Vlastnosti tabuľky kyseliny dusičnej. Kyselina dusičná

Ryža. 97. Zapálenie terpentínu v kyseline dusičnej

Čistá - bezfarebná kvapalina ud. hmotnosť 1,53, vriaca pri 86° a pri -41° tuhnúca do priehľadnej kryštalickej hmoty. Vo vzduchu „fajčí“ ako koncentrovaná kyselina chlorovodíková, pretože jej výpary tvoria s vlhkosťou vzduchu malé kvapôčky hmly.

Je miešateľný s vodou v akomkoľvek pomere a 68% roztok vrie pri 120,5° a destiluje sa bez zmeny. Toto je zloženie obyčajného predajného oudu. hmotnosť 1,4. Koncentrovaná kyselina obsahujúca 96 – 98 % HNO 3 a sfarbená do červenohneda s rozpusteným oxidom dusičitým je známa ako dymivá kyselina dusičná.

Kyselina dusičná nie je obzvlášť chemicky stabilná. Už vplyvom svetla sa postupne rozkladá navoda a oxid dusičitý:

4HN03 = 2H20 + 4N02 + 02

Čím vyššia je teplota a čím je kyselina koncentrovanejšia, tým rýchlejšie dochádza k rozkladu. Preto je kyselina dusičná získaná z dusičnanov oxidom dusičitým vždy sfarbená do žlta. Aby sa zabránilo rozkladu, destilácia sa vykonáva pri zníženom tlaku, pri ktorom kyselina dusičná vrie pri teplote blízkej 20 °C.

Kyselina dusičná je jednou z najsilnejších kyselín; v zriedených roztokoch sa úplne rozkladá na ióny H a NO3'.

Najcharakteristickejšou vlastnosťou kyseliny dusičnej je jej výrazná oxidačná schopnosť. Kyselina dusičná je jedným z najúčinnejších oxidačných činidiel. Mnohé metaloidy sa ním ľahko oxidujú a menia sa na zodpovedajúce kyseliny. Takže napríklad pri varení s kyselinou dusičnou postupne oxiduje na kyselinu sírovú, fosforečnú atď. Tlejúce uhlie ponorené do koncentrovanej kyseliny dusičnej nielenže nevyhasne, alejasne vzplanie a rozkladá kyselinu za vzniku červenohnedého oxidu dusičitého.

Niekedy oxidácia produkuje toľko tepla, že sa oxidujúca látka samovoľne zapáli bez predhrievania.

Napríklad nalejte trochu dymovej kyseliny dusičnej do porcelánového pohára, položte pohár na dno širokého pohára a po nazbieraní terpentínu do pipety ho po kvapkách kvapkajte do pohára s kyselinou. Každá kvapka vstupujúca do kyseliny sa zapáli a spáli, pričom sa vytvorí veľký plameň a oblak sadzí (obr. 97). Zahriate piliny sa vznietia aj od kvapky dymivej kyseliny dusičnej. Kyselina dusičná pôsobí takmer na všetko, s výnimkou zlata, platiny a niektorých vzácnych kovov, pričom ich mení na dusičnanové soli. Keďže posledne menované sú rozpustné vo vode, kyselina dusičná sa v praxi neustále používa na rozpúšťanie kovov, najmä tých, na ktoré iné kyseliny nepôsobia alebo pôsobia veľmi pomaly.

Je pozoruhodné, že, ako zistil aj M. V., niektoré ( atď.), ľahko rozpustné v zriedenej kyseline dusičnej, sa nerozpúšťajú v studenej koncentrovanej kyseline dusičnej. Zrejme k tomu dochádza v dôsledku vytvorenia tenkej, veľmi hustej vrstvy oxidu na ich povrchu, ktorá chráni kov pred ďalším pôsobením kyseliny. Tie sa po ošetrení koncentrovanou kyselinou dusičnou stávajú „pasívnymi“, t.j. strácajú aj schopnosť rozpúšťať sa v zriedených kyselinách.

Oxidačné vlastnosti kyseliny dusičnej sú určené nestabilitou jej molekúl a prítomnosťou dusíka v nich v najvyššom oxidačnom stave zodpovedajúcom kladnej valencii 5. Pri vykonávaní oxidácie sa kyselina dusičná postupne redukuje na nasledujúce zlúčeniny:

HN03 →NO2 →HN02 →NO→N20→N2 →NH3

Stupeň redukcie kyseliny dusičnej závisí tak od jej koncentrácie, ako aj od % aktivity redukčného činidla. Čím je kyselina zriedenejšia, tým viac sa redukuje. Koncentrovaná kyselina dusičná sa vždy redukuje na NO 2 . Zriedená kyselina dusičná sa zvyčajne redukuje na NO alebo pôsobením aktívnejších kovov, ako Fe, Zn, Mg, na N 2 O. Ak je kyselina veľmi zriedená, hlavným redukčným produktom je NH3, ktorý tvorí amónnu soľ NH s prebytok kyseliny 4 NO 3 .

Pre ilustráciu uvádzame schémy niekoľkých oxidačných reakcií s použitím kyseliny dusičnej;

1)Pb + HN03 → Pb(N03)2 + N02 + H20

2) Сu + HNO3 → Cu(N03)2 + NO + H20

zriedený,

3) Mg + HN03 -> Mg(N03)2 + N20 + H20

zriedený,

4)Zn + HNO3 → Zn(N03)2 + NH4NO3 + H20

veľmi zriedený

Treba poznamenať, že Pri pôsobení zriedenej kyseliny dusičnej na kovy sa spravidla neuvoľňuje.

Keď sa metaloidy oxidujú, kyselina dusičná sa zvyčajne redukuje na NO. Napríklad:

S + 2HN03 = H2S04 + 2NO

Vyššie uvedené diagramy ilustrujú najtypickejšie prípady oxidačného pôsobenia kyseliny dusičnej. Všeobecne

Treba poznamenať, že všetky oxidačné reakcie zahŕňajúce kyselinu dusičnú sú veľmi zložité v dôsledku súčasnej tvorby rôznych redukčných produktov a stále ich nemožno považovať za úplne objasnené.

Zmes pozostávajúca z 1 objemového dielu dusičnej a 3 objemových dielov kyseliny chlorovodíkovej sa nazýva aqua regia. Aqua regia rozpúšťa niektoré kovy, ktoré sú nerozpustné v kyseline dusičnej, vrátane „kráľa kovov“ -. Jeho pôsobenie sa vysvetľuje skutočnosťou, že kyselina dusičná oxiduje kyselinu chlorovodíkovú, pričom uvoľňuje voľný chlór a vytvára nitrozylchlorid NOCl:

HN03 + 3HCl = Cl2 + 2H20 + NOCI

Nitrosylchlorid je medziprodukt reakcie a rozkladá sa na oxid dusnatý a:

2NOCI = 2NO + Cl2

Uvoľnená látka sa spája s kovmi a vytvára kovy; preto, keď sa kovy rozpustia v aqua regia, získajú sa soli kyseliny chlorovodíkovej, nie kyseliny dusičnej:

Au + 3HCl+ HN03 = AuCl3 + NO + 2H20

Kyselina dusičná pôsobí na mnohé organické látky tak, že jeden alebo viac atómov vodíka v molekule organickej zlúčeniny sú nahradené nitroskupinami - NO 2. Tento proces, nazývaný nitrácia, hrá v organickej chémii mimoriadne dôležitú úlohu.

Keď anhydrid kyseliny fosforečnej pôsobí na kyselinu dusičnú, kyselina dusičná odoberá prvky vody z kyseliny dusičnej a výsledkom je vznik anhydridu kyseliny dusičnej a kyseliny metafosforečnej.

2HN03 + P205 = N205 + 2HP03

Kyselina dusičná je najdôležitejšou zlúčeninou dusíka vďaka rôznorodosti využitia, ktoré nachádza v národnom hospodárstve.

Kyselina dusičná sa vo veľkom používa pri výrobe dusíkatých hnojív a organických farbív. Používa sa ako oxidačné činidlo v mnohých chemických procesoch, používa sa pri výrobe kyseliny sírovej nitróznou metódou, používa sa na rozpúšťanie kovov, na výrobu dusičnanov, používa sa na výrobu celulózových lakov, fólií a v množstvo ďalších chemických odvetví. Kyselina dusičná sa používa aj na výrobu bezdymového prachu a výbušnín, ktoré sú potrebné na obranu krajiny a majú široké využitie pri baníctve a rôznych zemných prácach (stavba kanálov, priehrad a pod.).

Jedným z najdôležitejších produktov používaných ľuďmi je kyselina dusičnanová. Vzorec látky je HNO 3 a má tiež rôzne fyzikálne a chemické vlastnosti, ktoré ju odlišujú od iných anorganických kyselín. V našom článku budeme študovať vlastnosti kyseliny dusičnej, oboznámime sa s metódami jej prípravy a tiež zvážime rozsah použitia látky v rôznych priemyselných odvetviach, medicíne a poľnohospodárstve.

Vlastnosti fyzikálnych vlastností

Kyselina dusičná získaná v laboratóriu, ktorej štruktúrny vzorec je uvedený nižšie, je bezfarebná kvapalina s nepríjemným zápachom, ťažšia ako voda. Rýchlo sa odparuje a má nízky bod varu +83 °C. Zlúčenina sa ľahko mieša s vodou v akýchkoľvek pomeroch, čím sa vytvárajú roztoky rôznych koncentrácií. Okrem toho môže kyselina dusičnanová absorbovať vlhkosť zo vzduchu, to znamená, že je to hygroskopická látka. Štruktúrny vzorec kyseliny dusičnej je nejednoznačný a môže mať dve formy.

Kyselina dusičnanová neexistuje v molekulárnej forme. Vo vodných roztokoch rôznych koncentrácií má látka formu nasledujúcich častíc: H 3 O + - hydróniové ióny a anióny zvyšku kyseliny - NO 3 -.

Acidobázická interakcia

Do výmeny a neutralizácie vstupuje kyselina dusičná, ktorá je jednou z najsilnejších kyselín. Zlúčenina sa teda zúčastňuje metabolických procesov so zásaditými oxidmi, čo vedie k produkcii soli a vody. Neutralizačná reakcia je základnou chemickou vlastnosťou všetkých kyselín. Produktmi interakcie zásad a kyselín budú vždy zodpovedajúce soli a voda:

NaOH + HN03 → NaN03 + H20

Reakcie s kovmi

V molekule kyseliny dusičnej, ktorej vzorec je HNO 3, dusík vykazuje najvyšší oxidačný stav, rovný +5, takže látka má výrazné oxidačné vlastnosti. Ako silná kyselina je schopná reagovať s kovmi v rade aktivít kovov až po vodík. Na rozdiel od iných kyselín však môže reagovať aj s pasívnymi kovovými prvkami, napríklad meďou alebo striebrom. Činidlá a produkty interakcie sú určené koncentráciou samotnej kyseliny a aktivitou kovu.

Zriedená kyselina dusičná a jej vlastnosti

Ak je hmotnostný zlomok HNO3 0,4-0,6, potom zlúčenina vykazuje všetky vlastnosti silnej kyseliny. Napríklad sa disociuje na vodíkové katióny a anióny zvyšku kyseliny. Indikátory v kyslom prostredí, ako je fialový lakmus, menia svoju farbu na červenú v prítomnosti nadbytočných iónov H +. Najdôležitejšou vlastnosťou reakcií dusičnanov s kovmi je neschopnosť uvoľňovať vodík, ktorý sa oxiduje na vodu. Namiesto toho vznikajú rôzne zlúčeniny – oxidy dusíka. Napríklad v procese interakcie striebra s molekulami kyseliny dusičnej, ktorej vzorec je HNO 3, sa objavuje oxid dusnatý, voda a soľ - dusičnan strieborný. Stupeň oxidácie dusíka v komplexnom anióne klesá s pridaním troch elektrónov.

