxi, gọi là. Máy muối tiêu "Na Uy". Để tự thực hiện quá trình N 2 + O 2 2NO - 43,2 Cal cần tiêu tốn một lượng điện năng tương đối nhỏ, cụ thể là: để thu được 1 tấn nitơ liên kết ở dạng NO chỉ 0,205 kW-năm; Trong khi đó, ở những hệ thống lắp đặt hiện đại tốt nhất, cần phải tiêu tốn gấp 36 lần, tức là khoảng 7,3 và tối đa 8 kW-năm trên 1 tấn. Nói cách khác, hơn 97% năng lượng tiêu hao không dùng để hình thành NO mà để tạo ra cho quá trình này. điều kiện thuận lợi. Để chuyển trạng thái cân bằng theo hướng hàm lượng NO cao nhất có thể cần sử dụng nhiệt độ từ 2300° đến 3300° (hàm lượng NO ở 2300° là 2 vol% và ở 3300° - 6 vol%), nhưng ở nhiệt độ như vậy 2NO nhanh chóng bị phân hủy. trở lại N 2 + O 2. Do đó, trong một phần nhỏ của giây, cần phải loại khí từ vùng nóng sang vùng lạnh hơn và làm nguội nó đến ít nhất 1500°, khi đó quá trình phân hủy NO diễn ra chậm hơn. Cân bằng N 2 + O 2 2NO được thiết lập ở 1500° trong 30 giờ, ở 2100° trong 5 giây, ở 2500° trong 0,01 giây. và ở 2900° - trong 0,000035 giây.

Phương pháp của Schonherr, một nhân viên của BASF, khác với phương pháp của Birkeland và Eide ở những cải tiến đáng kể. Trong phương pháp này, thay vì sử dụng ngọn lửa dao động và ngắt quãng của hồ quang điện Biến đổi hiện tại, áp dụng một ngọn lửa bình tĩnh ở mức cao Vĩnh viễn hiện hành. Điều này ngăn cản việc thổi tắt ngọn lửa thường xuyên, điều này rất có hại cho quá trình. Tuy nhiên, kết quả tương tự có thể đạt được với dòng điện xoay chiều hồ quang, nhưng bằng cách thổi không khí qua ngọn lửa đang cháy không phải theo đường thẳng mà ở dạng gió xoáy dọc theo ngọn lửa hồ quang điện. Vì vậy, lò có thể được thiết kế khá hẹp Ống kim loại, hơn nữa, để ngọn lửa hồ quang không chạm vào thành của nó. Sơ đồ thiết kế của lò Schongherr được thể hiện trên Hình 2. 4.

Một cải tiến hơn nữa trong phương pháp cung được thực hiện bằng phương pháp Pauling (Hình 5). Các điện cực trong lò đốt trông giống như bộ phóng điện bằng còi. Một vòng cung điện dài 1 m hình thành giữa chúng bị một luồng không khí mạnh thổi lên trên. Ở nơi hẹp nhất của ngọn lửa bị đứt, hồ quang được đốt lại bằng các điện cực bổ sung.

I. Moscicki đã cấp bằng sáng chế cho một thiết kế lò nung hơi khác để oxy hóa nitơ trong không khí. Một trong cả hai điện cực (Hình 6) có dạng đĩa phẳng và nằm ở khoảng cách rất gần với điện cực còn lại. Điện cực phía trên có dạng hình ống và các khí trung tính chảy qua nó với tốc độ nhanh, sau đó lan ra theo hình nón.

Ngọn lửa của hồ quang điện được đưa vào chuyển động tròn dưới tác dụng của trường điện từ, và tia khí hình nón nhanh chóng ngăn ngừa đoản mạch. Miêu tả cụ thể toàn bộ phần cài đặt được đưa ra trong W. Waeser, Luftstickstoff-Industrie, p. 475, 1922. Một nhà máy ở Thụy Sĩ (Chippis, Wallis) hoạt động theo phương pháp của I. Mościcki, sản xuất 40% HNO 3 . Một nhà máy khác ở Ba Lan (Bory-Jaworzno) được thiết kế với công suất 7000 kW và sẽ sản xuất HNO 3 và (NH 4) 2 SO 4 đậm đặc. Để cải thiện hiệu suất của oxit nitơ và tăng ngọn lửa của hồ quang điện, trong Gần đây Sản phẩm ban đầu không phải là không khí mà là hỗn hợp nitơ và oxy giàu oxy hơn, với tỷ lệ 1: 1. Nhà máy của Pháp ở Laroche-de-Rham hoạt động với hỗn hợp như vậy cho kết quả rất tốt.

