Riso. 97. Accensione di trementina in acido nitrico
Battiti liquidi puri e incolori. peso 1,53, bollente a 86°, ea -41° solidificandosi in una massa cristallina trasparente. Nell'aria, come l'acido cloridrico concentrato, "fuma", poiché i suoi vapori formano piccole goccioline di nebbia con l'umidità dell'aria.
È miscibile con l'acqua in qualsiasi rapporto e una soluzione al 68% bolle a 120,5 ° e viene distillata senza modifiche. Questa composizione ha un normale ritmo di vendita. peso 1,4. Un acido concentrato contenente il 96-98% di HNO 3 e di colore rosso-marrone con biossido di azoto disciolto in esso è noto come acido nitrico fumante.
L'acido nitrico non differisce in particolare forza chimica. Già sotto l'influenza della luce, si decompone gradualmenteacqua e biossido di azoto:
4HNO 3 \u003d 2H 2 O + 4NO 2 + O 2
Maggiore è la temperatura e più concentrato è l'acido, più rapida è la decomposizione. Pertanto, l'acido nitrico ottenuto dal salnitro è sempre colorato di giallo dal biossido di azoto. Per evitare la decomposizione, la distillazione viene effettuata a pressione ridotta, sotto la quale l'acido nitrico bolle ad una temperatura prossima ai 20°.
L'acido nitrico è uno degli acidi più forti; in soluzioni diluite si decompone completamente in ioni H e NO3'.
La proprietà più caratteristica dell'acido nitrico è il suo pronunciato potere ossidante. L'acido nitrico è uno degli ossidanti più energetici. Molti metalloidi ne vengono facilmente ossidati, trasformandosi nei corrispondenti acidi. Quindi, ad esempio, quando bolle con acido nitrico, si ossida gradualmente in acido solforico, in acido fosforico, ecc. Una brace ardente immersa in acido nitrico concentrato non solo non si spegne, madivampa brillantemente, decomponendo l'acido con la formazione di biossido di azoto rosso-marrone.
A volte durante l'ossidazione viene rilasciato così tanto calore che la sostanza ossidante si accende spontaneamente senza preriscaldamento.
Versiamo, ad esempio, un po' di acido nitrico fumante in una tazza di porcellana, mettiamo la tazza sul fondo di un bicchiere largo e, raccolta in una pipetta la trementina, la facciamo cadere a goccia in una tazza con dell'acido. Ogni goccia, cadendo nell'acido, si accende e brucia, formando una grande fiamma e una nuvola di fuliggine (Fig. 97). Anche la segatura riscaldata prende fuoco da una goccia di acido nitrico fumante. L'acido nitrico agisce su quasi tutto, ad eccezione dell'oro, del platino e di alcuni metalli rari, trasformandoli in sali nitrati. Poiché questi ultimi sono solubili in acqua, l'acido nitrico è costantemente utilizzato nella pratica per sciogliere i metalli, soprattutto quelli sui quali altri acidi non agiscono o agiscono molto lentamente.
È notevole che, come trovò anche MV, alcuni (, ecc.), che sono facilmente solubili in acido nitrico diluito, non si dissolvono in acido nitrico concentrato freddo. Apparentemente, ciò è dovuto alla formazione di uno strato sottile e molto denso di ossido sulla loro superficie, che protegge il metallo dall'ulteriore azione dell'acido. Tali, dopo il trattamento con acido nitrico concentrato, diventano "passivi", cioè perdono la capacità di dissolversi anche negli acidi diluiti.
Le proprietà ossidanti dell'acido nitrico sono dovute all'instabilità delle sue molecole e alla presenza di azoto in esse nel suo stato di ossidazione più elevato, corrispondente a una valenza positiva pari a 5. Per ossidazione, l'acido nitrico viene successivamente ridotto ai seguenti composti:
HNO 3 →NO 2 →HNO 2 →NO→N 2 O→N 2 →NH 3
Il grado di riduzione dell'acido nitrico dipende sia dalla sua concentrazione che dall'attività% dell'agente riducente. Più l'acido è diluito, più si riduce. L'acido nitrico concentrato è sempre ridotto a NO 2 . L'acido nitrico diluito viene solitamente ridotto a NO o, sotto l'azione di metalli più attivi, come Fe, Zn, Mg, a N 2 O. Se l'acido è molto diluito, il principale prodotto di riduzione è NH 3, che forma il sale di ammonio NH 4 NO 3 con un eccesso di acido.
Per illustrare, presentiamo schemi di diverse reazioni di ossidazione con acido nitrico;
1) Pb + HNO 3 → Pb (NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O
2) Cu + HNO 3 → Cu (NO 3) 2 + NO + H 2 O
diluito,
3) Mg + HNO 3 → Mg (NO 3) 2 + N 2 O + H 2 O
diluito,
4) Zn + HNO 3 → Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + H 2 O
molto diluito.
Si dovrebbe notare che sotto l'azione dell'acido nitrico diluito sui metalli, di regola, non viene rilasciato.
