Нітратна кислота (HNO3) є сильною кислотою, яка складається з атомів водню (H), нітрогену (N) і оксигену (O).
Інші назви: азотна.
Хімічні властивості нітратної кислоти
Нітратна кислота (HNO3) має декілька хімічних властивостей, важливих для розуміння її поведінки:
- Дисоціація: У водному розчині HNO3 повністю дисоціює на іони водню (H+) та нітратні іони (NO3-). Це забезпечує кислотні властивості розчину.
HNO3 ⇌ H+ + NO3-
- Сильна кислотність: Нітратна кислота є сильною кислотою, що означає, що вона має високу концентрацію іонів H+ у розчині. Вона реагує з основами і утворює нітратні солі.
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
- Окиснювальні властивості: HNO3 є потужним окислювачем. Вона може виділяти кисень при взаємодії з оксидами інших елементів або органічними сполуками. Це може призводити до вибухів або пожеж, особливо в присутності легкозаймистих речовин.
- Реакції з металами: Нітратна кислота може реагувати з деякими металами, такими як мідь, свинець та цинк, утворюючи нітрати металів і виділяючи оксиди азоту.
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
- Корозійна дія: HNO3 може бути корозійною для багатьох матеріалів, включаючи метали та деякі пластмаси. Вона може спричиняти пошкодження та руйнування матеріалів через окислювальні властивості.
Отримання нітратної кислоти
Нітратна кислота (HNO3) може бути отримана за допомогою різних методів, але основним способом є процес відокремлення з розчину азотної кислоти. Основний метод отримання нітратної кислоти називається процесом Остальдера або азотним оксидуванням.
Основні кроки процесу Остальдера для отримання нітратної кислоти:
- Виготовлення азотної кислоти (HNO3): Азотна кислота може бути отримана шляхом каталітичного окиснення аміаку (NH3) киснем (O2) у присутності каталізаторів, таких як платина (Pt) або родій (Rh).
4NH3 + 5O2 → 4HNO3 + 6H2O
- Відокремлення нітратної кислоти: Отриману азотну кислоту можна відокремити від інших компонентів, таких як вода та інші домішки. Це можна зробити шляхом дистиляції або використання спеціальних розчинників.
- Концентрування нітратної кислоти: Отриману розчинену нітратну кислоту можна концентрувати шляхом випарювання частини води. Це можна зробити за допомогою високотемпературного випарника або інших методів концентрування.
Важливо пам’ятати, що нітратна кислота є потужною кислотою з корозійними та окислювальними властивостями, тому вона вимагає обережного та безпечного обходу під час отримання та обробки.
Застосування
Нітратна кислота (HNO3) має широкий спектр застосувань в різних галузях. Основні застосування нітратної кислоти включають:
- Виробництво добрив: Нітратна кислота використовується для виготовлення азотних добрив, таких як аміачний нітрат, нітрат калію та нітрат амонію. Ці добрива забезпечують рослини азотом, необхідним для їхнього росту та розвитку.
- Виробництво вибухових речовин: Нітратна кислота є важливою складовою для виробництва різних вибухових речовин, таких як тротил (тринітротолуол) та нітрогліцерин. Ці речовини використовуються військово-промисловим комплексом та інших галузях.
- Металургія: HNO3 використовується для обробки металів, таких як сталь, алюміній та мідь, в процесі виробництва металевих сплавів та очищення поверхні металевих виробів.
- Хімічна промисловість: HNO3 використовується у виробництві різних хімічних речовин, включаючи кольорові пігменти, синтетичні смоли, лаки та фарби, каталізатори та інші хімічні продукти.
- Аналітична хімія: Нітратна кислота використовується в аналітичній хімії як реагент для визначення концентрації різних сполук, включаючи іони металів, амінокислоти та інші речовини.
- Водопостачання: Деякі системи водопостачання використовують нітратну кислоту для знезараження води