Nên ngưng tụ nitơ tetroxide N 2 O 4 thu được thành chất lỏng bằng cách làm lạnh đến -90°. Nitơ lỏng tetroxide như vậy, thu được từ khí sấy khô trước - oxy và không khí, không phản ứng với kim loại và do đó có thể được vận chuyển trong bom thép và được sử dụng để sản xuất HNO 3 ở nồng độ mạnh. Toluene đã từng được sử dụng làm chất làm mát trong trường hợp này, nhưng do sự rò rỉ không thể tránh khỏi của oxit nitơ và ảnh hưởng của chúng đối với toluene, các vụ nổ khủng khiếp đã xảy ra tại nhà máy Tschernewitz (ở Đức) và Bodio (ở Thụy Sĩ), phá hủy cả hai doanh nghiệp. Tách chiết N 2 O 4 từ hỗn hợp khí. cũng đạt được thông qua sự hấp thụ N 2 O 4 bằng silica gel, chất này giải phóng N 2 O 4 được hấp thụ trở lại khi đun nóng.

II. Tiếp xúc quá trình oxy hóa amoniac. Tất cả các phương pháp được mô tả để sản xuất axit nitric tổng hợp trực tiếp từ không khí, như đã chỉ ra, chỉ mang lại lợi nhuận nếu có sẵn năng lượng thủy điện giá rẻ. Vấn đề về nitơ liên kết (xem Nitơ) cuối cùng không thể được coi là giải quyết nếu không tìm ra phương pháp sản xuất axit nitric tổng hợp tương đối rẻ tiền. Sự hấp thụ nitơ liên kết từ phân bón của thực vật đặc biệt dễ dàng hơn nếu những loại phân bón này là muối của axit nitric. Các hợp chất amoni được đưa vào đất trước tiên phải trải qua quá trình nitrat hóa ngay trong đất (xem Phân đạm). Ngoài ra, axit nitric, cùng với axit sunfuric, là nền tảng của nhiều ngành công nghiệp công nghiệp hóa chất và các vấn đề quân sự. Việc sản xuất chất nổ và thuốc súng không khói (TNT, nitroglycerin, thuốc nổ, axit picric và nhiều loại khác), thuốc nhuộm anilin, celluloid và rayon, nhiều loại thuốc, v.v. là không thể nếu không có axit nitric. Đó là lý do tại sao ở Đức, quốc gia bị cắt nguồn nitrat của Chile trong Thế chiến do lệnh phong tỏa, đồng thời không có năng lượng thủy điện giá rẻ, việc sản xuất axit nitric tổng hợp đã phát triển ở mức độ lớn bằng phương pháp tiếp xúc. , bắt đầu từ than đá hoặc amoniac tổng hợp bằng cách oxy hóa nó bằng oxy trong khí quyển với sự tham gia của chất xúc tác. Trong chiến tranh (1918), Đức sản xuất tới 1000 tấn axit nitric và amoni nitrat mỗi ngày.

Trở lại năm 1788, Milner ở Cambridge đã xác định khả năng oxy hóa NH 3 thành oxit nitơ dưới tác dụng của mangan peroxit khi đun nóng. Năm 1839, Kuhlman đã thiết lập phản ứng tiếp xúc của bạch kim trong quá trình oxy hóa amoniac với không khí. Về mặt kỹ thuật, phương pháp oxy hóa amoniac thành axit nitric được Ostwald và Brouwer phát triển và được họ cấp bằng sáng chế vào năm 1902. (Điều thú vị là ở Đức đơn đăng ký của Ostwald đã bị từ chối do sự công nhận quyền ưu tiên của nhà hóa học người Pháp Kuhlmann.) Dưới sự điều hành của platin được chia mịn và hỗn hợp khí chảy chậm, quá trình oxy hóa diễn ra theo phản ứng 4NH 3 + ZO 2 = 2N 2 + 6H 2 O. Vì vậy, quá trình này cần được thực hiện được quy định chặt chẽ cả về tốc độ chuyển động đáng kể của luồng khí được thổi qua bộ chuyển đổi tiếp xúc, và theo nghĩa thành phần của hỗn hợp khí. Hỗn hợp khí đi vào "bộ chuyển đổi" sẽ. trước đây đã được làm sạch hoàn toàn khỏi bụi và tạp chất có thể “đầu độc” chất xúc tác bạch kim.

