Kimia

Asid nitrik (HNO3)

Dia asid nitrik Ia adalah sebatian bukan organik yang terdiri daripada oxoacid nitrogen. Ia dianggap sebagai asid yang kuat, walaupun PKA (-1.4) sama dengan PKA ion hidronium (-1,74). Dari sudut ini, mungkin "paling lemah" dari banyak asid kuat yang diketahui.

Penampilan fizikalnya terdiri daripada cecair tanpa warna yang dengan perubahan penyimpanan kepada warna kekuningan, kerana pembentukan gas nitrogen. Formula kimianya adalah hno₃.

Tidak stabil, mengalami penguraian cahaya untuk pendedahan kepada cahaya matahari. Di samping itu, ia boleh dipecahkan sepenuhnya oleh pemanasan, menyebabkan nitrogen, air dan oksigen dioksida.

Ia digunakan dalam pembuatan nitrat bukan organik dan organik, serta dalam sebatian nitrous yang digunakan dalam pembuatan baja, bahan letupan, perantara pewarna dan sebatian kimia organik yang berbeza.

Di atmosfera, tidak₂ Dihasilkan oleh aktiviti manusia bertindak balas dengan air awan, membentuk HNO₃. Kemudian, semasa hujan asid, prokit bersama dengan air titisan makan, sebagai contoh, patung -patung dataran awam.

Asid nitrik adalah sebatian yang sangat toksik, dan pendedahan berterusan terhadap wapnya dapat menghasilkan bronkitis kronik dan radang paru -paru kimia.

Struktur asid nitrik

Sumber: Ben Mills [Domain Awam], dari Wikimedia Commons

Imej atas menunjukkan struktur molekul HNO₃ Dengan model sfera dan bar. Atom nitrogen, sfera biru, terletak di tengah, dikelilingi oleh geometri rata trigonal; Walau bagaimanapun, segitiga diputarbelitkan oleh salah satu simpang terpanjang.

Molekul asid nitrik kemudian rata. Pautan N = O, N-O dan N-OH membentuk simpul segitiga rata. Sekiranya diperhatikan secara terperinci, pautan N-OH lebih panjang daripada dua yang lain (di mana sfera putih mewakili atom H).

Struktur resonans

Terdapat dua pautan yang mempunyai panjang yang sama: n = o dan n-o. Fakta ini menentang teori pautan Valencia, di mana ia diramalkan bahawa pautan berganda lebih pendek daripada pautan mudah. Penjelasan dalam ini terletak pada fenomena resonans, seperti yang diperhatikan dalam imej yang lebih rendah.

Sumber: Ben Mills [Domain Awam], dari Wikimedia Commons

Kedua-dua pautan, n = o dan n-o, oleh itu bersamaan dengan istilah resonans. Ini diwakili secara grafik dalam model struktur dengan menggunakan garis tidak berterusan antara dua atom O (lihat struktur).

Apabila HNO tidak dilindungi₃, Anion nitrat yang stabil dibentuk tidak₃^-. Di dalamnya, resonans kini melibatkan tiga atom o. Inilah sebab mengapa HNO₃ Ia mempunyai keasidan besar-lowry (spesies pengonfenan hone⁺).

Boleh melayani anda: pipet yang dipaparkan

Sifat fizikal dan kimia

Nama kimia

-Asid nitrik

-Asid azotik

-Hidrogen nitrat

-Fortis Water.

Berat molekul

63,012 g/mol.

Penampilan fizikal

Cecair tanpa warna atau warna kuning pucat, yang boleh menjadi coklat kemerahan.

Bau

Ekar, ciri -ciri yang mencekik.

Takat didih

181 ºF pada 760 mmHg (83 ºC).

Takat lebur

-41.6 ºC.

Kelarutan air

Sangat larut dan larut dengan air.

Ketumpatan

1,513 g/cm³ pada 20 ºC.

Ketumpatan relatif

1.50 (berhubung dengan air = 1).

Ketumpatan stim relatif

2 atau 3 kali dianggarkan (dalam hubungan udara = 1).

Tekanan wap

63.1 mmHg pada 25 ºC.

Penguraian

Dengan pendedahan kepada kelembapan atmosfera atau haba dapat mengurai membentuk nitrogen peroksida. Apabila penguraian ini dipanaskan, ia memancarkan asap yang sangat toksik dari nitrogen oksida dan hidrogen nitrat.

Asid nitrik tidak stabil, dapat bersentuhan dengan haba dan pendedahan kepada cahaya matahari, dan memancarkan nitrogen dioksida, oksigen dan air.

Goo

1,092 MPa pada 0 ºC, dan 0.617 MPa pada suhu 40 ° C.