Kyselina dusičnanová reaguje s aktívnymi kovovými prvkami, ako je horčík, zinok, vápnik, za vzniku oxidu dusnatého, ktorého valencia je najmenšia, rovná sa 1. Vzniká aj soľ a voda:

4Mg + 10HNO3 = NH4NO3 + 4Mg(N03)2 + 3H2O

Ak je kyselina dusičná, ktorej chemický vzorec je HNO 3, veľmi zriedená, v tomto prípade budú produkty jej interakcie s aktívnymi kovmi odlišné. Môže to byť amoniak, voľný dusík alebo oxid dusnatý (I). Všetko závisí od vonkajších faktorov, medzi ktoré patrí stupeň mletia kovu a teplota reakčnej zmesi. Napríklad rovnica pre jeho interakciu so zinkom bude takáto:

Zn + 4HN03 = Zn(N03)2 + 2N02 + 2H20

Koncentrovaná kyselina HNO 3 (96-98 %) sa pri reakciách s kovmi redukuje na oxid dusičitý, čo zvyčajne nezávisí od polohy kovu v sérii N. Beketova. Stáva sa to vo väčšine prípadov pri interakcii so striebrom.

Pripomeňme si výnimku z pravidla: koncentrovaná kyselina dusičná za normálnych podmienok so železom, hliníkom a chrómom nereaguje, ale pasivuje ich. To znamená, že na povrchu kovov sa vytvorí ochranný oxidový film, ktorý bráni ďalšiemu kontaktu s molekulami kyseliny. Zmes látky s koncentrovanou kyselinou chloridovou v pomere 3:1 sa nazýva aqua regia. Má schopnosť rozpúšťať zlato.

Ako dusičnanová kyselina reaguje s nekovmi

Silné oxidačné vlastnosti látky vedú k tomu, že pri reakciách s nekovovými prvkami sa tieto transformujú do formy zodpovedajúcich kyselín. Napríklad síra sa oxiduje na kyselinu síranovú, bór na kyselinu boritú a fosfor na kyselinu fosforečnú. Nasledujúce reakčné rovnice to potvrdzujú:

S0 + 2HN V03 → H2SVI04 + 2N II0

Príprava kyseliny dusičnej

Najpohodlnejšou laboratórnou metódou na získanie látky je interakcia dusičnanov s koncentrovanými. Vykonáva sa pri nízkom zahrievaní, aby sa zabránilo zvýšeniu teploty, pretože v tomto prípade sa výsledný produkt rozkladá.

V priemysle sa môže kyselina dusičná vyrábať niekoľkými spôsobmi. Napríklad získaný zo vzdušného dusíka a vodíka. Výroba kyseliny prebieha v niekoľkých fázach. Medziprodukty budú oxidy dusíka. Najprv sa vytvorí oxid dusnatý NO, potom sa oxiduje vzdušným kyslíkom na oxid dusičitý. Nakoniec pri reakcii s vodou a prebytkom kyslíka vzniká z NO 2 zriedená (40-60%) kyselina dusičnanová. Ak sa destiluje s koncentrovanou síranovou kyselinou, hmotnostný podiel HNO3 v roztoku sa môže zvýšiť na 98.

Vyššie opísaný spôsob výroby kyseliny dusičnanovej prvýkrát navrhol zakladateľ dusíkatého priemyslu v Rusku I. Andreev na začiatku 20. storočia.

Aplikácia

Ako si pamätáme, chemický vzorec kyseliny dusičnej je HNO 3. Aká vlastnosť chemických vlastností určuje jej použitie, ak je kyselina dusičnanová veľkovýrobkom chemickej výroby? Ide o vysokú oxidačnú schopnosť látky. Používa sa vo farmaceutickom priemysle na získavanie liekov. Látka slúži ako východiskový materiál pre syntézu výbušných zlúčenín, plastov a farbív. Kyselina dusičnanová sa používa vo vojenskej technike ako oxidačné činidlo pre raketové palivo. Veľký objem sa ho využíva pri výrobe najvýznamnejších druhov dusíkatých hnojív – ľadku. Pomáhajú zvyšovať úrodu najdôležitejších poľnohospodárskych plodín a zvyšujú obsah bielkovín v ovocí a zelenej hmote.

