Отримання азотної кислоти

Азотну кислоту вперше стали отримувати ще в XVII столітті. Сучасний лабораторний метод передбачає отримання кислоти з нітратів. Для отримання азотної кислоти в промисловості використовується метод окислення аміаку.

Загальний опис

Формула азотної кислоти HNO3. Це сильна безбарвна кислота з різким запахом. Вона необмежено розчиняється у воді. Має невеликі температури плавлення (-41 ° C) і кипіння (82,6 ° С). Щільність кислоти – 1,52 г/см3.

Концентрована азотна кислота виділяє отруйні гази – оксиди азоту. Азотна кислота окисляє органічні речовини: руйнує папір, натуральну тканину, викликає опіки на шкірі.

Азотна кислота в невеликій кількості утворюється в дощовій воді при розрядах блискавки.

Отримання

Азотну кислоту вперше отримали алхіміки з селітри і залізного купоросу при термічній реакції:

4KNO3 + 2FeSO4 ∙ 7H2O → Fe2O3 + 2K2SO4 + 2HNO3 ↑ + 2NO2 ↑ + 6H2O.

У сучасній хімії існують лабораторні та промислові способи отримання азотної кислоти. У лабораторіях кислоту отримують шляхом нагрівання суміші з нітратів і концентрованої сірчаної кислоти:

KNO3 + H2SO4 → KHSO4 + HNO3.

У промисловості азотну кислоту отримують окисленням аміаку. Метод здійснюється в три етапи.

Спочатку аміак окислюють на платинових каталізаторах до оксиду азоту (II):

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O.

Це реакція необоротна.

Оксид азоту (II) або монооксид окислюють до діоксиду або оксиду азоту (IV):

2NO + O2 ↔ 2NO2.

Кінцевим етапом є поглинання діоксиду азоту водою в надлишку кисню:

4NO2 + O2 + 2H2O ↔ 4HNO3.

Всі реакції протікають з виділенням тепла, тобто є екзотермічні. Дві останні реакції оборотні, тому підсумкова концентрація чистої азотної кислоти невисока (45-58%).

Для підвищення концентрації в реакції оксиду азоту (IV) з водою зміщують рівновагу, збільшуючи тиск. Також розбавлену азотну кислоту можуть змішувати з сірчаною кислотою і нагрівати. Азотна кислота випаровується і конденсується.

Лабораторний метод отримання азотної кислоти виявив німецький алхімік Йоганн Рудольф Глаубер в XVII столітті.

Застосування

Азотна кислота використовується:

  • при виробництві добрив;
  • у виготовленні вибухових речовин;
  • як окислювач ракетного палива;
  • для травлення друкованих форм в друкарні;
  • при виготовленні фарб і лаків;
  • у виробництві ліків;
  • для визначення золота в сплавах;
  • для отримання органічних сполук.

Азотна кислота отруйна. При попаданні на шкіру руйнує білок, залишаючи довго загоюються виразки.

Що ми дізналися?

Азотну кислоту отримують промисловим і лабораторним шляхом. У промисловості використовується метод окислення аміаку, який включає три реакції. Спочатку окислюється аміак, потім оксид азоту (II). Кінцевою реакцією є поглинання діоксиду азоту водою. Для підвищення концентрації в оборотних реакціях підвищують тиск. У лабораторіях кислоту отримують дією сірчаної кислоти на нітрати. Азотна кислота використовується в промисловості для виробництва добрив, вибухівки, ліків, фарб.

ПОДІЛИТИСЯ: