Азотна киселина

Силна едноосновен киселина, която е в стандартни условия на безцветна течност, която става жълта по време на съхранение може да бъде в твърдо състояние, характеризиращ се с две кристални модификации (моноклинни или орторомбична решетка) при температури под минус 41.6 ° С Това вещество с химична формула - HNO3 - се нарича азотна киселина. Той има молекулна маса 63,0 грама / мол, а неговата плътност съответства на 1,51 гр / smsup3-. киселина температура на кипене е 82.6 ° С, се придружава от разлагане на (частичен): 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + О2. Разтвор на киселина с масова фракция от основното вещество, равен на 68%, кипи при температура 121 ° С. Индекс на пречупване от чистата субстанция съответства на 1.397. Киселината е способна да се смесва с вода в каквото и да е съотношение и като силен електролит почти изцяло се разпада на йони Н + и NO3-. Твърдите форми - трихидрат и монохидрат имат формули: HNO3 • 3H2O и HNO3 • H2O, съответно.

Азотната киселина е корозивно, токсично вещество и силен окислител. От средновековието е известно името "силна вода" (Aqua fortis). Алхимиците, които са открили киселина в 13-ти век, са дали името, за да сте сигурни, че извънредни имоти (корозирали всички метали с изключение на злато), надминавайки милион пъти силата на оцетна киселина, които в тези дни се счита за най-активните. Но дори и след три века е установено, че корозия, дори златото може да бъде смес от киселини като азотна и солна при обемно съотношение 1: 3, които поради тази причина нарича "царска вода". Появата на жълт цвят по време на съхранение се обяснява с натрупването на азотни оксиди в него. Свободно киселина с концентрация по-често 68%, и когато съдържанието на основния материал над 89% се нарича "димяща".

Химичните свойства на азотна киселина, сярна отличават това от разредена солна киселина или че HNO3 силен окислител следователно никога не освобождава водород в реакции с метали. Благодарение на своите окислителни свойства, той също реагира с много неметали. И в двата случая винаги има азотен диоксид NO2. В редокс реакции, възстановяване на азот се случва в различни степени: HNO3, NO2, N2O3, NO, N2O, N2, NH3, който се определя от концентрацията на киселината и активността на метала. Молекулите на съединенията образувани съдържа азот в окисление 5, 4, 3, 2, 1, 0, 3, съответно. Например, мед се окислява с концентрирана киселина, за да меден нитрат (II): Cu + 4HNO3 → 2NO2 + Cu (NO3) 2 + 2H2O и фосфор - да метафосфорна киселина: P + 5HNO3 → 5NO2 + HPO3 + 2H2O.

В противен случай, разредената азотна киселина реагира с неметала. В примера на реакцията с фосфор: 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO види, че азота, се редуцира до състояние на двувалентен. В резултат на това се образува азотен оксид и фосфорът се окислява фосфорна киселина. Концентрирана азотна киселина в смес със солна киселина се разтваря злато Au + 4HCl + HNO3 → NO + H [AuCl4] + 2H2O и платина: 3PT + 18HCl + 4HNO3 → 4NO + 3H2 [PtCl6] + 8H2O. В тези реакции, първоначално, солна киселина се окислява с азотна освобождаване хлор, и след това образуване на комплекс метални хлориди.

Азотната киселина в промишлен мащаб се получава по три основни начина:

1. Първото е взаимодействието на солите със сярна киселина: H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4. Преди това този метод е единственият, но с появата на други технологии той се използва в лабораторията за производство на димяща киселина.
2. Втората е дъговият метод. Когато се издухва въздух електрическа дъга при температура от 3000 до 3500 ° С, част от азот във въздуха реагира с кислорода, образувайки азотен оксид: N2 + О2 → 2NO, който след охлаждане се окислява до азотен двуокис (когато не комуникира висока температура монооксид с кислород): O2 + 2NO → 2NO2 , След това, на практика, цялата азотен диоксид, при излишък на кислород, разтворен във вода: 2H2O + 4NO2 + О2 → 4HNO3.
3. Третият е амонячен метод. Амонякът се окислява върху платинен катализатор до азотен монооксид: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. Образуваните нитрози се охлаждат и се образува азотен диоксид, който се абсорбира от водата. Този метод произвежда киселина с концентрация от 60 до 62%.

Азотната киселина в индустрията се използва широко за производството на лекарства, багрила, взривни вещества, азотни торове и соли на азотна киселина. Освен това се използва за разтваряне на метали (например мед, олово, сребро), които не реагират с други киселини. В бижутата бизнесът се използва за определяне на златото в сплавта (този метод е основният).