Oblasti použitia dusičnanov

Po preskúmaní základných vlastností, výroby a použitia kyseliny dusičnej sa zameriame na využitie jej najdôležitejších zlúčenín – solí. Nie sú to len minerálne hnojivá, niektoré z nich majú veľký význam vo vojenskom priemysle. Napríklad zmes pozostávajúca zo 75 % dusičnanu draselného, ​​15 % jemného uhlia a 5 % síry sa nazýva čierny prášok. Amoniak, výbušnina, sa získava z dusičnanu amónneho, ako aj z uhlia a hliníkového prášku. Zaujímavou vlastnosťou solí dusičnanových kyselín je ich schopnosť rozkladať sa pri zahrievaní.

Okrem toho budú reakčné produkty závisieť od toho, ktorý ión kovu je obsiahnutý v soli. Ak sa kovový prvok nachádza v sérii aktivít naľavo od horčíka, v produktoch sa nachádzajú dusitany a voľný kyslík. Ak sa kov obsiahnutý v dusičnane nachádza od horčíka po meď vrátane, potom sa pri zahrievaní soli vytvorí oxid dusičitý, kyslík a oxid kovového prvku. Soli striebra, zlata alebo platiny pri vysokých teplotách tvoria voľný kov, kyslík a oxid dusičitý.

V našom článku sme zistili, aký je chemický vzorec kyseliny dusičnej v chémii a aké vlastnosti jej oxidačných vlastností sú najdôležitejšie.

DEFINÍCIA

Čistý Kyselina dusičná- bezfarebná kvapalina, pri -42 o C tuhne na priehľadnú kryštalickú hmotu (štruktúra molekuly je na obr. 1).

Vo vzduchu, podobne ako koncentrovaná kyselina chlorovodíková, „dymí“, pretože jej výpary tvoria s vlhkosťou vzduchu malé kvapôčky hmly.

Kyselina dusičná nie je silná. Už pod vplyvom svetla sa postupne rozkladá:

4HN03 = 4N02 + 02 + 2H20.

Čím vyššia je teplota a čím je kyselina koncentrovanejšia, tým rýchlejšie dochádza k rozkladu. Uvoľnený oxid dusičitý sa rozpúšťa v kyseline a dodáva jej hnedú farbu.

Ryža. 1. Štruktúra molekuly kyseliny dusičnej.

Tabuľka 1. Fyzikálne vlastnosti kyseliny dusičnej.

Príprava kyseliny dusičnej

Kyselina dusičná vzniká pôsobením oxidačných činidiel na kyselinu dusičnú:

5HN02 + 2KMn04 + 3H2S04 = 5HN03 + 2MnS04 + K2S04 + 3H20.

Bezvodú kyselinu dusičnú je možné pripraviť destiláciou koncentrovaného roztoku kyseliny dusičnej za zníženého tlaku v prítomnosti P 4 O 10 alebo H 2 SO 4 v celosklenenej aparatúre bez mazania v tme.

Priemyselný proces výroby kyseliny dusičnej je založený na katalytickej oxidácii amoniaku zahriatou platinou:

NH3 + 202 = HN03 + H20.

Chemické vlastnosti kyseliny dusičnej

Kyselina dusičná je jednou z najsilnejších kyselín; v zriedených roztokoch úplne disociuje na ióny. Jeho soli sa nazývajú dusičnany.

HNO3↔H++ N03-.

Charakteristickou vlastnosťou kyseliny dusičnej je jej výrazná oxidačná schopnosť. Kyselina dusičná je jedným z najúčinnejších oxidačných činidiel. Mnohé nekovy sa ním ľahko oxidujú a menia sa na zodpovedajúce kyseliny. Pri varení s kyselinou dusičnou sa teda síra postupne oxiduje na kyselinu sírovú, fosfor na kyselinu fosforečnú. Tlejúce uhlie ponorené do koncentrovanej HNO 3 jasne vzplanie.

Kyselina dusičná pôsobí na takmer všetky kovy (s výnimkou zlata, platiny, tantalu, ródia, irídia), pričom ich mení na dusičnany a niektoré kovy na oxidy.

Koncentrovaná kyselina dusičná pasivuje niektoré kovy.