Kakisan

Ia dapat menyerang semua logam asas, kecuali keluli aluminium dan krom. Serang beberapa jenis bahan plastik, karet dan salutan. Ia adalah bahan kaustik dan menghakis, jadi ia mesti dimanipulasi dengan berhati -hati.

Enthalpy molar pengewapan

39.1 kJ/mol pada 25 ºC.

Entalpi molar standard

-207 kJ/mol (298 ºF).

Entropi molar standard

146 kJ/mol (298 ºF).

Ketegangan permukaan

-0.04356 N/M A 0 ºC

-0.04115 N/M A 20 ºC

-0.0376 N/M A 40 ºC

Ambang bau

-Bau rendah: 0.75 mg/m³

-Bau tinggi: 250 mg/m³

-Kepekatan merengsa: 155 mg/m³.

Pemisahan pemalar

PKA = -1,38.

Indeks pembiasan (η/d)

1,393 (16.5 ºC).

Tindak balas kimia

Penghidratan

Ia boleh membentuk hidrat pepejal, seperti HNO₃∙ h₂Atau dan hno₃∙ 3h₂O: "ais nitrik".

Penyisihan dalam air

Asid nitrik adalah asid kuat yang cepat diionkan di dalam air dengan cara berikut:

Hno₃ (L) +h₂Atau (l) => h₃Sama ada⁺ (ac) +tidak₃^-

Pembentukan jualan

Bertindak balas dengan oksida asas yang membentuk garam nitrat dan air.

Cao (s) +2 hno₃(l) => ca (tidak₃)₂(Ac) +h₂Atau (l)

Begitu juga, ia bertindak balas dengan pangkalan (hidroksida), membentuk garam nitrat dan air.

NaOH (ac) +hno₃ (l) => nano₃ (Ac) +h₂Atau (l)

Dan juga dengan karbonat dan karbonat berasid (bikarbonat), juga membentuk karbon dioksida.

Na₂Co₃(Ac)+hno₃ (l) => nano₃(Ac)+h₂Atau (l)+co₂ (g)

Protonasi

Asid nitrik juga boleh berkelakuan sebagai asas. Atas sebab ini, anda boleh bertindak balas dengan asid sulfurik.

Hno₃ + 2h₂SW₄ Tidak₂⁺ + H₃Sama ada⁺ + 2HSO₄^-

Diri -Procurement

Asid nitrik mengalami diri -propotolisis.

2hno₃ Tidak₂⁺ + Tidak₃^- + H₂Sama ada

Pengoksidaan logam

Dalam tindak balas dengan logam, asid nitrik tidak berkelakuan seperti asid kuat, yang bertindak balas dengan logam yang membentuk garam yang sepadan dan melepaskan hidrogen dengan cara gas.

Ia dapat melayani anda: Hydrocoloid

Walau bagaimanapun, magnesium dan mangan bertindak balas panas dengan asid nitrik, seperti asid kuat yang tersisa.

Mg (s) +2 hno₃ (l) => mg (tidak₃)₂ (Ac) +h₂ (g)

Yang lain

Asid nitrik bertindak balas dengan sulfit logam yang menyebabkan garam nitrat, sulfur dioksida dan air.

Na₂SW₃ (s) +2 hno₃ (L) => 2 nano₃ (Ac) +begitu₂ (g) +h₂Atau (l)

Dan juga bertindak balas dengan sebatian organik, menggantikan hidrogen dengan kumpulan nitro; dengan itu membentuk asas bagi sintesis sebatian letupan seperti nitrogliserin dan trinitrotoluena (TNT).

Sintesis

Perindustrian

Ia dihasilkan di peringkat perindustrian melalui pengoksidaan pemangkin ammonium, mengikut kaedah yang diterangkan oleh Oswald pada tahun 1901. Prosedur ini terdiri daripada tiga peringkat atau langkah.

Tahap 1: Pengoksidaan ammonium oksida nitrat

Ammonium dioksidakan oleh oksigen yang terdapat di udara. Reaksi dibuat pada 800 ºC dan 6-7 atm, dengan menggunakan platinum sebagai pemangkin. Ammonium bercampur dengan udara dengan perkadaran berikut: 1 jumlah ammonium oleh 8 jilid udara.

4nh₃ (g) +5o₂ (g) => 4no (g) +6h₂Atau (l)

Dalam tindak balas nitrik oksida berasal, yang dibawa ke ruang pengoksidaan untuk peringkat seterusnya.

Tahap 2. Pengoksidaan nitrik oksida dalam nitrogen dioksida

Pengoksidaan dilakukan oleh oksigen yang terdapat di udara pada suhu di bawah 100 ºC.

2no (g) +atau₂ (g) => 2no₂ (g)

Peringkat 3. Pembubaran nitrogen dioksida di dalam air

Pada peringkat ini, pembentukan asid nitrik berlaku.

