5 Техніка безпеки

При порушенні герметичності установки можливе забруднення повітря приміщення аміаком або оксидом азоту. Щоб запобігти цьому, перед початком роботи перевіряють установку на герметичність (витрати газу на вході в установку повинні дорівнювати витратам газу на виході з установки).

Аміак при відповідному співвідношенні з повітрям утворює вибухонебезпечні суміші, тому слід працювати з аміачно-повітряними сумішами, в яких вміст аміаку не перевищує 12 %.

При виявленні неполадок у роботі установки негайно повідомити про це викладача або лаборанта.

6 Контрольні питання

5. Фізико-хімічні основи поглинання оксидів азоту лужними розчинами.

6. Порядок проведення роботи на лабораторній установці.

7. Аналітичний контроль нітрозних газів.

8. Метод розрахунку показників роботи пінного апарата.

7 Література

3. Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты.  М.: Химия, 1970.  С. 175  184.

4. Пенный режим и пенные аппараты / Под ред. И.П. Мухлёнова и Э.Я. Тароста. Л.: Химия, 1977.  с. 12 - 25.

5. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений.  4-е. изд.  Л.: Химия, 1974.  С. 229  231.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

Аналіз азотної кислоти

Мета роботи: вивчити та засвоїти методи аналізу азотної кислоти.

1 Теоретичні відомості

Вимоги до розбавленої азотної кислоти згідно з ГОСТ 4461-67 наведенні в таблиці 5:

Таблиця 5Вимоги до HNO₃ згідно з ГОСТ 4461-67

Вміст, %	1-й	2-й	3-й
HNO3, н/м	55	47	45
Оксиди азоту в переліку на N2O4, н/б	0,15	0,2	0,2
Твердий залишок, н/б	0,05	0,1	0,1

Кислота повинна бути безбарвна або мати жовтуватий відтінок без осаду. Концентрована азотна кислота регламентується ОСТ 113-03-270-90 (табл. 6).

Таблиця 6  Вимоги до HNO₃ згідно з ОСТ 113-03-270-90

Вміст, %	Най-вищий	1-й	2-й
HNO3, н/м	98,5	98	97
Оксиди азоту в переліку на N2O4, н/б	0,3	0,3	0,4
Твердий залишок, н/б	0,015	0,03	0,05
Сірчана кислота, н/б	0,05	0,08	0,12

Якість азотної кислоти можна визначити фізико-хімічними методами контролю. До фізичних методів відноситься визначення відсотка вмісту азотної кислоти ареометром. Після заміру густини азотної кислоти згідно з ГОСТ 4461-67 за допомогою довідкових даних залежності густини розчинів азотної кислоти від їх концентрацій визначають вміст азотної кислоти в аналізованому розчині. Якщо густина визначається не при 20 С, вноситься поправка на температуру. Загальна кислотність визначається  кислотно-лужним титруванням. До відомої кількості азотної кислоти додають відомий обєм надлишку лугу і при наявності індикатору відтитровують надлишок лугу розчином соляної кислоти відомої концентрації. За отриманими даними виконують розрахунки.

Визначення вмісту оксидів азоту проводять перманганато- йодометричним методом. При цьому відбуваються реакції:

5N₂O₄ + 2H₂O + 2KMnO₄ = 4HNO₃ + 2KNO₃ + 2Mn(NO₃)_2,

2KMnO₄ + 10KJ + 16HNO₃=12KNO₃ + 2Mn(NO₃)₂ + 5J₂ + 8H₂O.

Йод, що утворюється після взаємодії з надлишком KMnO_4, відтитровується Na₂S₂O₃ відомої концентрації. Кінець титрування визначають за знебарвленням розчину. Як індикатор використовують крохмаль. Вміст оксидів азоту розраховують в переліку на N₂O₄.

Азотна кислота  малостійка сполука, що розкладається при кімнатній температурі:

2HNO_3розб = 2NO₂ +H₂O+0,5O_2,

2HNO_3конц ^t₌ N₂O₃+O₂+H₂O.

При температурі близько 260 С кислота розкладається повністю. Азотна кислота кристалізується при температурі 41,58 С. За такої температури кристали мають білосніжний вигляд.

Таблиця 7  Залежність густини HNO₃ від температури.

Вміст HNO3, %	Т = 20 С, кг/м3	 =-41,58 С, кг/м3
95-99	1500-1512,6	1895
65	1370-1373	-
25	1150	-

В інтервалі від 30 С до 50 С густину НNO₃ можна розрахувати за формулою:

 = 1,54920,00183 Т,

де Т- температура, С.

Густина рідкої НNO₃ збільшується з підвищенням тиску. Температура кипіння становить 82,6 С.

З підвищенням вмісту НNO₃ температура кипіння збільшується до досягнення максимуму, що відповідає концентрації кислоти 68,4 %, потім знову зменшується.

Максимальну електропровідність мають розчини НNO₃, у яких концентрація становить 30-42 %. Максимальну вязкість мають розчини НNO₃ з концентрацією 60-70 %. Азотну кислоту з концентрацією вище 99,55 % неможливо отримати шляхом простої дистиляції.

Крім азотної і азотистої кислот існує надазотна НNO₄, що утворюється під час обробки концентрованої НNO₃ 100 %-м пероксидом водню:

HNO₃ + H₂O₂ = HNO₄ +H₂O.

Надазотна кислота розкладається з вибухом. Механізм розкладання азотної кислоти може бути подано у вигляді:

2HNO₃ = N₂O₅ +H₂O

N₂O₅ = NO₃ + NO₂

NO₃ + NO₂ = NO₂ + NO +O₂

NO₃ + NO = 2NO_2,

NO₃ + NO₃ = 2NO₂ + O_2,

де NO₃  проміжна сполука.

Концентровану азотну кислоту можна отримати розкладанням нітрітів сірчаною кислотою, перегонкою концентрованої азотної кислоти і дробною кристалізацією.