Quando i metalloidi vengono ossidati, l'acido nitrico viene solitamente ridotto a NO.Ad esempio:
S + 2HNO 3 \u003d H 2 SO 4 + 2NO
Gli schemi sopra riportati illustrano i casi più tipici dell'azione ossidativa dell'acido nitrico. Generalmente
va notato che tutte le reazioni di ossidazione che coinvolgono l'acido nitrico sono molto complesse a causa della formazione simultanea di vari prodotti di riduzione e non possono ancora essere considerate completamente chiarite.
Una miscela composta da 1 volume di acido nitrico e 3 volumi di acido cloridrico si chiama acqua regia. La vodka reale dissolve alcuni metalli che non si sciolgono nell'acido nitrico, incluso il "re dei metalli" -. La sua azione è spiegata dal fatto che l'acido nitrico ossida l'acido cloridrico con il rilascio di cloro libero e la formazione cloruro di nitrosile NOCI:
HNO 3 + 3HCl \u003d Cl 2 + 2H 2 O + NOCl
Il cloruro di nitrosile è un prodotto intermedio della reazione e si decompone in ossido nitrico e:
2NOCl \u003d 2NO + Cl 2
Il liberato si combina con i metalli, formando metalli, quindi, quando i metalli vengono sciolti in acqua regia, si ottengono sali di acido cloridrico e non acido nitrico:
Au + 3HCl + HNO 3 \u003d AuCl 3 + NO + 2H 2 O
L'acido nitrico agisce su molte sostanze organiche in modo tale che uno o più atomi di idrogeno in una molecola di un composto organico siano sostituiti da gruppi nitro - NO 2. Questo processo, chiamato nitrazione, svolge un ruolo estremamente importante nella chimica organica.
Quando l'anidride fosforica agisce sull'acido nitrico, quest'ultimo rimuove elementi di acqua dall'acido nitrico e, di conseguenza, si formano anidride nitrica e acido metafosforico.
2HNO 3 + P 2 O 5 \u003d N 2 O 5 + 2HPO 3
L'acido nitrico è il composto azotato più importante per i vari usi che trova nell'economia nazionale.
L'acido nitrico è utilizzato in grandi quantità nella produzione di fertilizzanti azotati e coloranti organici. Viene utilizzato come agente ossidante in molti processi chimici, viene utilizzato nella produzione di acido solforico con il metodo nitroso, serve per dissolvere i metalli, per ottenere nitrati, viene utilizzato per produrre vernici di cellulosa, film e in una serie di altre industrie chimiche. L'acido nitrico è utilizzato anche nella fabbricazione di polvere senza fumo ed esplosivi, necessari per la difesa del paese e ampiamente utilizzati nelle miniere e in vari lavori di sterro (costruzione di canali, dighe, ecc.).
23 febbraio 2018Uno dei prodotti più importanti utilizzati dall'uomo è l'acido nitrico. La formula della sostanza è HNO 3, ha anche una varietà di caratteristiche fisiche e chimiche che la distinguono da altri acidi inorganici. Nel nostro articolo studieremo le proprietà dell'acido nitrico, conosceremo i metodi della sua produzione e considereremo anche la portata della sostanza in varie industrie, medicina e agricoltura.
Caratteristiche delle proprietà fisiche
L'acido nitrico di laboratorio, la cui formula strutturale è riportata di seguito, è un liquido incolore con un odore sgradevole, più pesante dell'acqua. Evapora rapidamente e ha un basso punto di ebollizione di +83 °C. Il composto si miscela facilmente con acqua in qualsiasi proporzione, formando soluzioni di varie concentrazioni. Inoltre, l'acido nitrico può assorbire l'umidità dall'aria, cioè è una sostanza igroscopica. La formula strutturale dell'acido nitrico è ambigua e può avere due forme.
In forma molecolare, l'acido nitrico non esiste. In soluzioni acquose di varie concentrazioni, la sostanza ha la forma delle seguenti particelle: H 3 O + - ioni idronio e anioni del residuo acido - NO 3 -.
Interazione acido-base
L'acido nitrico, che è uno degli acidi più forti, entra in reazioni di sostituzione, scambio e neutralizzazione. Quindi, con gli ossidi basici, il composto partecipa ai processi metabolici, a seguito dei quali si ottengono sale e acqua. La reazione di neutralizzazione è la proprietà chimica di base di tutti gli acidi. I prodotti dell'interazione di basi e acidi saranno sempre i corrispondenti sali e acqua:
NaOH + HNO 3 → NaNO 3 + H 2 O
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Reazioni con i metalli
Nella molecola dell'acido nitrico, la cui formula è HNO 3, l'azoto presenta il più alto stato di ossidazione, pari a +5, quindi la sostanza ha spiccate proprietà ossidanti. In quanto acido forte, è in grado di interagire con i metalli nella serie di attività dei metalli fino all'idrogeno. Tuttavia, a differenza di altri acidi, può anche reagire con elementi metallici passivi, come rame o argento. Reagenti e prodotti di interazione sono determinati sia dalla concentrazione dell'acido stesso sia dall'attività del metallo.