4₂ + 2h₂Atau +o₂=> 4hno₃

Terdapat beberapa kaedah untuk penyerapan nitrogen dioksida (tidak₂) Dalam air.

Antara kaedah lain: tidak₂ dimatikan ke n₂Sama ada₄ pada suhu rendah dan tekanan tinggi, untuk meningkatkan kelarutan airnya dan menghasilkan asid nitrik.

3n₂Sama ada₄ + 2h₂O => 4hno₃ + 2

Asid nitrik yang dihasilkan oleh pengoksidaan ammonium mempunyai kepekatan antara 50-70%, yang boleh diambil hingga 98% dengan menggunakan asid sulfurik tertumpu sebagai dehidrasi, yang membolehkan meningkatkan kepekatan asid nitrik.

Di makmal

Penguraian haba nitrat tembaga (II), menghasilkan gas nitrogen dan oksigen dioksida, yang diluluskan melalui air untuk membentuk asid nitrik; Seperti dalam kaedah Oswald, yang digambarkan sebelum ini.

2cu (no₃)₂ => 2cuo +4no₂ + Sama ada₂

Tindak balas garam nitrat dengan h₂SW₄ tertumpu. Asid nitrik yang terbentuk dipisahkan dari h₂SW₄ dengan penyulingan pada 83 ºC (titik mendidih asid nitrik).

Boleh melayani anda: Pipet lulus: Ciri dan Kegunaan

Kno₃ + H₂SW₄ => Hno₃ + KHSO₄

Aplikasi

60% daripada pengeluaran asid nitrik digunakan dalam pembuatan baja, terutama ammonium nitrat.
15 % pengeluaran asid nitrik digunakan dalam pembuatan serat sintetik.
Ia digunakan dalam penjelasan ester asid nitrik dan nitroderivasi; seperti nitrocellulose, lukisan akrilik, nitrobenzene, nitrotoluene, acrilonitrilos, dll.
Anda boleh menambah kumpulan nitro ke sebatian organik, dapat menggunakan harta ini untuk mengeluarkan bahan peledak seperti nitrogliserin dan trinitrotoluene (TNT).
Oleh kerana kapasiti pengoksidaannya, sangat berguna dalam pemurnian logam yang terdapat di mineral. Ia juga digunakan untuk mendapatkan unsur -unsur seperti uranium, mangan, niobium, zirkonium, dan dalam pengasidan batuan fosforik untuk mendapatkan asid fosforik.
Ia bercampur dengan asid hidroklorik pekat untuk membentuk "air diraja". Penyelesaian ini mampu membubarkan emas dan platinum, yang membolehkan penggunaannya dalam penyucian logam ini.
Ia digunakan untuk mendapatkan kesan kekananan pada perabot yang dibuat dengan kayu pain. Rawatan dengan larutan asid nitrik 10% menghasilkan warna emas kelabu dalam kayu perabot.
Campuran larutan berair sebanyak 5-30% asid nitrik dan asid fosforik 15-40% digunakan dalam membersihkan peralatan yang digunakan dalam kerja memerah susu, untuk menghapuskan sisa dari precipitates magnesium dan sebatian kalsium.
Ia berguna untuk membersihkan bahan kaca yang digunakan di makmal.
Oleh kerana kapasiti pelarut, ia digunakan dalam analisis logam yang berbeza melalui teknik spektrofotometri penyerapan api api, dan spektrofotometri jisim gandingan induktif.
Gabungan asid nitrik dan asid sulfurik digunakan untuk penukaran kapas biasa ke dalam selulosa nitrat (kapas nitrik).
Asid nitrik merokok merah, dan asid nitrik merokok putih, digunakan sebagai oksidan untuk bahan api cecair roket, terutamanya dalam peluru berpandu BOMARC.

Ketoksikan

Bersentuhan dengan kulit ia boleh menyebabkan luka kulit, sakit dan dermatitis yang sengit.
Bersentuhan dengan mata ia boleh menyebabkan kes yang sengit, lusuh dan teruk, kerosakan kornea dan kebutaan.
Penyedutan wap boleh menyebabkan batuk, tekanan pernafasan, menyebabkan pameran yang sengit atau kronik, pendarahan hidung, lingingitis, bronkitis kronik, radang paru -paru dan edema pulmonari.
Kerana pengambilannya, kecederaan berlaku di dalam mulut, air liur, dahaga yang kuat, menelan sakit, kesakitan yang sengit di seluruh saluran pencernaan dan risiko penggerudian dinding yang sama.

Rujukan

Asid nitrik. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
Asid nitrik. Encyclopædia Britannica. Pulih dari: Britannica.com
Asid nitrik. Pulih dari: buku kimia.com