Axit nitric -HNO3

Thương hiệu: |

Liên hệ

 

Xuất xứ :Hàn Quốc
 
68%/ cân 35kgAxit nitric khan tinh khiết (100%) là một chất lỏng không màu, với một mật độ 1,512 g / cm 3 đặc lại ở -42 ° C để tạo thành các tinh thể trắng, sôi ở 83 ° C. Axit nitric khan nên được lưu trữ dưới 0 ° C để tránh phân hủy.
 
Nitơ đioxit (NO 2 ) vẫn hòa tan trong axit nitric màu vàng, hoặc đỏ ở nhiệt độ cao hơn. Trong khi axít tinh khiết có xu hướng tạo ra khói trắng khi tiếp xúc với không khí, acid nitrogen dioxide hòa tan cho ra màu nâu đỏ hơi, dẫn đến tên gọi chung "axít bốc khói đỏ" hoặc "bốc khói axit nitric". Bốc khói axit nitric cũng được gọi là 16 phân tử axit nitric. Nó là hình thức tập trung nhất của axit nitric Nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP).
 
Nitric acid tạo thành một azeotrope với nước ở nồng độ 68% HNO 3 , là bình thường axit nitric tập trung của thương mại. Giải pháp này có nhiệt độ sôi của 120,5 ° C tại 1 atm. Hai hydrat rắn được biết đến, monohydrat (HNO 3 - H 2 O) và trihydrat (HNO 3 · 3H 2 O).
 
Các oxit nitơ (NO x ) có thể hoà tan trong axit nitric và đặc điểm này ảnh hưởng nhiều hơn hoặc ít hơn tất cả các đặc tính vật lý phụ thuộc vào nồng độ của các ôxít. Những chủ yếu bao gồm áp suất hơi trên chất lỏng và nhiệt độ sôi, cũng như màu sắc được đề cập ở trên.
 
Axit nitric bị nhiệt phân hủy hoặc ánh sáng: 4 HNO 3 → 2 H 2 O + 4 NO 2 + O 2 . Phản ứng này có thể làm phát sinh một số biến đổi không đáng kể trong áp suất hơi trên chất lỏng bởi vì các oxit nitơ sản xuất giải thể một phần hoặc hoàn toàn trong axit.
 
Acid cơ sở tài sản
Axit nitric bị thường được coi là một acid mạnh mẽ ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Có một số bất đồng về giá trị của các hằng số phân ly axit, mặc dù các pK một giá trị thường được báo cáo là ít hơn -1. Điều này có nghĩa là các axit nitric trong dung dịch điện ly hoàn toàn ngoại trừ trong các giải pháp cực kỳ có tính axit. PK một giá trị tăng lên đến 1 ở nhiệt độ 250 ° C. [ 3 ]
 
Axit nitric có thể hành động như là một cơ sở đối với một loại axit như axit sulfuric.
 
HNO 3 + 2H 2 SO 4  NO 2 + + H 3 O + + 2HSO 4 - K ~ 22
Các ion nitronium NO 2 + , là tinh khiết đang hoạt động trong phản ứng nitrat hóa thơm . Kể từ khi axit nitric có cả hai đặc tính cơ bản có tính axit và nó có thể trải qua một phản ứng autoprotolysis, tương tự như các ion hóa tự nước
 
2HNO 3  NO 2 + + NO 3 - + H 2 O
[Phản ứng với kim loại và các đặc tính oxy hóa mạnh mẽ
Axit nitric phản ứng với hầu hết các kim loại. Đặc điểm này đã làm cho nó một đại lý thông thường được sử dụng trong các bài kiểm tra axit .
 
Rất pha loãng các hành vi axit nitric là một điển hình axit phản ứng với các kim loại hoạt động. Ví dụ, các kim loại mạnh mẽ điện dương , như magiêphản ứng với axit nitric với các axit khác, giảm hydro .
 
