Одержання
У сучасній хімічній промисловості нітратну кислоту добувають шляхом каталітичного окиснення аміаку до монооксиду азоту з наступним окисненням NO киснем [повітря] (метод І. І. Андрєєва) при 700—900 °C до діоксиду (гемітетраоксиду) азоту і поглинанням останнього водою. Каталізатор — платиновасітка.
Хімічні процеси, що відбуваються при виробництві нітратної кислоти, можна представити рядом реакцій: Суміш аміаку з повітрям у певному співвідношенні спалюють у спеціальному приладі на платиновій сітці, яка служить каталізатором (без каталізатора аміак окиснюється до вільного азоту):
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
Одержуваний монооксид азоту охолоджують і окиснюють киснем повітря до діоксиду (гемітетраоксиду) азоту:
2NO + O2 = 2NO2(N2O4)
Суміш діоксиду і гемітетраоксиду поглинають водою і одержують розчин суміші нітратної і нітритної кислот:
N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2
Нітритна кислота нестійка, особливо при деякому нагріванні, і легко розкладається на монооксид і діоксид азоту і воду:
2HNO2 = NO + NO2 + H2O
Процес поглинання оксидів азоту водою проводять при надлишку кисню. Тому утворюваний за останньою реакцією монооксид азоту відразу перетворюється в діоксид азоту і знову вступає в процес утворення нітратної кислоти. В результаті утворюється лише нітратна кислота.
У лабораторних умовах нітратну кислоту можна одержати взаємодією нітратів з концентрованою сульфатною кислотою при легкому нагріванні, наприклад:
NaNO3 + H2SO4 = HNO3↑ +NaHSO4
Застосування
Нітратна кислота є одним з найважливіших продуктів хімічної промисловості. Вона виробляється у дуже великих кількостях, використовується для виробництва азотних добрив, у кольоровій металургії для розділення металів, а також хімічній промисловості для виробництва пластмас, вибухових речовин, целулоїду і фотокіноплівки, штучного волокна, органічних барвників, лікувальних речовин тощо.
9_ Ортофосфорна кислота (ортофосфатна, фосфатна або фосфорна кислота), Н3PO4 — безбарвна кристалічна речовина. Густина — 1,87 г/см3. Температура плавлення 42,35°С. У воді розчиняється дуже добре і у водному розчині є кислотою середньої сили. У практичному відношенні ортофосфатна кислота важливіша за метафосфатну, тому її часто називаютьфосфатною кислотою.
У водному розчині ортофосфатна кислота дисоціює ступінчасто:
В промисловості її одержують при дії сульфатної кислоти на розмелений фосфат кальцію:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 ↓ + 2Н3PO4
Сульфат кальцію як мало розчинна речовина виділяється в осад, а фосфатна кислота залишається у розчині.
Харчова промисловість
Ортофосфорна кислота зареєстрована у якості харчової добавки Е338. Застосовується як регулятор кислотності у газованих напоях. Є відомості, що вона призводить до вимивання кальцію із організму людини уже за годину після споживання.
А також для очищення металевих поверхонь і створення антикорозійних покриттів.
Фізичні властивості ортофосфатної кислоти
При нормальних умовах ортофосфатна кислота являє собою безбарвну й розпливчасту на повітрі кристалічну сполуку із температурою плавлення +42 °С (65%-й розчин кислоти замерзає тільки при -85 °С). У твердому стані й у розчині молекули ортофосфатної кислоти асоційовані за рахунок водневих зв’язків, і тому концентровані розчини мають високу в’язкість. Фосфатна кислота добре розчиняється у воді (до 80% за масою). Її водні розчини — гарні електроліти (найвища електропровідність спостерігається тоді, коли концентрація кислоти становить 48%). На відміну від багатьох сполук Фосфору, фосфатна кислота не отруйна.