Acido nitrico diluito e sue proprietà
Se la frazione di massa di HNO 3 è 0,4-0,6, il composto presenta tutte le proprietà di un acido forte. Ad esempio, si dissocia in cationi idrogeno e anioni residui acidi. Indicatori in un ambiente acido, ad esempio il tornasole viola, in presenza di un eccesso di ioni H +, cambia colore in rosso. La caratteristica più importante delle reazioni dell'acido nitrico con i metalli è l'impossibilità di liberare idrogeno, che viene ossidato in acqua. Invece, si formano vari composti: ossidi di azoto. Ad esempio, nel processo di interazione dell'argento con molecole di acido nitrico, la cui formula è HNO 3, si trovano monossido di azoto, acqua e sale - nitrato d'argento. Il grado di ossidazione dell'azoto nell'anione complesso diminuisce, poiché vengono aggiunti tre elettroni.
Con elementi metallici attivi come magnesio, zinco, calcio, l'acido nitrico reagisce per formare ossido nitrico, la cui valenza è la più piccola, è 1. Si formano anche sale e acqua:
4Mg + 10HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 + 4Mg (NO 3) 2 + 3H 2 O
Se l'acido nitrico, la cui formula chimica è HNO 3 , è molto diluito, in questo caso i prodotti della sua interazione con i metalli attivi saranno diversi. Può essere ammoniaca, azoto libero o ossido nitrico (I). Tutto dipende da fattori esterni, tra cui il grado di macinazione del metallo e la temperatura della miscela di reazione. Ad esempio, l'equazione per la sua interazione con lo zinco sarà simile a questa:
Zn + 4HNO 3 \u003d Zn (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
L'acido concentrato HNO 3 (96-98%) nelle reazioni con i metalli viene ridotto a biossido di azoto e questo di solito non dipende dalla posizione del metallo nella serie N. Beketov. Ciò accade nella maggior parte dei casi, ad esempio, quando si interagisce con l'argento.
Ricordiamo l'eccezione alla regola: in condizioni normali, l'acido nitrico concentrato non reagisce con ferro, alluminio e cromo, ma li passiva. Ciò significa che sulla superficie metallica si forma una pellicola protettiva di ossido, che impedisce un ulteriore contatto con le molecole acide. Una miscela di una sostanza con acido cloridrico concentrato in un rapporto di 3: 1 è chiamata acqua regia. Ha la capacità di dissolvere l'oro.
Come reagisce l'acido nitrico con i non metalli
Le forti proprietà ossidanti di una sostanza portano al fatto che nelle sue reazioni con elementi non metallici, questi ultimi passano sotto forma degli acidi corrispondenti. Ad esempio, lo zolfo viene ossidato a solfato, il boro a borico e il fosforo a fosfato. Le equazioni di reazione seguenti lo confermano:
S 0 + 2HN V O 3 → H 2 S VI O 4 + 2N II O
Ottenere acido nitrico
Il metodo di laboratorio più conveniente per ottenere una sostanza è l'interazione dei nitrati con acido solfato concentrato. Viene eseguito a basso riscaldamento, non permettendo alla temperatura di salire, poiché in questo caso il prodotto risultante si decompone.
Nell'industria, l'acido nitrico può essere ottenuto in diversi modi. Ad esempio, l'ossidazione dell'ammoniaca ottenuta dall'azoto atmosferico e dall'idrogeno. La produzione di acido avviene in più fasi. Gli ossidi di azoto saranno prodotti intermedi. Prima si forma il monossido di azoto NO, quindi viene ossidato con l'ossigeno atmosferico a biossido di azoto. Infine, in reazione con l'acqua e l'eccesso di ossigeno, si produce acido nitrico diluito (40-60%) da NO 2 . Se viene distillato con acido solfato concentrato, la frazione di massa di HNO 3 in soluzione può essere aumentata a 98.
Il suddetto metodo per la produzione di acido nitrico fu proposto per la prima volta dal fondatore dell'industria dell'azoto in Russia, I. Andreev, all'inizio del XX secolo.
Applicazione
Come ricordiamo, la formula chimica dell'acido nitrico è HNO 3. Quale caratteristica delle proprietà chimiche ne determina l'uso se l'acido nitrico è un prodotto di grande tonnellaggio della produzione chimica? Questa è un'elevata capacità ossidante della sostanza. Viene utilizzato nell'industria farmaceutica per produrre farmaci. La sostanza funge da materia prima per la sintesi di composti esplosivi, plastica, coloranti. L'acido nitrico è utilizzato nella tecnologia militare come agente ossidante per il carburante per missili. Il suo grande volume viene utilizzato nella produzione dei più importanti tipi di fertilizzanti azotati: il salnitro. Contribuiscono ad aumentare la resa delle colture più importanti e ad aumentare il contenuto di proteine nei frutti e nella massa verde.
