Получение азотной кислоты

Средняя оценка: 4

Всего получено оценок: 272.

Азотную кислоту впервые стали получать ещё в XVII веке. Современный лабораторный метод предполагает получение кислоты из нитратов. Для получения азотной кислоты в промышленности используется метод окисления аммиака.

Общее описание

Формула азотной кислоты HNO₃. Это сильная бесцветная кислота с резким запахом. Она неограниченно растворима в воде. Имеет небольшие температуры плавления (-41°C) и кипения (82,6°С). Плотность кислоты – 1,52 г/см³.

Концентрированная азотная кислота выделяет ядовитые газы – оксиды азота. Азотная кислота окисляет органические вещества: разрушает бумагу, натуральную ткань, вызывает ожоги на коже.

Азотная кислота в небольшом количестве образуется в дождевой воде при разрядах молнии.

Получение

Азотную кислоту впервые получили алхимики из селитры и железного купороса при термической реакции:

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

В современной химии существуют лабораторные и промышленные способы получения азотной кислоты. В лабораториях кислоту получают путём нагревания смеси из нитратов и концентрированной серной кислоты:

KNO₃ + H₂SO₄ → KHSO₄ + HNO₃.

В промышленности азотную кислоту получают окислением аммиака. Метод осуществляется в три этапа.

Сначала аммиак окисляют на платиновых катализаторах до оксида азота (II):

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O.

Это реакция необратима.

Оксид азота (II) или монооксид окисляют до диоксида или оксида азота (IV):

2NO + O₂ ↔ 2NO₂.

Конечным этапом является поглощение диоксида азота водой в избытке кислорода:

4NO₂ + O₂ + 2H₂O ↔ 4HNO₃.

Все реакции протекают с выделением тепла, т.е. являются экзотермическими. Две последние реакции обратимы, поэтому итоговая концентрация чистой азотной кислоты невысока (45-58 %).

Рис. 2. Установка для получения азотной кислоты промышленным способом.

Для повышения концентрации в реакции оксида азота (IV) с водой смещают равновесие, увеличивая давление. Также разбавленную азотную кислоту могут смешивать с серной кислотой и нагревать. Азотная кислота испаряется и конденсируется.

Лабораторный метод получения азотной кислоты обнаружил немецкий алхимик Иоганн Рудольф Глаубер в XVII веке.

Применение

Азотная кислота используется:

при производстве удобрений;
в изготовлении взрывчатых веществ;
в качестве окислителя ракетного топлива;
для травления печатных форм в типографии;
при изготовлении красок и лаков;
в производстве лекарств;
для определения золота в сплавах;
для получения органических соединений.

Азотная кислота ядовита. При попадании на кожу разрушает белок, оставляя долго заживающие язвы.

Что мы узнали?

Азотную кислоту получают промышленным и лабораторным путём. В промышленности используется метод окисление аммиака, который включает три реакции. Сначала окисляется аммиак, затем оксид азота (II). Конечной реакцией является поглощение диоксида азота водой. Для повышения концентрации в обратимых реакциях повышают давление. В лабораториях кислоту получают действием серной кислоты на нитраты. Азотная кислота используется в промышленности для производства удобрений, взрывчатки, лекарств, красок.