Mg + 2 H + → Mg 2 + + H 2
Lưu ý rằng chỉ có magiê , mangan và kẽm có thể giải phóng khí H 2 từ axit nitric rất loãng. Những người khác cung cấp cho các oxit nitơ. [ 4 ]
 
Tuy nhiên, cả hai axit nitric loãng và tập trung là một tác nhân oxy hóa rất mạnh như tích cực của nó lớn giảm tiềm năng (E 0 r ) và không phản ứng với các kim loại trong cùng một cách như là Hầu hết các khác axit . Nitrogen monoxide được giảm từ axit loãng phản ứng với các kim loại trong khinitrogen dioxide giảm tập trung. Hydrogen không được phát triển.
 
NO 3 - + 4 H + + 3 e - → NO + 2 H 2 O, E 0 r = 0,96 V
NO 3 - + 2 H + + e - → NO 2 + H 2 O, E 0 r = 0,79 V
Axit nitric có thể oxy hóa kim loại như đồng và bạc không hoạt động . Với các kim loại này không hoạt động hoặc ít điện dương các sản phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ axit. Ví dụ, đồng phản ứng với axit nitric loãng ở nhiệt độ môi trường xung quanh với một học lượng pháp 03:08.
 
3 Cu + 8 HNO 3 → 3 Cu 2 + + 2 NO + 4 H 2 O + 6 NO 3 -
Oxit nitric được sản xuất có thể phản ứng với oxy không khí nitrogen dioxide . Với axit nitric tập trung, nitrogen dioxide được sản xuất trực tiếp trong một phản ứng với 1:04 học lượng pháp.
 
Cu + 4 H + + 2 NO 3 - → Cu 2 + + 2 NO 2 + 2 H 2 O
Hầu hết các kim loại phản ứng với axit nitric để cung cấp cho các nitrat tương ứng. [ 4 ] Một số khác á kim và các kim loại cung cấp cho các oxit, ví dụ, Sn , As , Sb , Ti được oxy hóa thành SnO 2 , As 2 O 5 , Sb 2 O 5 và TiO 2 . [ 4
 
Một số kim loại quý như vàng nguyên chất và các kim loại nhóm bạch kim không phản ứng với axit nitric, mặc dù vàng nguyên chất không phản ứng với nước cường toan , một hỗn hợp của axit nitric đậm đặc và axit hydrochloric . Tuy nhiên, một số kim loại quý tộc ( Ag , Cu , ...) hiện diện trong một số hợp kim vàng tương đối nghèo vàng như màu vàng có thể được dễ dàng bị oxy hóa và hòa tan axit nitric, dẫn đến thay đổi màu sắc của bề mặt hợp kim vàng. Axit nitric được sử dụng như một phương tiện giá rẻ trong đồ trang sức cửa hàng để nhanh chóng phát hiện ra vàng hợp kim thấp (<14 carat ) và nhanh chóng đánh giá độ tinh khiết vàng.
 
Là một tác nhân oxy hóa mạnh, axít nitric phản ứng mãnh liệt với nhiều hợp chất phi kim loại và các phản ứng có thể được nổ. Tùy thuộc vào nồng độ axit, nhiệt độ và các đại lý giảm tham gia, các sản phẩm cuối cùng có thể thay đổi. Phản ứng diễn ra với tất cả các kim loại trừ hàng loạt các kim loại cao quý và một số hợp kim . Theo nguyên tắc chung, phản ứng oxy hóa xảy ra chủ yếu với axit tập trung, thích sự hình thành của nitơ đioxit (NO 2 ). Tuy nhiên, các thuộc tính oxy hóa mạnh mẽ của axit nitric là nhiệt động lực học trong tự nhiên, nhưng đôi khi phản ứng oxy hóa của nó khá Kinetically không ưa thích. Sự hiện diện của một lượng nhỏ axit nitơ (HNO 2 ) tăng cường đáng kể tốc độ phản ứng. [ 4 ]
 
Phản ứng với phi kim loại
Là một mạnh mẽ oxy hóa axit , axit nitric phản ứng mãnh liệt với nhiều loại vật liệu hữu cơ và các phản ứng có thể bùng nổ.
 
Phản ứng với các yếu tố phi kim loại, với các trường hợp ngoại lệ của oxy, nitơ, khí hiếm , silicon và halogen , thường bị oxy hóa cao nhất quốc gia quá trình oxy hóa như axit với sự hình thành của nitrogen dioxide axít đặc và oxit nitric acid loãng.
 