Applicazioni dei nitrati
Dopo aver considerato le principali proprietà, la produzione e l'uso dell'acido nitrico, ci concentreremo sull'uso dei suoi composti più importanti: i sali. Non sono solo fertilizzanti minerali, alcuni sono di grande importanza nell'industria militare. Ad esempio, una miscela di nitrato di potassio al 75%, carbone fine al 15% e zolfo al 5% è chiamata polvere nera. Ammonal, un esplosivo, si ottiene dal nitrato di ammonio, dal carbone e dalla polvere di alluminio. Una proprietà interessante dei sali di acido nitrico è la loro capacità di decomporsi quando riscaldati.
Inoltre, i prodotti di reazione dipenderanno da quale ione metallico fa parte del sale. Se l'elemento metallico è nella serie di attività a sinistra del magnesio, nei prodotti si trovano nitriti e ossigeno libero. Se il metallo che fa parte del nitrato si trova dal magnesio al rame compreso, quando il sale viene riscaldato, si formano biossido di azoto, ossigeno e ossido dell'elemento metallico. I sali di argento, oro o platino ad alta temperatura formano il metallo libero, l'ossigeno e il biossido di azoto.
Nel nostro articolo, abbiamo scoperto qual è la formula chimica dell'acido nitrico in chimica e quali caratteristiche delle sue proprietà ossidanti sono più importanti.
Acido nitrico e sue proprietà.
L'acido nitrico puro HNO 3 è un liquido incolore. Nell'aria, come l'acido cloridrico concentrato, "fuma", poiché i suoi vapori formano piccole goccioline di nebbia con l'umidità dell'aria.
L'acido nitrico non è forte. Già sotto l'influenza della luce, si decompone gradualmente:
4HN0 3 \u003d 4N0 2 + 0 2 + 2H 2 0.
Maggiore è la temperatura e più concentrato è l'acido, più rapida è la decomposizione. Il biossido di azoto rilasciato si dissolve nell'acido e gli conferisce un colore marrone.
L'acido nitrico è uno degli acidi più forti: in soluzioni diluite si decompone completamente in ioni H+ e N0 _.
L'acido nitrico è uno degli ossidanti più energetici. Molti non metalli vengono facilmente ossidati da esso, trasformandosi nei corrispondenti acidi. Quindi, quando bolle con acido nitrico, lo zolfo viene gradualmente ossidato in acido solforico, il fosforo in acido fosforico.
L'acido nitrico agisce su quasi tutti i metalli (vedi sezione 11.3.2), trasformandoli in nitrati e alcuni metalli in ossidi.
HNO 3 concentrato passiva alcuni metalli.
Lo stato di ossidazione dell'azoto nell'acido nitrico è +5. Agendo come agente ossidante, HNO 3 può essere ridotto a vari prodotti:
4 +3 +2 +1 0 -3
N0 2 N 2 0 3 NO N 2 O N 2 NH 4 N0 3
Quale di queste sostanze si forma, cioè quanto profondamente l'acido nitrico si riduce in un caso o nell'altro, dipende dalla natura dell'agente riducente e dalle condizioni di reazione, principalmente dalla concentrazione dell'acido. Più alta è la concentrazione di HNO3, meno profondamente si riduce. Nelle reazioni con acido concentrato, l'NO2 viene rilasciato più spesso. Quando l'acido nitrico diluito reagisce con metalli inattivi, come il rame, viene rilasciato NO. Nel caso di metalli più attivi - ferro, zinco - si forma N2O. L'acido nitrico altamente diluito reagisce con metalli attivi - zinco, magnesio, alluminio - per formare uno ione ammonio, che dà nitrato di ammonio con acido. Di solito si formano più prodotti contemporaneamente.
Cu + HN0 3 (conc.) - Cu(N0 3) 2 + N0 2 + H 2 0;
Cu + HN0 3 (diluito) -^ Cu (N0 3) 2 + N0 + H 2 O;
Mg + HN0 3 (diluito) -> Mg(N0 3) 2 + N 2 0 + n 2 0;
Zn + HN0 3 (molto diluito) - Zn (N0 3) 2 + NH 4 N0 3 + H 2 0.
Sotto l'azione dell'acido nitrico sui metalli, l'idrogeno, di regola, non viene rilasciato.
Durante l'ossidazione dei non metalli, l'acido nitrico concentrato, come nel caso dei metalli, viene ridotto a NO 2, ad esempio
S + 6HNO 3 \u003d H 2 S0 4 + 6N0 2 + 2H 2 0.
ZR + 5HN0 3 + 2H 2 0 \u003d ZN 3 RO 4 + 5N0
Gli schemi di cui sopra illustrano i casi più tipici dell'interazione dell'acido nitrico con metalli e non metalli. In generale, le reazioni redox che coinvolgono HNO 3 sono complesse.
Una miscela composta da 1 volume di acido nitrico e 3-4 volumi di acido cloridrico concentrato è chiamata acqua regia. La vodka reale dissolve alcuni metalli che non interagiscono con l'acido nitrico, incluso il "re dei metalli": l'oro. La sua azione è spiegata dal fatto che l'acido nitrico ossida l'acido cloridrico con il rilascio di cloro libero e la formazione di cloruro di azoto (1P), o cloruro di nitrosile, NOC1:
HN0 3 + ZNS1 \u003d C1 2 + 2H 2 0 + N0C1.