Có thể giả định rằng sự có mặt của bạch kim gây ra sự phân hủy phân tử NH 3 và hình thành hợp chất trung gian không ổn định của bạch kim với hydro. Trong trường hợp này, nitơ ở trạng thái mới bắt đầu bị oxy hóa bởi oxy trong khí quyển. Quá trình oxy hóa NH 3 thành HNO 3 diễn ra theo các phản ứng sau:

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

khí NO không màu được làm lạnh, được trộn với một phần không khí mới, tự động oxy hóa thêm để tạo thành NO 2 hoặc N 2 O 4:

2NO + O 2 = 2NO 2, hoặc N 2 O 4;

sự hòa tan của khí thu được trong nước khi có không khí hoặc oxy dư có liên quan đến quá trình oxy hóa tiếp theo theo phản ứng:

2NO 2 + O + H 2 O = 2HNO 3,

sau đó thu được HNO 3, với nồng độ khoảng 40 đến 50%. Bằng cách chưng cất HNO 3 thu được với axit sulfuric mạnh, cuối cùng có thể thu được axit nitric tổng hợp đậm đặc. Theo Ostwald, chất xúc tác phải bao gồm bạch kim kim loại được phủ một phần hoặc hoàn toàn bạch kim xốp hoặc bạch kim đen.

Phản ứng sẽ diễn ra khi nhiệt đỏ vừa mới bắt đầu và ở tốc độ dòng chảy đáng kể của hỗn hợp khí, bao gồm 10 phần không khí trở lên trong 1 giờ NH 3. Dòng chảy chậm của hỗn hợp khí thúc đẩy quá trình phân hủy hoàn toàn NH 3 thành các nguyên tố. Với lưới tiếp xúc bạch kim 2 cm, tốc độ dòng khí phải là 1-5 m/giây, tức là thời gian tiếp xúc của khí với bạch kim không được vượt quá 1/100 giây. Nhiệt độ tối ưu nằm khoảng 300°. Hỗn hợp khí được làm nóng trước. Tốc độ dòng chảy của hỗn hợp khí càng cao thì sản lượng NO càng cao. Khi làm việc với lưới bạch kim (chất xúc tác) rất dày với hỗn hợp amoniac và không khí chứa khoảng 6,3% NH 3, Neumann và Rose thu được kết quả sau ở nhiệt độ 450° (với bề mặt tiếp xúc của bạch kim là 3,35 cm 2):

Hàm lượng NH 3 nhiều hay ít cũng có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc định hướng quá trình hóa học, có thể theo phương trình: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (với hàm lượng 14,38% NH 3), hoặc theo phương trình: 4NH 3 + 7O 2 = 4NO 2 + 6H 2 O (có hàm lượng hỗn hợp 10,74% NH 3). Có lẽ ít thành công hơn bạch kim. Các chất xúc tác khác cũng được sử dụng (oxit sắt, bismuth, xeri, thori, crom, vanadi, đồng). Trong số này, chỉ có việc sử dụng oxit sắt ở nhiệt độ 700-800°, với hiệu suất từ 80 đến 85% NH 3, mới đáng được quan tâm.

Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa chuyển NH 3 thành HNO 3. Bản thân phản ứng oxy hóa amoniac tỏa nhiệt: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O + 215,6 Cal. Ban đầu chỉ cần làm nóng thiết bị tiếp xúc; sau đó phản ứng xảy ra do nhiệt của chính nó. Thiết kế kỹ thuật"bộ chuyển đổi" cho quá trình oxy hóa amoniac hệ thống khác nhau rõ ràng từ các số liệu đã cho (Hình 7-8).

Sơ đồ sản xuất HNO 3 theo phương pháp Franck-Caro hiện được chấp nhận được thể hiện trong Hình 2. 9.

Trong bộ lễ phục. Hình 10 thể hiện sơ đồ quá trình oxy hóa NH 3 tại nhà máy của Meister Lucius và Brünning ở Hechst.