Keď zriedená kyselina dusičná reaguje s nízkoaktívnymi kovmi, ako je meď, uvoľňuje sa oxid dusičitý. V prípade aktívnejších kovov – železa, zinku – vzniká oxid dusný. Silne zriedená kyselina dusičná reaguje s aktívnymi kovmi - zinkom, horčíkom, hliníkom - za vzniku amónneho iónu, ktorý s kyselinou poskytuje dusičnan amónny. Zvyčajne sa súčasne vytvára niekoľko produktov.

Cu + HN03 (konc) = Cu(N03)2 + N02 + H20;

Cu + HN03 (zriedená) = Cu(N03)2 + NO + H20;

Mg + HN03 (zriedený) = Mg(N03)2 + N20 + H20;

Zn + HNO3 (vysoko zriedený) = Zn(N03)2 + NH4NO3 + H20.

Keď kyselina dusičná pôsobí na kovy, vodík sa spravidla neuvoľňuje.

S + 6HN03 = H2S04 + 6N02 + 2H20;

3P + 5HN03 + 2H20 = 3H3P04 + 5NO.

Zmes pozostávajúca z 1 objemu kyseliny dusičnej a 3-4 objemov koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej sa nazýva aqua regia. Aqua regia rozpúšťa niektoré kovy, ktoré nereagujú s kyselinou dusičnou, vrátane „kráľa kovov“ – zlata. Jeho pôsobenie sa vysvetľuje skutočnosťou, že kyselina dusičná oxiduje kyselinu chlorovodíkovú za uvoľnenia voľného chlóru a tvorby chloridu dusnatého (III) alebo nitrozylchloridu, NOCl:

HN03 + 3HCl = Cl2 + 2H20 + NOCI.

Aplikácia kyseliny dusičnej

Kyselina dusičná je jednou z najdôležitejších zlúčenín dusíka: používa sa vo veľkom množstve pri výrobe dusíkatých hnojív, výbušnín a organických farbív, slúži ako oxidačné činidlo v mnohých chemických procesoch, používa sa pri výrobe kyseliny sírovej s použitím dusíka a používa sa na výrobu celulózových lakov a fólií.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Kyselina dusičná- bezfarebná kvapalina štipľavého zápachu, hustota 1,52 g/cm3, bod varu 84°C, pri teplote -41°C tuhne na bezfarebnú kryštalickú látku. Typicky používaná v praxi koncentrovaná kyselina dusičná obsahuje 65 - 70 % HNO3 (maximálna hustota 1,4 g/cm3); Kyselina sa mieša s vodou v akomkoľvek pomere. Existuje aj dymivá kyselina dusičná s koncentráciou 97 - 99%.

Kyselina dusičná vysoké koncentrácie uvoľňujú vo vzduchu plyny, ktoré sa v uzavretej fľaši detegujú vo forme hnedých pár (oxidy dusíka). Tieto plyny sú veľmi jedovaté, preto si treba dávať pozor, aby ste ich nevdýchli. Kyselina dusičná oxiduje mnohé organické látky. Papier a látky sa ničia v dôsledku oxidácie látok, ktoré tvoria tieto materiály. Koncentrovaná kyselina dusičná spôsobuje pri dlhšom kontakte ťažké popáleniny a pri krátkom kontakte niekoľkodňové zožltnutie pokožky. Zožltnutie kože indikuje deštrukciu proteínu a uvoľňovanie síry (kvalitatívne reakcie na koncentrovanú kyselinu dusičnú – žlté sfarbenie v dôsledku uvoľňovania elementárnej síry pri pôsobení kyseliny na proteín – xantoproteínová reakcia). To znamená, že ide o spálenie kože.

Aby ste predišli popáleninám, mali by ste pracovať s koncentrovanou kyselinou dusičnou a nosiť gumené rukavice. Manipulácia s kyselinou dusičnou je zároveň menej nebezpečná ako napríklad kyselina sírová, rýchlo sa vyparuje a nezostáva na neočakávaných miestach. Postriekanie kyseliny dusičnej by sa malo zmyť veľkým množstvom vody alebo ešte lepšie navlhčiť roztokom sódy.

Dymiaca kyselina dusičná sa pri skladovaní pod vplyvom tepla a svetla čiastočne rozkladá:

4HN03 = 2H20 + 4N02 + O2.

