Нітратна кислота – ПІДГРУПА НІТРОГЕНУ

ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 10. ПІДГРУПА НІТРОГЕНУ

§ 10.7. Нітратна кислота

Добування. У лабораторних умовах нітратну (азотну) кислоту добувають з її солей дією концентрованої сульфатної кислоти:

KNO3 + H2SO4 = HNO3 + KHSO4.

Реакція відбувається при слабкому нагріванні (сильне нагрівання розкладає HNO3).

У промисловості нітратну кислоту добувають каталітичним окисненням аміаку, який, у свою чергу, утворюється при сполученні водню і азоту повітря. Відкриття промислового способу окиснення аміаку до нітратної кислоти належить інженеру-хіміку І. І. Андрєєву – засновнику азотної промисловості в Росії. Він запропонував застосовувати при окисненні аміаку киснем повітря каталізатор – платинову сітку – і реалізував цей спосіб спочатку на дослідній установці в Макіївці (1916), а потім на заводі в Донецьку (колишній Юзовці) (1917).

Увесь процес добування нітратної кислоти можна розділити на три етапи:

1) окиснення аміаку на платиновому каталізаторі до NO:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6Н2О;

2) окиснення киснем повітря NO до NO2:

2NO + О2 = 2NO2;

3) поглинання NO2 водою при надлишку кисню:

4NO2 + 2Н2O + О2 = 4HNO3.

Вихідні продукти – аміак і повітря – старанно очищають від шкідливих домішок, що отруюють каталізатор (сірководень, пил, масла тощо).

За цим способом утворюється розведена

(40-60 %-ва) кислота. Концентровану нітратну кислоту (96-98 %-ву) добувають перегонкою розведеної кислоти у суміші з концентрованою сульфатною кислотою. При цьому випаровується тільки нітратна кислота.

Розведену нітратну кислоту зберігають і перевозять у тарі з хромистої сталі, концентровану – в алюмінієвій тарі. Невелику кількість її зберігають у скляних бутлях.

Фізичні властивості. Нітратна кислота – безбарвна рідина з їдким запахом. Дуже гігроскопічна, “димить” на повітрі, оскільки її пара з вологою повітря утворює краплі туману. Змішується з водою у будь-яких співвідношеннях. Кипить при 86 °С.

Хімічні властивості. Структурні формули нітратної кислоти та їх пояснення див. § 3.10.

У HNO3 валентність нітрогену дорівнює 4, ступінь окиснення +5, координаційне число нітрогену 3.

Розведена нітратна кислота має всі властивості кислот. Вона належить до сильних кислот. У водних розчинах дисоціює:

HNO3 ⇆ Н+ +NO3-.

Під дією теплоти і світла частково розкладається:

4HNO3 = 4NO2 + 2Н2О + O2.

Тому зберігають її в прохолодному і темному місці. Найважливіша хімічна властивість нітратної кислоти полягає в тому, що вона є сильним окисником і взаємодіє майже з усіма металами.

Застосування. Азотна кислота – один з найважливіших продуктів основної хімічної промисловості. Велика кількість її витрачається на виробництво азотних добрив, вибухових речовин, лікарських речовин, барвників, пластичних мас, штучних волокон та інших матеріалів. Димляча нітратна кислота застосовується у ракетній техніці як окисник ракетного палива.



1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...

Состав слова яснесенький
Нітратна кислота – ПІДГРУПА НІТРОГЕНУ