C + 4 HNO 3 → CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O
hoặc
 
3 C + 4 HNO 3 → 3 CO 2 + 4 NO + 2 H 2 O
Axit nitric tập trung oxy hóa 2 , P 4 và S 8 vào HiO 3 , H 3 PO 4 và H 2 SO 4 . [ 4 ]
 
thụ động.
Mặc dù crom (Cr), sắt (Fe) và nhôm (Al) dễ dàng hòa tan trong axit nitric loãng, axít đặc tạo thành một lớp ôxít kim loại bảo vệ kim loại từ quá trình oxy hóa hơn nữa, được gọi là thụ động . Nồng độ thụ động tiêu biểu nằm trong khoảng từ 20-50% theo thể tích. (ASTM A967-05) Các kim loại được thụ động bởi acid nitric tập trung là sắt , Cobalt , Chromium , Nickel , và nhôm . [ 4 ]
 
Xanthoproteic thử nghiệm.
Axit nitric phản ứng với các protein để tạo thành các sản phẩm vàng nitro hóa. Phản ứng này được biết đến phản ứng xanthoproteic . Thử nghiệm này được thực hiện bằng cách thêm axit nitric để tập trung chất đang được thử nghiệm, và sau đó làm nóng hỗn hợp. Nếu protein có chứa các axit amin thơm vòng có mặt, hỗn hợp này sẽ chuyển thành màu vàng. Khi thêm một cơ sở vững mạnh, chẳng hạn như amoniac lỏng , màu sắc chuyển sang màu da cam. Những thay đổi màu sắc được gây ra bởi vòng nitro thơm trong protein. [ 5 ] [ 6 ] axit Xanthoproteic được hình thành khi các địa chỉ liên lạc axit tế bào biểu mô và chỉ mang tính biện pháp phòng ngừa an toàn không đầy đủ khi xử lý axit nitric.
Lớp
Axit nitric 70%
Nitric acid của lợi ích thương mại thường bao gồm tối đa azeotrope sôi của axit nitric và nước, đó là khoảng 68% HNO 3 (khoảng 15 phân tử) [ 2 ] . Đây được xem là tập trung cấp kỹ thuật, trong khi lớp thuốc thử được quy định ở mức 70% HNO 3 . Mật độ axit nitric tập trung là 1,42 g / mL. Một quy mô mật độ cũ thỉnh thoảng nhìn thấy, với axit nitric tập trung quy định 42 ° Baume . [ 7 ]
 
Trắng bốc khói axit nitric , còn được gọi là axit nitric 100% hoặc WFNA, rất gần với axit nitric khan. Một đặc điểm kỹ thuật đối với axít nitric bốc khói trắng là nó có tối đa 2% nước và tối đa là 0,5% hòa tan NO 2 . Axit nitric khan có mật độ 1,513 g / mL và có nồng độ xấp xỉ 24 phân tử.
 
Một lớp thương mại bốc khói axit nitric, trong thương mại gọi là "Axit nitric mạnh mẽ" có chứa 90% HNO 3 và có mật độ 1,50 g / mL. Lớp này được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp vật liệu nổ. Nó không phải là dễ bay hơi cũng không phải là ăn mòn như axit khan và có nồng độ xấp xỉ 21,4 mol.
 
Red axit nitric bốc khói , hay RFNA , chứa một lượng đáng kể của nitrogen dioxide hòa tan (NO 2 ) để lại các giải pháp với một màu nâu đỏ. Một xây dựng của RFNA quy định tối thiểu là 17% NO 2 , một quy định cụ thể 13% NO 2 . Bởi vì các nitrogen dioxide hòa tan , mật độ của axit nitric màu đỏ bốc khói thấp hơn 1,490 g / mL.
 
Một hạn chế bốc khói axit nitric (hoặc IWFNA, hoặc IRFNA ) có thể được thực hiện bằng việc bổ sung của 0,6 đến 0,7% hydro florua (HF). Florua này được thêm vào để chống ăn mòn trong các thùng kim loại. Florua tạo ra một lớp florua kim loại bảo vệ kim loại.
 