Čím vyššia je teplota a čím je kyselina koncentrovanejšia, tým rýchlejšie dochádza k rozkladu. Preto ho skladujte na chladnom a tmavom mieste. Uvoľnený oxid dusičitý sa rozpúšťa v kyseline a dodáva jej hnedú farbu.

Zriedenú kyselinu je možné ľahko pripraviť naliatím koncentrovanej kyseliny do vody.

Zriedená kyselina dusičná sa skladuje a prepravuje v nádobách z chrómovej ocele, koncentrovaná – v hliníkových nádobách, pretože koncentrovaná kyselina pasivuje hliník, železo a chróm v dôsledku tvorby nerozpustných oxidových filmov:

2Al + 6HN03 = Al203 + 6N02 + 3H20.

Malé množstvá sa skladujú v sklenených fľašiach. Kyselina dusičná silne koroduje gumu. Preto musia mať fľaše brúsené alebo polyetylénové zátky.

Kyselina dusičná sa používa hlavne vo forme vodných roztokov, je jednou zo zložiek Aqua regia a nachádza sa v skúšobných kyselinách. V priemysle sa používa na výrobu kombinovaných dusíkatých hnojív, na rozpúšťanie rúd a koncentrátov, pri výrobe kyseliny sírovej, rôznych organických nitroproduktov, v raketovej technike ako okysličovadlo paliva a pod.

Priemyselná výroba kyseliny dusičnej

Moderné priemyselné spôsoby výroby kyseliny dusičnej sú založené na katalytickej oxidácii amoniaku vzdušným kyslíkom. Pri opise vlastností amoniaku sa uvádzalo, že horí v kyslíku a reakčnými produktmi sú voda a voľný dusík. Ale v prítomnosti katalyzátorov môže oxidácia amoniaku kyslíkom prebiehať inak.

Ak zmes amoniaku a vzduchu prechádza cez katalyzátor, potom pri 750 °C a určitom zložení zmesi nastane takmer úplná konverzia

Vzniknutý NO sa ľahko transformuje na NO2, ktorý s vodou za prítomnosti vzdušného kyslíka produkuje kyselinu dusičnú.

Zliatiny na báze platiny sa používajú ako katalyzátory na oxidáciu amoniaku.
Kyselina dusičná získaná oxidáciou amoniaku má koncentráciu nepresahujúcu 60 %. V prípade potreby sa koncentruje,
Priemysel vyrába zriedenú kyselinu dusičnú s koncentráciou 55, 47 a 45% a koncentrovanú kyselinu dusičnú - 98 a 97%,

Aplikácia kyseliny dusičnej

Kyselina dusičná sa používa pri výrobe dusíkatých a kombinovaných hnojív (dusičnan sodný, amónny, vápenatý a draselný, nitrofos, nitrofoska), rôzne soli kyseliny sírovej, výbušniny (trinitrotoluén a pod.), organické farbivá.

V organickej syntéze sa široko používa zmes koncentrovanej kyseliny dusičnej a kyseliny sírovej - „nitračná zmes“.

V metalurgii sa kyselina dusičná používa na rozpúšťanie a morenie kovov, ako aj na oddeľovanie zlata a striebra. Kyselina dusičná sa používa aj v chemickom priemysle, pri výrobe výbušnín, pri výrobe medziproduktov na výrobu syntetických farbív a iných chemikálií.

Technická kyselina dusičná sa používa na niklovanie, galvanizáciu a chrómovanie dielov, ako aj v polygrafickom priemysle. Kyselina dusičná je široko používaná v mliekarenskom a elektrotechnickom priemysle.

Hustota roztokov rôznych koncentrácií kyseliny dusičnej

Kyselina dusičná je jednou z hlavných zlúčenín dusíka. Chemický vzorec - HNO 3. Aké fyzikálne a chemické vlastnosti má teda táto látka?