Il cloruro di nitrosile è un prodotto intermedio della reazione e si decompone:
2N0C1 = 2N0 + С1 2 .
Il cloro al momento del rilascio è costituito da atomi, che determinano l'elevata capacità ossidante dell'acqua regia. Le reazioni di ossidazione dell'oro e del platino procedono principalmente secondo le seguenti equazioni:
Au + HN0 3 + ZNS1 \u003d AuCl 3 + NO + 2H 2 0;
3Pt + 4HN0 3 + 12HC1 = 3PtCl 4 + 4N0 + 8H 2 0.
L'acido nitrico agisce su molte sostanze organiche in modo tale che uno o più atomi di idrogeno in una molecola di un composto organico siano sostituiti da gruppi nitro - NO 2. Questo processo è chiamato nitrazione ed è di grande importanza nella chimica organica.
I sali dell'acido nitrico sono chiamati nitrati. Tutti si dissolvono bene in acqua e, una volta riscaldati, si decompongono con il rilascio di ossigeno. Allo stesso tempo, i nitrati dei metalli più attivi passano in nitriti:
2KN0 3 \u003d 2KN0 2 + O 2
Produzione industriale di acido nitrico. I moderni metodi industriali per la produzione di acido nitrico si basano sull'ossidazione catalitica dell'ammoniaca con l'ossigeno atmosferico. Nel descrivere le proprietà dell'ammoniaca, è stato indicato che brucia nell'ossigeno e che i prodotti di reazione sono acqua e azoto libero. Ma in presenza di catalizzatori, l'ossidazione dell'ammoniaca con l'ossigeno può procedere diversamente. Se una miscela di ammoniaca e aria viene fatta passare sul catalizzatore, quindi a 750 ° C e una certa composizione della miscela, si verifica una conversione quasi completa di NH 3 in NO:
4NH 3 (r) + 5O 2 (g) \u003d 4NO (r) + 6H 2 O (g), AN \u003d -907 kJ.
L'N0 formato passa facilmente in NO 2, che con l'acqua in presenza di ossigeno atmosferico dà acido nitrico.
Le leghe a base di platino sono utilizzate come catalizzatori nell'ossidazione dell'ammoniaca.
L'acido nitrico ottenuto per ossidazione dell'ammoniaca ha una concentrazione non superiore al 60%. Se necessario, è concentrato.
L'industria produce acido nitrico diluito con una concentrazione del 55, 47 e 45% e concentrato - 98 e 97%. L'acido concentrato viene trasportato in serbatoi di alluminio, acido diluito - in serbatoi di acciaio resistenti agli acidi.
Biglietto 5
2. Il ruolo del ferro nella vita dell'organismo.
Ferro nel corpo. Il ferro è presente negli organismi di tutti gli animali e nelle piante (circa lo 0,02% in media); è necessario principalmente per lo scambio di ossigeno e i processi ossidativi. Esistono organismi (i cosiddetti concentratori) in grado di accumularlo in grandi quantità (ad esempio i batteri del ferro - fino al 17-20% di ferro). Quasi tutto il ferro negli organismi animali e vegetali è associato alle proteine. La carenza di ferro provoca ritardo della crescita e clorosi delle piante associate a una ridotta produzione di clorofilla. Un eccesso di ferro ha anche un effetto dannoso sullo sviluppo delle piante, causando, ad esempio, sterilità dei fiori di riso e clorosi. Nei terreni alcalini si formano composti di ferro inaccessibili alle radici delle piante e le piante non lo ricevono in quantità sufficienti; nei terreni acidi, il ferro passa in composti solubili in eccesso. Con una carenza o un eccesso di composti di ferro assimilabili nei suoli, si possono osservare malattie delle piante in vaste aree.
Il ferro entra nel corpo degli animali e dell'uomo con il cibo (fegato, carne, uova, legumi, pane, cereali, spinaci e barbabietole sono i più ricchi di ferro). Normalmente, una persona riceve 60-110 mg di ferro con la dieta, che supera notevolmente il suo fabbisogno giornaliero. L'assorbimento del ferro ingerito con il cibo avviene nella parte superiore dell'intestino tenue, da dove entra nel sangue in forma legata alle proteine e viene trasportato con il sangue a vari organi e tessuti, dove si deposita sotto forma di un complesso ferro-proteico - la ferritina. Il principale deposito di ferro nel corpo è il fegato e la milza. A causa della ferritina, vengono sintetizzati tutti i composti contenenti ferro del corpo: l'emoglobina del pigmento respiratorio viene sintetizzata nel midollo osseo, la mioglobina viene sintetizzata nei muscoli e i citocromi e altri enzimi contenenti ferro vengono sintetizzati in vari tessuti. Il ferro viene escreto dal corpo principalmente attraverso la parete dell'intestino crasso (negli esseri umani, circa 6-10 mg al giorno) e in piccola parte dai reni.
introduzione
Sei un appassionato di floricoltura e sei venuto al negozio per comprare del fertilizzante per i tuoi fiori. Sfogliando i vari nomi e formulazioni, si nota una bottiglia etichettata "fertilizzante azotato". Leggiamo la sua composizione: "Fosforo, calcio, così così ... Acido nitrico? E che razza di animale è questo?!" Di solito, l'acido nitrico si incontra proprio in un tale ambiente. E poi molti vorranno saperne di più. Oggi cercherò di soddisfare la vostra curiosità.