Sản xuất công nghiệp.
 
Axit nitric được thực hiện bởi phản ứng của nitơ đioxit (NO 2 ) với nước .
 
3 NO 2 + H 2 O → 2 HNO 3 + NO
Thông thường, các oxit nitric được sản xuất bằng phản ứng được reoxidized bởi oxy trong không khí để sản xuất thêm nitrogen dioxide .
 
Sủi bọt khí nitơ thông qua hydrogen peroxide có thể giúp cải thiện năng suất axit.
 
2 NO + H 2 O 2 → 2 HNO 3 2
Hầu như axit nitric tinh khiết có thể được thực hiện bằng cách thêm axit sulfuric một muối nitrat, và làm nóng hỗn hợp với dầu tắm. Một bình ngưng được sử dụng để ngưng tụ hơi acid nitric rằng bong bóng của giải pháp.
 
2 NaNO 3 + H 2 SO 4 → 2 HNO 3 + Na 2 SO 4
Pha loãng axit nitric có thể được tập trung bằng cách chưng cất acid 68%, đó là một sôi tối đa azeotrope có chứa 32% nước. Trong phòng thí nghiệm, tiếp tục tập trung liên quan đến việc chưng cất với một trong hai axit sulfuric hoặc magie nitrat hoạt động như tác nhân khử nước. Chưng cất như vậy phải được thực hiện với tất cả các kính bộ máy ở áp suất giảm, để ngăn chặn sự phân hủy của axit. Công nghiệp, mạnh mẽ axit nitric được sản xuất bằng cách hòa tan thêm nitrogen dioxide trong axit nitric 68% trong một tháp hấp thụ. [ 8 ] oxit nitơ hòa tan hoặc tước trong trường hợp của màu trắng bốc khói axit nitric, hoặc ở lại giải pháp để tạo thành màu đỏ bốc khói axit nitric . Gần đây, các phương tiện điện đã được phát triển để sản xuất axit khan từ nguyên liệu tập trung axit nitric. [ 9 ]
 
Thương mại cấp các giải pháp axit nitric thường là giữa 52% và acid nitric 68%. Sản xuất axit nitric là thông qua quá trình Ostwald , được đặt tên sau khi nhà hóa học người Đức Wilhelm Ostwald . Trong quá trình này, khan amoniac được oxy hóa thành oxit nitric , trong sự hiện diện của bạch kim hoặc rhodium đo chất xúc tác ở nhiệt độ cao trong khoảng 500K và áp lực của 9 thanh.
 
4 NH 3 (g) + 5 O 2 (g) → 4 NO (g) + 6 H 2 O (g) (ΔH = -905,2 kJ)
Oxit nitric được phản ứng với oxy trong không khí để tạo thành khí nitơ .
 
2 NO (g) + O 2 (g) → 2 NO 2 (g) (ΔH = -114 kJ / mol)
Điều này sau đó được hấp thụ trong nước để tạo thành axit nitric và oxit nitric.
 
3 NO 2 (g) + H 2 O (l) → 2 HNO 3 (aq) + NO (g) (ΔH = -117 kJ / mol)
Các oxit nitric được đạp xe trở lại cho reoxidation. Ngoài ra, nếu bước cuối cùng được thực hiện trong không khí:
 
4 NO 2 (g) + O 2 (g) + 2 H 2 O (l) → 4 HNO 3 (aq)
Các dung dịch HNO 3 thu được có thể được tập trung bằng cách chưng cất lên đến khoảng 68% khối lượng. Tiếp tục tập trung đến 98% có thể đạt được bởi mất nước tập trung với H 2 SO 4 .Bằng cách sử dụng ammonia có nguồn gốc từ quá trình Haber , sản phẩm cuối cùng có thể được sản xuất từ nitơ, hydro và oxy được bắt nguồn từ không khí và khí tự nhiên là nguyên liệu duy nhất. [ 10 ]
 
