Acidul azotic

Acidul puternic monobazic, care este un lichid incolor în condiții standard, care devine galben la depozitare, poate fi în stare solidă, caracterizat prin două modificări cristaline (lattice monoclinice sau rombice), la temperaturi sub minus 41,6 ° C Această substanță cu o formulă chimică - HNO3 - se numește acid azotic. Are o masă molară de 63,0 g / mol și densitatea sa corespunde cu 1,51 g / cm3. Punctul de fierbere a acidului este 82,6 ° C, urmat de descompunere (parțial): 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2. O soluție de acid cu o fracțiune de masă a substanței de bază egală cu 68% se fierbe la o temperatură de 121 ° C Indicele de refracție al unei substanțe pure corespunde cu 1.397. Acidul este capabil să se amestece cu apă în orice raport și, fiind un electrolit puternic, se rupe aproape complet în ioni H + și NO3-. Formele solide - trihidrat și monohidrat au următoarele formule: HNO3 • 3H2O și HNO3 • H2O, respectiv.

Acidul azotic este o substanță corozivă, toxică și un oxidant puternic. Din Evul Mediu, numele "apă tare" (Aqua fortis) este cunoscut. Alchimiștii, care au descoperit acidul în secolul al XIII-lea, au dat acest nume, asigurându-se de proprietățile sale extraordinare (au corodat toate metalele, cu excepția aurului), depășind cu un milion de ori puterea acidului acetic, care în acele zile era considerat cel mai activ. Dar trei secole mai târziu, sa constatat că un amestec de acizi cum ar fi acidul azotic și acidul clorhidric într-un raport volumetric de 1: 3, care din acest motiv era numit "vodka regală", ar putea fi erodat, chiar aur. Aspectul unei nuanțe galbene în timpul depozitării se explică prin acumularea de oxizi de azot în acesta. La vânzare, acidul este mai des la o concentrație de 68%, iar atunci când conținutul substanței principale este mai mare de 89% se numește "fuming".

Proprietățile chimice ale acidului azotic îl deosebesc de acizii sulfurici diluați sau acizi clorhidrici prin faptul că HNO3 este un oxidant mai puternic, astfel încât hidrogenul nu este niciodată eliberat în reacțiile cu metalele. Datorită proprietăților sale de oxidare, reacționează și cu multe nemetale. În ambele cazuri, se formează întotdeauna NO2. În reacțiile redox, reducerea azotului are loc în diferite grade: HNO3, NO2, N2O3, NO, N2O, N2, NH3, care este determinată de concentrația de acid și de activitatea metalică. Moleculele compușilor formați conțin azot cu o stare de oxidare de +5, +4, +3, +2, +1, 0, +3, respectiv. De exemplu, cuprul este oxidat cu acid concentrat în azotat de cupru (II): Cu + 4HNO3 → 2NO2 + Cu (NO3) 2 + 2H2O și fosfor până la acid metafosforic: P + 5HNO3 → 5NO2 + HPO3 + 2H2O.

În caz contrar, acidul azotic diluat reacționează cu nemetalele. Folosind exemplul reacției cu fosfor: 3P + 5HN03 + 2H20 - 3H3P04 + 5NO, se poate observa că azotul este redus la o stare divalentă. Ca rezultat, se formează monoxid de azot, iar fosforul este oxidat în acid fosforic. Acidul azotic concentrat în amestec cu acid clorhidric dizolvă aur: Au + 4HCI + HNO3 → NO + H [AuCl4] + 2H2O și platină: 3Pt + 18HCI + 4HNO3 → 4NO + 3H2 [PtCl6] + 8H2O. În aceste reacții, în stadiul inițial, acidul clorhidric este oxidat cu azot și clorul este eliberat și apoi metalele formează cloruri complexe.

Acidul acid la scară industrială se obține în trei moduri principale:

1. Prima este interacțiunea sărurilor cu acid sulfuric: H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4. Anterior, această metodă a fost singura, dar, odată cu apariția altor tehnologii, este acum folosită în laborator pentru a produce acid fumător.
2. Al doilea este metoda arcului. Când aerul este suflat printr-un arc electric cu o temperatură de 3000 până la 3500 ° C, o parte din azotul din aer reacționează cu oxigenul, formând monoxid de azot: N2 + O2 → 2NO, care după răcire este oxidat la dioxid de azot (la temperaturi ridicate, monoxidul nu reacționează cu oxigenul) : O2 + 2NO-2NO2. Apoi, practic, toate dioxidul de azot, cu un exces de oxigen, se dizolvă în apă: 2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3.
3. Al treilea este metoda amoniacului. Amoniacul este oxidat pe un catalizator de platină la monoxidul de azot: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. Nitrosii formați sunt răciți și se formează dioxid de azot, care este absorbit de apă. Această metodă produce un acid cu o concentrație de 60 până la 62%.

Acidul azotic din industrie este utilizat pe scară largă pentru producerea de medicamente, coloranți, explozivi, îngrășăminte azotate și săruri de acid azotic. În plus, se utilizează pentru dizolvarea metalelor (de exemplu cupru, plumb, argint) care nu reacționează cu alți acizi. În bijuterii este folosit pentru a determina aurul din aliaj (această metodă este cea principală).