Definizione
L'acido nitrico (formula HNO 3) è un forte acido monobasico. Allo stato non ossidato, si presenta come nella foto 1. In condizioni normali è un liquido, ma può essere convertito in uno stato solido di aggregazione. E in esso assomiglia a cristalli con un reticolo monoclino o rombico.
Proprietà chimiche dell'acido nitrico
Ha la capacità di mescolarsi bene con l'acqua, dove si verifica la dissociazione quasi completa di questo acido in ioni. L'acido nitrico concentrato ha un colore marrone (foto). È fornito dalla decomposizione in biossido di azoto, acqua e ossigeno, che avviene a causa della luce solare che cade su di esso. Se viene riscaldato, si verificherà la stessa decomposizione. Tutti i metalli reagiscono con esso, ad eccezione del tantalio, dell'oro e dei platinoidi (rutenio, rodio, palladio, iridio, osmio e platino). Tuttavia, la sua combinazione con acido cloridrico può persino dissolverne alcuni (questa è la cosiddetta "vodka reale"). L'acido nitrico, a qualsiasi concentrazione, può apparire come agente ossidante. Molte sostanze organiche, interagendo con esso, possono accendersi spontaneamente. E alcuni metalli in questo acido saranno passivati. Quando agisce su di essi (così come quando reagisce con ossidi, carbonati e idrossidi), l'acido nitrico forma i suoi sali, che sono chiamati nitrati. Questi ultimi sono altamente solubili in acqua. Ma gli ioni nitrato non sono idrolizzati in esso. Se i sali di questo acido vengono riscaldati, si verificherà la loro decomposizione irreversibile.
Ricevuta
Per ottenere l'acido nitrico, l'ammoniaca sintetica viene ossidata utilizzando catalizzatori di platino-rodio fino a quando appare una miscela di gas nitrosi, che vengono successivamente assorbiti dall'acqua. Si forma anche quando il nitrato di potassio e il solfato di ferro vengono mescolati e riscaldati.
Applicazione
Con l'aiuto dell'acido nitrico vengono prodotti fertilizzanti minerali, esplosivi e alcune sostanze velenose. È avvelenato da forme di stampa (tavole da incisione, cliché di magnesio, ecc.) E acidifica anche le soluzioni coloranti per le foto. Coloranti e medicinali sono prodotti dall'acido nitrico ed è anche usato per determinare la presenza di oro nelle leghe d'oro.
Impatto fisiologico
Dato il grado di influenza dell'acido nitrico sul corpo, è classificato come una 3a classe di pericolo (moderatamente pericoloso). L'inalazione dei suoi vapori provoca irritazione delle vie respiratorie. A contatto con la pelle, l'acido nitrico lascia molte ulcere a lunga guarigione. Le aree della pelle in cui è entrato diventano di un caratteristico colore giallo (foto). In termini scientifici, si verifica una reazione xantoproteica. Il biossido di azoto, che viene prodotto quando l'acido nitrico viene riscaldato o decomposto in presenza di luce, è altamente tossico e può causare edema polmonare.
Conclusione
L'acido nitrico avvantaggia una persona sia allo stato diluito che allo stato puro. Ma molto spesso si trova nella composizione di sostanze, molte delle quali probabilmente conosci (ad esempio, nitroglicerina).
Acido nitrico- un liquido incolore con odore pungente, densità 1,52 g/cm3, punto di ebollizione 84°C, alla temperatura di -41°C solidifica in una sostanza cristallina incolore. Comunemente utilizzato nella pratica, l'acido nitrico concentrato contiene il 65 - 70% di HNO3 (densità massima 1,4 g/cm3); l'acido è miscibile con l'acqua in qualsiasi rapporto. C'è anche acido nitrico fumante con una concentrazione del 97-99%.
Acido nitrico in alte concentrazioni libera gas nell'aria, che a bottiglia chiusa si ritrovano sotto forma di fumi bruni (ossidi di azoto). Questi gas sono altamente tossici, quindi fai attenzione a non inalarli. L'acido nitrico ossida molte sostanze organiche. Carta e tessuti vengono distrutti a causa dell'ossidazione delle sostanze che formano questi materiali. L'acido nitrico concentrato provoca gravi ustioni in caso di contatto prolungato e ingiallimento della pelle per diversi giorni in caso di contatto breve. L'ingiallimento della pelle indica la distruzione della proteina e il rilascio di zolfo (una reazione qualitativa all'acido nitrico concentrato è un colore giallo dovuto al rilascio di zolfo elementare quando l'acido agisce sulla proteina - una reazione xantoproteica). Cioè, è un'ustione della pelle.
