Азотную кислоту впервые начали производить в 17 веке. Современный лабораторный метод предполагает получение кислоты из нитратов. Для получения азотной кислоты в промышленности используют метод окисления аммиака.

Общее описание

Формула азотной кислоты: HNO3. Это сильная бесцветная кислота с резким запахом. Он бесконечно растворим в воде. Имеет низкие температуры плавления (-41°С) и температуры кипения (82,6°С). Плотность кислоты 1,52 г/см3.

Производство азотной кислоты

Рис. 1. Азотная кислота.

Концентрированная азотная кислота выделяет токсичные газы – оксиды азота. Азотная кислота окисляет органические вещества: разрушает бумагу, натуральную ткань и вызывает ожоги кожи.

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

Получение

Азотную кислоту впервые получили алхимики из селитры и сернокислого железа в ходе термической реакции:

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

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

KNO3 + H2SO4 → KHSO4 + HNO3.

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

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

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O.

Эта реакция необратима.

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

2НО + О2 ↔ 2НО2.

Последняя стадия — поглощение диоксида азота водой в избытке кислорода:

4NO2 + O2 + 2H2O ↔ 4HNO3.

Все реакции протекают с выделением тепла, т е являются экзотермическими. Последние две реакции обратимы, поэтому конечная концентрация чистой азотной кислоты невелика (45-58 %).

Производство азотной кислоты

Рис. 2. Установка для промышленного производства азотной кислоты.

Для увеличения концентрации при реакции оксида азота (IV) с водой равновесие смещается, что увеличивает давление. Также разбавленную азотную кислоту можно смешать с серной кислотой и нагреть. Азотная кислота испаряется и конденсируется.

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

Производство азотной кислоты

Рис. 3. Иоганн Рудольф Глаубер.

Применение

Азотную кислоту применяют:

  • в производстве удобрений;
  • в производстве взрывчатых веществ;
  • как окислитель ракетного топлива;
  • для травления печатных форм в типографиях;
  • в производстве красок и лаков;
  • в производстве лекарств;
  • для определения золота в сплавах;
  • для производства органических соединений.

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

Что мы узнали?

Азотную кислоту производят промышленным и лабораторным способом. В промышленности используется метод окисления аммиака, включающий три реакции. Первым окисляется аммиак, затем оксид азота (II). Последняя реакция – поглощение диоксида азота водой. Для увеличения концентрации в обратимых реакциях давление повышают. В лабораториях кислоту получают действием серной кислоты на нитраты. Азотная кислота используется в промышленности для производства удобрений, взрывчатых веществ, лекарств и красок.