حمض النيتريك

Одноосновная сильная кислота, представляющая في الظروف القياسية ، يمكن أن يكون سائل عديم اللون يتحول إلى اللون الأصفر أثناء التخزين في حالة صلبة ، يتميز بتعديلتين بلوريتين (المشابك أحادي الميل أو المعينية) ، في درجات حرارة أقل من 41.6 درجة مئوية تحت الصفر. هذه المادة مع الصيغة الكيميائية - HNO3 - تسمى حمض النيتريك. له كتلة مولارية تبلغ 63.0 غم / مول ، وكثافتها تقابل 1.51 غم / سم مكعب. نقطة غليان الحمض هي 82.6 درجة مئوية ، ويرافق العملية التحلل (جزئي): 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2. محلول من الحمض مع جزء كبير من المادة الرئيسية يساوي 68٪ من الدمامل عند درجة حرارة 121 درجة مئوية. يقابل مؤشر الانكسار للمادة النقية 1.397. الحامض قادر على الاختلاط بالماء في أي نسب ، وكونه إلكتروليت قوي ، يتحلل بشكل شبه كامل في أيونات H + و NO3. الأشكال الصلبة ، ثلاثي هيدرات و مونوهيدرات ، لها الصيغ HNO3 • 3H2O و HNO3 • H2O ، على التوالي.

حمض النيتريك هو أكالة ،مادة سامة وعامل مؤكسد قوي. منذ العصور الوسطى ، يعرف اسم "الماء القوي" (أكوا فورتيس). أعطى الكيميائيون ، الذين اكتشفوا حمضًا في القرن الثالث عشر ، هذا الاسم ، مقتنعين بخصائصه غير العادية (فقد أكلوا جميع المعادن باستثناء الذهب) ، متجاوزًا مليون مرة قوة حمض الأسيتيك ، الذي كان يعتبر في ذلك الوقت الأكثر نشاطًا. ولكن بعد ثلاثة قرون أخرى ، وجد أنه ، حتى الذهب ، يمكن أن يؤكل بعيدا عن طريق خليط من هذه الأحماض مثل النيتريك والهيدروكلوريك في نسبة حجم 1: 3 ، والتي كانت تسمى لهذا السبب "الفودكا الملكية". يرجع مظهر لون أصفر أثناء التخزين إلى تراكم أكاسيد النيتروجين فيه. في بيع الحمض غالباً مع تركيز 68٪ ، وعندما يكون محتوى المادة الأساسية أكثر من 89٪ ، يطلق عليه "fuming".

Химические свойства азотной кислоты отличают ее من تمييع الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك الذي HNO3 أكسدة أقوى بالتالي أبدا يطلق الهيدروجين في التفاعلات مع المعادن. بسبب خصائصه المؤكسدة ، فإنه يتفاعل أيضًا مع العديد من المعادن غير المعدنية. في كلتا الحالتين ، يتم تشكيل ثاني أكسيد النيتروجين NO2 دائما. في تفاعلات الأكسدة والاختزال، يحدث انتعاش النيتروجين بدرجات متفاوتة: HNO3، NO2، N2O3، NO، N2O، N2، NH3، والتي يتم تحديدها من قبل تركيز الحمض والنشاط من المعدن. جزيئات من مركبات شكلت تحتوي على النيتروجين في حالة الأكسدة +5، +4، +3، +2، +1، 0، +3، على التوالي. على سبيل المثال، يتأكسد النحاس مع حمض تتركز على نترات النحاس (II): النحاس + 4HNO3 → 2NO2 + النحاس (NO3) 2 + 2H2O، والفوسفور - لحمض الميتافسفوريك: P + 5HNO3 → 5NO2 + HPO3 + 2H2O.

على خلاف ذلك يتفاعل النتريك المخففحامض مع غير المعادن. على مثال التفاعل مع الفوسفور: 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO ، يمكن ملاحظة أن النيتروجين ينخفض ​​إلى حالة ثنائية التكافؤ. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل أول أكسيد النيتروجين ، ويتم أكسدة الفوسفور إلى حمض الفوسفوريك. حامض النيتريك المركز في خليط مع حمض الهيدروكلوريك يذوب الذهب: Au + 4HCl + HNO3 → NO + H [AuCl4] + 2H2O و Platinum: 3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 4NO + 3H2 [PtCl6] + 8H2O. في هذه التفاعلات ، في المرحلة الأولية ، يتأكسد حمض الهيدروكلوريك بحمض النيتريك مع تطور الكلور ، ثم تشكل المعادن كلوريدات معقدة.

يتم الحصول على حامض النيتريك المتوفر تجاريًا من خلال ثلاث طرق رئيسية:

1. الأول هو تفاعل الأملاح مع حامض الكبريتيك:H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4. في السابق ، كانت هذه الطريقة هي الطريقة الوحيدة ، ولكن مع ظهور تقنيات أخرى ، يتم استخدامها حاليًا في المختبر لإنتاج حمض التبخير.
2. والثاني هو طريقة القوس.عندما يتفاعل الهواء تهب من خلال القوس الكهربائي مع درجة حرارة 3000-3500 درجة مئوية، وهي جزء من النيتروجين في الهواء مع الأكسجين، وتشكيل النيتروجين وأول أكسيد: N2 + O2 → 2NO، والتي بعد يتأكسد إلى ثاني أكسيد النيتروجين التبريد (لا يتفاعل في أول أكسيد درجة حرارة عالية مع الأكسجين) : O2 + 2NO → 2NO2. ثم، من الناحية العملية، وثاني أكسيد النيتروجين بأكمله، في وجود فائض من الأكسجين المذاب في الماء: 2H2O + O2 → 4NO2 + 4HNO3.
3. والثالث هو طريقة الأمونيا.تتأكسد الأمونيا على محفز البلاتين إلى أول أكسيد النيتروجين: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. يتم تبريد غازات النيتروز الناتجة ، ويتم تكوين ثاني أكسيد النيتروجين ، والذي يتم امتصاصه بواسطة الماء. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على حمض بتركيز 60 إلى 62٪.

حمض النيتريك في هذه الصناعة على نطاق واسعتستخدم للحصول على الأدوية والأصباغ والمتفجرات والأسمدة النيتروجينية وأملاح حمض النيتريك. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في إذابة المعادن (على سبيل المثال ، النحاس والرصاص والفضة) التي لا تتفاعل مع الأحماض الأخرى. في المجوهرات ، يتم استخدامه لتحديد الذهب في سبيكة (هذه هي الطريقة الرئيسية).