Indossare guanti di gomma quando si maneggia l'acido nitrico concentrato per evitare ustioni. Allo stesso tempo, la manipolazione dell'acido nitrico è meno pericolosa rispetto, ad esempio, all'acido solforico, evapora rapidamente e non rimane in luoghi inaspettati. Gli spruzzi di acido nitrico devono essere lavati via con abbondante acqua e ancora meglio inumiditi con una soluzione di soda.
L'acido nitrico fumante si decompone parzialmente durante lo stoccaggio sotto l'azione del calore e alla luce:
4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2.
Maggiore è la temperatura e più concentrato è l'acido, più rapida è la decomposizione. Pertanto, conservalo in un luogo fresco e buio. Il biossido di azoto rilasciato si dissolve nell'acido e gli conferisce un colore marrone.
L'acido diluito si prepara facilmente versando l'acido concentrato nell'acqua.
L'acido nitrico diluito viene immagazzinato e trasportato in contenitori di acciaio al cromo, concentrato - in contenitori di alluminio, perché. l'acido concentrato passiva alluminio, ferro e cromo a causa della formazione di pellicole di ossido insolubile:
2Al + 6HNO3 = Al2O3 + 6NO2 + 3H2O.
Piccole quantità vengono conservate in bottiglie di vetro. L'acido nitrico è altamente corrosivo per la gomma. Pertanto, le bottiglie devono essere con tappi a terra o in polietilene.
L'acido nitrico viene utilizzato principalmente sotto forma di soluzioni acquose, è uno dei componenti dell'acqua regia ed è contenuto negli acidi di dosaggio. Nell'industria vengono utilizzati per ottenere fertilizzanti azotati combinati, per dissolvere minerali e concentrati, nella produzione di acido solforico, vari prodotti nitro organici, nella tecnologia missilistica come ossidante del carburante, ecc.
Produzione industriale di acido nitrico
I moderni metodi industriali per la produzione di acido nitrico si basano sull'ossidazione catalitica dell'ammoniaca con l'ossigeno atmosferico. Nel descrivere le proprietà dell'ammoniaca, è stato indicato che brucia nell'ossigeno e che i prodotti di reazione sono acqua e azoto libero. Ma in presenza di catalizzatori, l'ossidazione dell'ammoniaca con l'ossigeno può procedere diversamente.
Se passi una miscela di ammoniaca con aria sul catalizzatore, quindi a 750 ° C e una certa composizione della miscela, si verifica una trasformazione quasi completa
L'NO formatosi passa facilmente in NO2, che con l'acqua in presenza di ossigeno atmosferico dà acido nitrico.
Le leghe a base di platino sono utilizzate come catalizzatori nell'ossidazione dell'ammoniaca.
L'acido nitrico ottenuto per ossidazione dell'ammoniaca ha una concentrazione non superiore al 60%. Se necessario, è concentrato,
L'industria produce acido nitrico diluito con una concentrazione del 55, 47 e 45% e concentrato - 98 e 97%,
L'uso di acido nitrico
L'acido nitrico viene utilizzato nella produzione di azoto e fertilizzanti combinati (nitrato di sodio, ammonio, calcio e potassio, nitrofos, nitrophoska), vari sali solfati, esplosivi (trinitrotoluene, ecc.), Coloranti organici.
Nella sintesi organica è ampiamente utilizzata una miscela di acido nitrico concentrato e acido solforico, la "miscela nitrante".
Nella metallurgia, l'acido nitrico viene utilizzato per sciogliere e decapare i metalli, nonché per separare oro e argento. Inoltre, l'acido nitrico viene utilizzato nell'industria chimica, nella produzione di esplosivi, nella produzione di intermedi per la produzione di coloranti sintetici e altri prodotti chimici.
L'acido nitrico tecnico viene utilizzato nella nichelatura, nella galvanizzazione e nella cromatura di parti, nonché nell'industria della stampa. L'acido nitrico è ampiamente utilizzato nell'industria lattiero-casearia e elettrica.