Trong các hệ thống lắp đặt hiện đại, quá trình oxy hóa NH 3 thành NO được thực hiện với hiệu suất lên tới 90%, và quá trình oxy hóa và hấp thụ tiếp theo các oxit nitơ thu được bằng nước - với hiệu suất lên tới 95%. Do đó, toàn bộ quá trình mang lại hiệu suất nitơ liên kết là 85-90%. Sản xuất HNO 3 từ nitrat hiện có giá (tính theo 100% HNO 3) là 103 USD/1 tấn, sử dụng quy trình hồ quang, 97,30 USD/1 tấn, trong khi 1 tấn HNO 3 thu được bằng quá trình oxy hóa NH -3 chỉ tốn 85,80 USD. Không cần phải nói rằng những con số này có thể tuy chỉ mang tính tương đối và phụ thuộc phần lớn vào quy mô doanh nghiệp, chi phí điện năng, nguyên vật liệu nhưng vẫn cho thấy phương pháp tiếp xúc sản xuất HNO 3 sẽ chiếm vị trí thống lĩnh trong thời gian tới so với các phương pháp khác.

Xem thêm

Axit nitric(HNO3) là axit monobasic mạnh. Axit nitric rắn tạo thành hai dạng tinh thể biến đổi với mạng đơn tà và mạng trực thoi. Axit nitric trộn với nước theo bất kỳ tỷ lệ nào. Trong dung dịch nước, nó gần như phân ly hoàn toàn thành các ion. Tạo thành hỗn hợp đẳng phí với nước có nồng độ 68,4% và nhiệt độ sôi là 120 °C ở áp suất không khí. Hai hydrat rắn được biết đến: monohydrat (HNO 3 ·H 2 O) và trihydrat (HNO 3 ·3H 2 O).

Nitơ trong axit nitric là hóa trị bốn, trạng thái oxi hóa +5. Axit nitric là chất khí không màu, không mùi, lỏng bốc khói trong không khí, nhiệt độ nóng chảy? 41,59 °C, sôi + 82,6 °C với phân hủy một phần. Độ hòa tan của axit nitric trong nước không bị giới hạn. Dung dịch nước HNO 3 có phần khối lượng 0,95-0,98 được gọi là “axit nitric bốc khói”, có phần khối lượng 0,6-0,7 - axit nitric đậm đặc. Tạo thành hỗn hợp đẳng phí với nước ( phần khối lượng 68,4 %, d 20 = 1,41 g/cm, T sôi = 120,7 °C). Khi kết tinh từ dung dịch nước, axit nitric tạo thành hydrat tinh thể:

monohydrat HNO 3 H 2 O, Tpl =?37,62 °C
trihydrat HNO 3 3H 2 O, Tpl =?18,47 °C

Axit nitric rắn tạo thành hai dạng tinh thể:

đơn tà, nhóm không gian P 2 1/a, Một= 1,623nm, b= 0,857nm, c= 0,631, b = 90°, Z = 16;
· hình thoi

Monohydrat tạo thành các tinh thể thuộc hệ trực thoi, nhóm không gian P na2, Một= 0,631nm, b= 0,869nm, c= 0,544, Z = 4;

Mật độ của dung dịch nước axit nitric là hàm của nồng độ của nó được mô tả bằng phương trình

trong đó d là mật độ tính bằng g/cm, c là phần khối lượng của axit. Công thức này mô tả kém hành vi của mật độ ở nồng độ lớn hơn 97%.

Dưới tác dụng của ánh sáng, axit nitric bị phân hủy một phần và giải phóng NO 2 và do đó thu được màu nâu nhạt:

N 2 + O 2 phóng điện sét > 2NO

2NO + O 2 > 2NO 2
4HNO 3 sáng > 4NO 2 ^ (khí nâu)+ 2H 2 O + O 2

Công thức cấu tạo

Công thức đúng, thực nghiệm hoặc tổng: HNO3

Thành phần hóa học của axit Nitric

Trọng lượng phân tử: 63,012

Axit nitric ( HNO3) là một axit bazơ mạnh. Axit nitric rắn tạo thành hai dạng tinh thể biến đổi với mạng đơn tà và mạng trực thoi.

Axit nitric trộn với nước theo bất kỳ tỷ lệ nào. Trong dung dịch nước, nó gần như phân ly hoàn toàn thành các ion. Tạo thành hỗn hợp đẳng phí với nước có nồng độ 68,4% và nhiệt độ sôi 120 °C ở áp suất khí quyển bình thường. Hai hydrat rắn được biết đến: monohydrat (HNO 3 ·H 2 O) và trihydrat (HNO 3 ·3H 2 O).

