Получение азотной кислоты

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.

Азотная кислота

Рис. 1. Азотная кислота.

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 %).

Установка для получения азотной кислоты промышленным способом

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.

Иоганн Рудольф Глаубер

Рис. 3. Иоганн Рудольф Глаубер.

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.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4. Всего получено оценок: 156.

Предметы