Densità di soluzioni di varie concentrazioni di acido nitrico
|
Densità, g/cm 3 |
Concentrazione |
Densità, |
Concentrazione |
||
|
gr/l. |
gr/l. |
||||
|
1, 000 |
0, 3296 |
3, 295 |
1, 285 |
46, 06 |
591, 9 |
|
1, 005 |
1, 255 |
12, 61 |
1, 290 |
46, 85 |
604, 3 |
|
1, 010 |
2, 164 |
21, 85 |
1, 295 |
47, 63 |
616, 8 |
|
1, 015 |
3, 073 |
31, 19 |
1, 300 |
48, 42 |
629, 5 |
|
1, 020 |
3, 982 |
40, 61 |
1, 305 |
49, 21 |
642, 1 |
|
1, 025 |
4, 883 |
50, 05 |
1, 310 |
50, 00 |
644, 7 |
|
1, 030 |
5, 784 |
59, 57 |
1, 315 |
50, 85 |
668, 5 |
|
1, 035 |
6, 661 |
68, 93 |
1, 320 |
51, 71 |
682, 4 |
|
1, 040 |
7, 530 |
78, 32 |
1, 325 |
52, 56 |
696, 3 |
|
1, 045 |
8, 398 |
87, 77 |
1, 330 |
53, 41 |
710, 1 |
|
1, 050 |
9, 259 |
97, 22 |
1, 335 |
54, 27 |
724, 0 |
|
1, 055 |
10, 12 |
106, 7 |
1, 340 |
55, 13 |
738, 5 |
|
1, 060 |
10, 97 |
116, 3 |
1, 345 |
56, 04 |
753, 6 |
|
1, 065 |
11, 81 |
125, 8 |
1, 350 |
56, 95 |
768, 7 |
|
1, 070 |
12, 65 |
135, 3 |
1, 355 |
57, 87 |
783, 8 |
|
1, 075 |
13, 48 |
145, 0 |
1, 360 |
58, 78 |
799, 0 |
|
1, 080 |
14, 31 |
154, 6 |
1, 365 |
59, 69 |
814, 7 |
|
1, 085 |
15, 13 |
164, 1 |
1, 370 |
60, 67 |
831, 1 |
|
1, 090 |
15, 95 |
173, 8 |
1, 375 |
61, 69 |
848, 1 |
|
1, 095 |
16, 76 |
183, 5 |
1, 380 |
62, 70 |
865, 1 |
|
1, 100 |
17, 58 |
193, 3 |
1, 385 |
63, 72 |
882, 8 |
|
1, 105 |
18, 39 |
203, 1 |
1, 390 |
64, 74 |
900, 4 |
|
1, 110 |
19, 19 |
213, 0 |
1, 395 |
65, 84 |
918, 1 |
|
1, 115 |
20, 00 |
223, 0 |
1, 400 |
66, 97 |
937, 6 |
|
1, 120 |
20, 79 |
232, 9 |
1, 405 |
68, 10 |
956, 6 |
|
1, 125 |
21, 59 |
242, 8 |
1, 410 |
69, 23 |
976, 0 |
|
1, 130 |
22, 38 |
252, 8 |
1, 415 |
70, 34 |
996, 2 |
|
1, 135 |
23, 16 |
262, 8 |
1, 420 |
71, 63 |
1017 |
|
1, 140 |
23, 94 |
272, 8 |
1, 425 |
72, 86 |
1038 |
|
1, 145 |
24, 71 |
282, 9 |
1, 430 |
74, 09 |
1059 |
|
1, 150 |
25, 48 |
292, 9 |
1, 435 |
74, 35 |
1081 |
|
1, 155 |
26, 24 |
303, 1 |
1, 440 |
76, 71 |
1105 |
|
1, 160 |
27, 00 |
313, 2 |
1, 445 |
78, 07 |
1128 |
|
1, 165 |
27, 26 |
323, 4 |
1, 450 |
79, 43 |
1152 |
|
1, 170 |
28, 51 |
333, 5 |
1, 455 |
80, 88 |
1177 |
|
1, 175 |
29, 25 |
343, 7 |
1, 460 |
82, 39 |
1203 |
|
1, 180 |
30, 00 |
354, 0 |
1, 465 |
83, 91 |
1229 |
|
1, 185 |
30, 74 |
364, 2 |
1, 470 |
8550 |
1257 |
|
1, 190 |
31, 47 |
374, 5 |
1, 475 |
87, 29 |
1287 |
|
1, 195 |
32, 21 |
385, 0 |
1, 480 |
89, 07 |
1318 |
|
1, 200 |
32, 94 |
395, 3 |
1, 485 |
91, 13 |
1353 |
|
1, 205 |
33, 68 |
405, 8 |
1, 490 |
93, 19 |
1393 |
|
1, 210 |
34, 41 |
416, 3 |
1, 495 |
95, 46 |
1427 |
|
1, 215 |
35, 16 |
427, 1 |
1, 500 |
96, 73 |
1450 |
|
1, 220 |
35, 93 |
438, 3 |
1, 501 |
96, 98 |
1456 |
|
1, 225 |
36, 70 |
449, 6 |
1, 502 |
97, 23 |
1461 |
|
1, 230 |
37, 48 |
460, 9 |
1, 503 |
97, 49 |
1465 |
|
1, 235 |
38, 25 |
472, 4 |
1, 504 |
97, 74 |
1470 |
|
1, 240 |
39, 02 |
483, 8 |
1, 505 |
97, 99 |
1474 |
|
1, 245 |
39, 80 |
495, 5 |
1, 506 |
98, 25 |
1479 |
|
1, 250 |
40, 58 |
505, 2 |
1, 507 |
98, 50 |
1485 |
|
1, 255 |
41, 36 |
519, 0 |
1, 508 |
98, 76 |
1490 |
|
1, 260 |
42, 14 |
530, 9 |
1, 509 |
99, 01 |
1494 |
|
1, 265 |
42, 92 |
542, 9 |
1, 510 |
99, 26 |
1499 |
|
1, 270 |
43, 70 |
555, 0 |
1, 511 |
99, 52 |
1503 |
|
1, 275 |
44, 48 |
567, 2 |
1, 512 |
99, 74 |
1508 |
|
1, 280 |
45, 27 |
579, 4 |
1, 513 |
100, 00 |
1513 |