Nitơ trong axit nitric là hóa trị bốn, trạng thái oxi hóa +5. Axit nitric là chất lỏng không màu bốc khói trong không khí, nhiệt độ nóng chảy −41,59 °C, nhiệt độ sôi +82,6 °C (ở áp suất khí quyển bình thường) với sự phân hủy một phần. Axit nitric trộn với nước theo mọi tỷ lệ. Dung dịch nước HNO 3 có phần khối lượng 0,95-0,98 được gọi là “axit nitric bốc khói”, có phần khối lượng 0,6-0,7 - axit nitric đậm đặc. Tạo thành hỗn hợp đẳng phí với nước (phần khối lượng 68,4%, d20 = 1,41 g/cm, T bp = 120,7 °C)

HNO3 nồng độ cao thường có màu nâu do quá trình phân hủy xảy ra dưới ánh sáng. Khi đun nóng, axit nitric bị phân hủy theo phản ứng tương tự. Axit nitric chỉ có thể được chưng cất mà không bị phân hủy dưới áp suất giảm (điểm sôi được chỉ định ở áp suất khí quyển được tìm thấy bằng phép ngoại suy).

Vàng, một số kim loại nhóm bạch kim và tantalum trơ với axit nitric trong toàn bộ khoảng nồng độ, các kim loại khác phản ứng với nó, quá trình phản ứng được xác định bởi nồng độ của nó.

Axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào đều thể hiện các đặc tính của axit oxy hóa, trong đó nitơ bị khử đến trạng thái oxy hóa từ +5 đến −3. Độ sâu khử phụ thuộc chủ yếu vào bản chất của chất khử và nồng độ axit nitric.

Hỗn hợp axit nitric và axit sunfuric được gọi là “melange”.

Axit nitric được sử dụng rộng rãi để sản xuất các hợp chất nitro.

Hỗn hợp ba tập của axit clohiđric và một lượng nitơ được gọi là “rượu vodka hoàng gia”. Aqua regia hòa tan hầu hết các kim loại, bao gồm cả vàng và bạch kim. Khả năng oxy hóa mạnh mẽ của nó là do tạo ra clo nguyên tử và nitrosyl clorua.

Axit nitric là một axit mạnh. Muối của nó - nitrat - thu được nhờ tác dụng của HNO 3 với kim loại, oxit, hydroxit hoặc cacbonat. Tất cả các nitrat đều hòa tan cao trong nước. Ion nitrat không bị thủy phân trong nước. Nitrat được sử dụng rộng rãi làm phân bón. Hơn nữa, hầu hết tất cả nitrat đều hòa tan cao trong nước, vì vậy trong tự nhiên có rất ít chúng ở dạng khoáng chất; các trường hợp ngoại lệ là nitrat (natri) của Chile và nitrat của Ấn Độ (kali nitrat). Hầu hết nitrat thu được một cách nhân tạo.

Xét về mức độ tác động lên cơ thể, axit nitric thuộc loại nguy hiểm thứ 3. Khói của nó rất có hại: khói gây kích ứng đường hô hấp và bản thân axit để lại những vết loét lâu lành trên da. Khi tiếp xúc với da, màu vàng đặc trưng của da xuất hiện do phản ứng xanthoprotein. Khi đun nóng hoặc tiếp xúc với ánh sáng, axit bị phân hủy tạo thành nitơ dioxide NO 2 (khí màu nâu) có độc tính cao. MPC cho axit nitric trong không khí khu vực làm việcđối với NO 2 2 mg/m 3.

· Công nghiệp sản xuất, ứng dụng và tác dụng đối với cơ thể · Bài viết liên quan · Ghi chú · Văn học · Trang web chính thức ·

HNO3 nồng độ cao thường có màu nâu do quá trình phân hủy xảy ra dưới ánh sáng:

Khi đun nóng, axit nitric bị phân hủy theo phản ứng tương tự. Axit nitric chỉ có thể được chưng cất (không phân hủy) dưới áp suất giảm (điểm sôi được chỉ định ở áp suất khí quyển được tìm thấy bằng phép ngoại suy).

Vàng, một số kim loại nhóm bạch kim và tantalum trơ với axit nitric trong toàn bộ khoảng nồng độ, các kim loại khác phản ứng với nó, quá trình phản ứng cũng được xác định bởi nồng độ của nó.

