Азотная кислота
.docxАзо́тная кислота́ (HNO3), — сильная одноосновная кислота. Твёрдая азотная кислота образует две кристаллические модификации смоноклинной и ромбической решётками.
Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы. Образует с водой азеотропную смесь с концентрацией 68,4 % и tкип120 °C при нормальном атмосферном давлении. Известны два твёрдых гидрата: моногидрат (HNO3·H2O) и тригидрат (HNO3·3H2O).
Хімічні властивості нітратної кислоти:
-
Дисоціація (Н+ змінює колір індикатору)
-
Реагує з основними оксидами
-
Реагує з основами
а) розчинними у воді (лугами)
б) нерозчинними у воді основами
-
Реагує із солями більш слабких і більш летючих кислот
Розкладання: |
|
||||||||||
|
|
|
+5 –2 t, hν +4 0 4HNO3 –––→ 4NO2 + O2 + 2H2O бурий газ |
|
|||||||
|
|
|
|
2O–2 – 4 е– → O20 │1 відновник N+5 + 1 е– → N+4 │4 окисник |
|
|
|||||
HNO3(конц) – сильний окисник |
|
||||||||||
|
|
|
Руйнує білки, забарвлює продукти взаємодії в яскраво-жовтий колір; скипидар і деревні ошурки в концентрованій нітратній кислоті спалахують |
Взаємодія нітратної кислоти з металами
З активними (Ca, Mg, Zn)
Якщо кислота концентрована (виділяється NO↑ )
Якщо кислота розведена (виділяється N2O↑ або N2↑)
Якщо кислота сильно розведена (виділяється NН3↑ або NН4NO3)
З металами середньої активності (Ni, Fe, Cr)
Якщо кислота концентрована (реакція не відбувається!!!, так як кислота виявляє пасивуючу дію на ці метали)
Якщо кислота не дуже розведена, можуть виділятися → NO2, NO, N2O
З малоактивними металами (Cu, Hg, Ag)
Якщо кислота концентрована (виділяється NO2↑ )
Якщо кислота розведена (виділяється NO↑ )
З благородними металами (Au, Pt, Os, Ir) |
|
||||
|
|
|
|
Кислота не реагує |
Отримання нітратної кислоти
а) в лабораторії: |
|
||||||||
|
|
|
|
tmin = 150 0С NaNO3 + H2SO4 ––––→ NaHSO4 + HNO3 тв. конц. гідрогенсульфат |
|
|
|||
|
|
б) в промисловості: |
|
||||||
|
|
|
|
N2 → NH3 → NO → NO2 → HNO3 (стадії виробництва) |
|
||||
|
|
|
|
|
Умови протікання реакції, які лежать в основі виробництва нітратної кислоти : |
|
|||
|
|
|
1. |
|
tmin = 800 - 850 0С, Pt, Rh 4NH3 + 5O2 –––––––––––––→ 4NO + 6H2O, екзотермічна, гетерогенна, каталітична, необоротна |
|
|||
|
|
|
2. |
|
2NO + O2 2NO2, t – звичайна, р = 1 МПа, екзотермічна, гомогенна, некаталітична, оборотна. Зі зменшенням об’єму, необхідний надлишок одного із реагентів. |
|
|||
|
|
|
3. |
|
4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3, екзотермічна, гетерогенна, некаталітична, оборотна, р = 5 МПа |
|
РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ.
Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты. Все возрастающий объем производства HNO3 объясняется огромным значением азотной кислоты и ее солей для народного хозяйства.
Основное количество товарной азотной кислоты расходуется в производстве азотнокислых солей (нитратов) и сложных минеральных удобрений. Необходимо отметить, что нитратный азот хорошо усваивается растениями и дает большой эффект при использовании в сельском хозяйстве. Значительное количество азотной кислоты поступает на производство технических нитратов. Азотная кислота и жидкая четырехокись азота используются как окислители в ракетной технике.
Концентрированная азотная кислота применяется в производстве взрывчатых веществ — тротила, мелинита, гексогена, ксилила, тетрила и тэна; нитроглицерина и др.
В качестве взрывчатых веществ находят также значительное применение аммониты — смеси аммиачной селитры с нитропроизводными ароматических соединений.
Значительное количество концентрированной азотной кислоты применяется для получения нитропроизводных бензола, нафталина, антрацена и других соединений ароматического ряда, используемых в качестве полупродуктов в производстве синтетических красителей, а также в фармацевтической промышленности. Азотистая кислота применяется для получения азокрасителей. Азотная кислота и окислы азота используются для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты по нитрозному способу. Двуокись азота находит применение для стерилизации семян перед внесением их в почву.
В настоящее время 75—80% производимой азотной кислоты используется для получения нитратов и сложных минеральных удобрений, 10—15% —для получения взрывчатых веществ и синтетических красителей.
Мощность всех заводов мира, производящих азотную кислоту, в 1966 г. составляла около 25 млн. т.
В Советском Союзе примерно 30—35% получаемого синтетического аммиака перерабатывается в азотную кислоту.
В связи с неуклонным ростом производства азотной кислоты вопросы совершенствования технологии и развития новых методов производства азотной кислоты приобретают большое государственное значение.