Fyzikálne vlastnosti

Čistá kyselina dusičná je bezfarebná, má štipľavý zápach a má vlastnosť „fajčenia“, keď je vystavená vzduchu. Molárna hmotnosť je 63 g/mol. Pri teplote -42 stupňov sa mení na pevný stav agregácie a mení sa na snehovo bielu hmotu. Bezvodá kyselina dusičná vrie pri 86 stupňoch. Po zmiešaní s vodou vytvára roztoky, ktoré sa navzájom líšia koncentráciou.

Táto látka je jednosýtna, to znamená, že má vždy jednu karboxylovú skupinu. Medzi kyselinami, ktoré sú silnými oxidačnými činidlami, je kyselina dusičná jednou z najsilnejších. Reaguje s mnohými kovmi a nekovmi, organickými zlúčeninami v dôsledku redukcie dusíka

Dusičnany sú soli kyseliny dusičnej. Najčastejšie sa používajú ako hnojivá v poľnohospodárstve.

Chemické vlastnosti

Elektronický a štruktúrny vzorec kyseliny dusičnej je znázornený nasledovne:

Ryža. 1. Elektrónový vzorec kyseliny dusičnej.

Koncentrovaná kyselina dusičná je vystavená svetlu a pod jeho vplyvom sa môže rozkladať na oxidy dusíka. Oxidy zase interagujú s kyselinou, rozpúšťajú sa v nej a dodávajú kvapaline žltkastý odtieň:

4HN03=4N02+02+2H20

Hmota by sa mala skladovať na chladnom a tmavom mieste. Keď sa jeho teplota a koncentrácia zvyšujú, proces rozkladu prebieha oveľa rýchlejšie. Dusík v molekule kyseliny dusičnej má vždy valenciu IV, oxidačný stav +5 a koordinačné číslo 3.

Keďže kyselina dusičná je veľmi silná kyselina, v roztokoch sa úplne rozkladá na ióny. Reaguje so zásaditými oxidmi, so zásadami a so soľami slabších a prchavejších kyselín.

Ryža. 2. Kyselina dusičná.

Táto jednosýtna kyselina je silné oxidačné činidlo. Kyselina dusičná napáda mnohé kovy. V závislosti od koncentrácie, aktivity kovu a reakčných podmienok sa môže redukovať pri súčasnej tvorbe soli kyseliny dusičnej (dusičnanu) na zlúčeniny.

Keď kyselina dusičná reaguje s nízkoaktívnymi kovmi, vzniká NO2:

Cu+4HN03 (konc.)=Cu(N03)2+2N02+2H20

Zriedená kyselina dusičná sa v tejto situácii redukuje na NO:

3Cu+8HN03 (zriedený)=3Сu(N03)2+2NO+4H20

Ak aktívnejšie kovy reagujú so zriedenou kyselinou dusičnou, uvoľňuje sa NO 2:

4Mg+10HN03 (zriedený)=4Mg(N03)2+N20+5H20

Veľmi zriedená kyselina dusičná sa pri interakcii s aktívnymi kovmi redukuje na amónne soli:

4Zn+10HN03 (veľmi zriedený)=4Zn(N03)2 + NH4NO3 + 3H20

Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti sú stabilné v koncentrovanej kyseline dusičnej. „Pasivuje“ kovy Al, Fe, Cr v dôsledku tvorby oxidových filmov na povrchu kovov.

Zmes vytvorená z jedného objemu koncentrovanej dusičnej a troch objemov koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej (chlorovodíkovej) sa nazýva „aqua regia“.

Ryža. 3. Kráľovská vodka.

Nekovy sa oxidujú kyselinou dusičnou na zodpovedajúce kyseliny a kyselina dusičná sa v závislosti od koncentrácie redukuje na NO alebo NO 2:

C + 4HN03 (konc.) = C02+4N02+2H20

S+6HN03 (konc.)=H2S04+6N02+2H20

Kyselina dusičná je schopná oxidovať niektoré katióny a anióny, ako aj anorganické kovalentné zlúčeniny, ako je sírovodík.

3H2S+8HN03 (zriedený)= 3H2S04 +8NO+4H20

Kyselina dusičná interaguje s mnohými organickými látkami a jeden alebo viac atómov vodíka v molekule organickej látky je nahradených nitroskupinami - NO 2. Tento proces sa nazýva nitrácia.