Trước khi giới thiệu quá trình Haber cho sản xuất amoniac trong năm 1913, axit nitric được sản xuất bằng cách sử dụng quá trình Birkeland-Eyde , còn được gọi là quá trình cung. Quá trình này được dựa trên quá trình oxy hóa của nitơ trong khí quyển bởi ôxy trong khí quyển để oxit nitric ở nhiệt độ rất cao. Một hồ quang điện được sử dụng để cung cấp nhiệt độ cao, và sản lượng lên đến 4% oxit nitric được thu được. Nitric oxide được làm lạnh và bị oxy hóa bởi ôxy trong khí quyển còn lại nitrogen dioxide, và điều này sau đó đã được hấp thụ trong axit nitric loãng. Quá trình này rất tốn kém năng lượng và đã nhanh chóng được thay thế bằng quá trình Ostwald khi amoniac giá rẻ đã trở thành có sẵn.
 
Phòng thí nghiệm tổng hợp
 
Trong phòng thí nghiệm, axit nitric có thể được thực hiện từ nitrate (II) đồng hoặc bởi phản ứng của khối lượng xấp xỉ bằng 1 muối nitrat với 96% axit sulfuric (H 2 SO 4 ) và chưng cất hỗn hợp này ở điểm sôi nitric axit của 83 ° C cho đến khi chỉ có một khối tinh thể màu trắng, một kim loại sulfate, còn trong tàu phản ứng. Axit nitric bốc khói đỏ thu được có thể được chuyển đổi thành axit nitric màu trắng.
 
H 2 SO 4 + NO - 
3 →: HSO - 
4 (s) + HNO 3 (g)
Các giải thể NO x có thể dễ dàng gỡ bỏ bằng cách sử dụng giảm áp suất ở nhiệt độ phòng (10-30 phút ở 200 mmHg hay 27 kPa ) để cung cấp axit nitric bốc khói trắng. Thủ tục này cũng có thể được thực hiện giảm áp suất và nhiệt độ trong một bước để sản xuất ít dioxit nitơ khí. [ cần dẫn nguồn ]
Sử dụng
Axit nitric trong phòng thí nghiệm.
Việc sử dụng chính của axit nitric là cho sản xuất phân bón, sử dụng quan trọng khác bao gồm sản xuất vật liệu nổ, khắc, giải thể của các kim loại, đặc biệt là khi một thành phần của nước cường toan cho việc làm sạch và khai thác vàng, và trong tổng hợp hóa học.
Rocket nhiên liệu.
Axit nitric đã được sử dụng trong các hình thức khác nhau như là các chất ôxy hóa trong tên lửa nhiên liệu lỏng . Những hình thức này bao gồm axit nitric màu đỏ bốc khói, bốc khói axit nitric màu trắng, hỗn hợp với axit sulfuric, và các hình thức HF chất ức chế. [ 11 ]IRFNA (ức chế đỏ axit nitric bốc khói ) là một trong 3 thành phần nhiên liệu lỏng cho BOMARC tên lửa. [ 12 ]
Hóa chất tinh khiết
Trong phân tích nguyên tố ICP-MS , ICP-AES , GFAA, và ngọn lửa AA, pha loãng axit nitric (0,5-5,0%) được sử dụng như là một hợp chất ma trận để xác định dấu vết kim loại trong các giải pháp. [ 13 ] siêu sạch dấu vết kim loại axit lớp được yêu cầu xác định như vậy, bởi vì một lượng nhỏ của các ion kim loại có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
 
Nó cũng thường được sử dụng trong quá trình tiêu hóa của các mẫu nước đục, các mẫu bùn, mẫu rắn cũng như các loại khác của mẫu duy nhất mà yêu cầu phân tích nguyên tố thông qua ICP-MS , ICP-OES , ICP-AES , GFAA và ngọn lửa quang phổ hấp thụ nguyên tử . Thông thường các digestions này sử dụng một giải pháp 50% của các mua HNO 3 trộn với nước DI Loại 1. [ 14 ]
 
Trong tổng hợp hữu cơ, axit nitric có thể được sử dụng để giới thiệu các nhóm nitro. Khi được sử dụng với axit sulfuric, nó sẽ tạo ra các ion nitronium , electrophilically được phản ứng với các hợp chất thơm như benzen .
 