HNO 3 là một axit monobasic mạnh tương tác với nhau:

a) Với oxit bazơ và oxit lưỡng tính:

c) đẩy các axit yếu ra khỏi muối của chúng:

Khi đun sôi hoặc tiếp xúc với ánh sáng, axit nitric bị phân hủy một phần:

Axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào đều thể hiện tính chất của axit oxy hóa; ngoài ra, nitơ bị khử đến trạng thái oxy hóa từ +4 đến 3. Độ sâu khử phụ thuộc chủ yếu vào bản chất của chất khử và nồng độ axit nitric. Là một axit oxy hóa, HNO 3 tương tác:

a) Với các kim loại đứng trong dãy điện áp ở bên phải hydro:

HNO3 đậm đặc

Pha loãng HNO3

b) Với các kim loại đứng trong dãy điện áp về bên trái của hydro:

Tất cả các phương trình trên chỉ phản ánh diễn biến chủ yếu của phản ứng. Điều này có nghĩa là trong những điều kiện nhất định, sản phẩm của phản ứng này nhiều hơn sản phẩm của các phản ứng khác, ví dụ khi kẽm phản ứng với axit nitric (phần khối lượng của axit nitric trong dung dịch 0,3), sản phẩm sẽ chứa nhiều NO nhất nhưng cũng sẽ chứa nhiều NO nhất. chứa (chỉ với số lượng nhỏ hơn) và NO 2, N 2 O, N 2 và NH 4 NO 3.

Mô hình chung duy nhất trong tương tác giữa axit nitric với kim loại là: axit càng loãng và kim loại càng hoạt động mạnh thì nitơ càng bị khử sâu:

Tăng nồng độ axit làm tăng hoạt tính kim loại

Axit nitric, thậm chí đậm đặc, không tương tác với vàng và bạch kim. Sắt, nhôm, crom bị thụ động hóa bằng axit nitric đậm đặc lạnh. Sắt phản ứng với axit nitric loãng và dựa trên nồng độ của axit, không chỉ các sản phẩm khử nitơ khác nhau được hình thành mà còn có các sản phẩm oxy hóa sắt khác nhau:

Axit nitric oxy hóa các phi kim và nitơ thường bị khử thành NO hoặc NO 2:

và các chất phức tạp, ví dụ:

Một số hợp chất hữu cơ (ví dụ amin, nhựa thông) tự bốc cháy khi tiếp xúc với axit nitric đậm đặc.

Một số kim loại (sắt, crom, nhôm, coban, niken, mangan, berili), phản ứng với axit nitric loãng, bị thụ động bởi axit nitric đậm đặc và có khả năng chống lại tác dụng của nó.

Hỗn hợp axit nitric và axit sunfuric được gọi là “melange”.

Axit nitric được sử dụng rộng rãi để sản xuất các hợp chất nitro.

Hỗn hợp gồm ba thể tích axit clohydric và một thể tích axit nitric được gọi là “nước cường toan”. Aqua regia hòa tan hầu hết các kim loại, bao gồm cả vàng và bạch kim. Khả năng oxy hóa mạnh mẽ của nó là do clo nguyên tử và nitrosyl clorua thu được:

Nitrat

Muối của axit nitric phân hủy không thể thuận nghịch khi đun nóng và thành phần của sản phẩm phân hủy được xác định bởi cation:

a) nitrat của kim loại nằm trong dãy điện áp bên trái của magie:

b) nitrat của kim loại nằm trong khoảng điện áp giữa magie và đồng:

c) Nitrat của kim loại nằm trong dãy điện áp bên phải thủy ngân:

d) amoni nitrat:

Nitrat trong dung dịch nước thực tế không có đặc tính oxy hóa, nhưng ở nhiệt độ cao ở trạng thái rắn, chúng là tác nhân oxy hóa mạnh, ví dụ, khi nung chảy chất rắn:

Kẽm và nhôm trong dung dịch kiềm khử nitrat thành NH 3:

Muối của axit nitric - nitrat - được sử dụng rộng rãi làm phân bón. Ngoài ra, hầu hết tất cả nitrat đều hòa tan cao trong nước nên trong tự nhiên có rất ít chúng ở dạng khoáng chất; các trường hợp ngoại lệ là nitrat (natri) của Chile và nitrat của Ấn Độ (kali nitrat). Hầu hết nitrat thu được một cách nhân tạo.

Thủy tinh và fluoroplastic-4 không phản ứng với axit nitric.

lượt xem

Lưu VKontakte

Nitrat

Bạn cũng có thể thích