Xem thêm: nitrat hóa
Trong điện hóa học , axit nitric được sử dụng như một chất pha tạp hóa chất cho các chất bán dẫn hữu cơ , và trong quá trình thanh lọc nguyên liệu ống nano carbon .
chế biến gỗ
Trong một nồng độ thấp (khoảng 10%), axit nitric thường được sử dụng để thông nhân tạo tuổi và phong . Màu sản xuất là một màu xám-vàng rất rất cũ như sáp hoặc dầu gỗ hoàn thành ( hoàn thành gỗ ). [ 15 ]
Các ứng dụng khác
Một giải pháp của axit nitric, nước và rượu, Nital , được sử dụng để khắc kim loại để tiết lộ các vi. ISO 14104 là một trong những tiêu chuẩn chi tiết thủ tục này cũng được biết đến.
 
Thương mại sẵn có hỗn hợp dung dịch axit nitric 5-30% và acid phosphoric 15-40% thường được sử dụng để làm sạch thực phẩm và trang thiết bị chăn nuôi bò sữa chủ yếu để loại bỏ kết tủa canxi và các hợp chất magiê (hoặc gửi từ các dòng quá trình hoặc kết quả từ việc sử dụng nước cứng trong quá trình sản xuất và làm sạch). Hàm lượng acid phosphoric giúp passivate hợp kim kim loại màu chống lại sự ăn mòn bởi axit nitric loãng. [ cần dẫn nguồn ]
 
Axit nitric có thể được sử dụng như là một bài kiểm tra tại chỗ cho alkaloids như LSD , đưa ra một loạt các màu sắc tùy thuộc vào các alkaloid. [ 16 ]
An toàn
Nitric acid là một acid mạnh và mạnh mẽ tác nhân oxy hóa . Nguy cơ lớn gây ra bởi nó là chất hóa học ghi như nó thực hiện axit thủy phân protein ( amide ) và chất béo ( ester ) và phân hủy động vật cơ bắp . Axit nitric tập trung tấn công các mô dễ dàng và các vết bẩn da người màu vàng do phản ứng của nó vớikeratin . Những vết bẩn màu vàng chuyển sang màu cam khi được trung hòa. [ 17 ] tác dụng hệ thống là không, tuy nhiên, và chất không được coi là một chất gây ung thư hay gây đột biến. [ 18 ]
 
Các tiêu chuẩn điều trị cấp cứu sự cố tràn axit trên da, cho các đại lý khác có tính ăn mòn, thủy lợi với số lượng lớn nước. Giặt được tiếp tục ít nhất 10-15 phút để làm mát các mô xung quanh vết bỏng axit và để ngăn chặn thiệt hại thứ cấp. Quần áo bị ô nhiễm được loại bỏ ngay lập tức và da cơ bản rửa sạch.
 
Là một tác nhân oxy hóa mạnh mẽ, phản ứng của axit nitric với các hợp chất như xianua , cacbua , bột kim loại có thể là chất nổ và những người có nhiều hợp chất hữu cơ , chẳng hạn nhưnhựa thông , bạo lực và hypergolic (tức là tự đốt cháy). Do đó, nó được lưu trữ từ các căn cứ và hữu cơ.
Lịch sử
Việc đề cập đến đầu tiên của axit nitric là Pseudo-Geber De Inventione Veritatis , trong đó thu được bằng cách nung một hỗn hợp của tiêu thạch , phèn và sunfat màu xanh . Nó được mô tả bởiAlbert Đại một lần nữa trong thế kỷ 13 và Ramon tạm lắng , người chuẩn bị bằng cách nung nóng tiêu thạch và đất sét và gọi nó là "eau sở trường" ( thủy fortis ). [ 19 ]
 
Glauber đã phát minh ra quá trình vẫn còn được sử dụng ngày hôm nay để có được nó, cụ thể là bằng cách nung nóng tiêu thạch với acid sulfuric mạnh mẽ . Vào năm 1776, Lavoisier đã cho thấy rằng nó chứa oxy , và vào năm 1785, Henry Cavendish xác định thành phần chính xác của nó và cho thấy rằng nó có thể được tổng hợp bằng cách đi qua một dòng tia lửa điện trong không khí ẩm. [ 19 ]
 
Tài liệu tham khảo
Cung cấp bởi Sapo