kwas azotowy

  • Wlasciwosci

  • Czysty kwas azotowy jest bezbarwną cieczą. Podczas dłuższego przechowywania ulega częściowemu rozkładowi i zabarwia się na żółto lub brązowo; rozkład ten przyspiesza podwyższona temperatura i światło. Na powietrzu dymi, można zaobserwować wydzielanie brunatnego tlenku azotu(IV):
    4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O
    Stężony roztwór kwasu azotowego ma silne działanie korodujące, jest on bardzo aktywny chemicznie, a reakcje mogą być gwałtowne, nawet wybuchowe. Może spowodować zapłon materiałów palnych. Rozcieńczanie stężonego kwasu azotowego jest procesem egzoenergetycznym. Gęstość stężonego 65% kwasu azotowego wynosi 1,40 g/cm³, temperatura wrzenia ok. 120 °C, a temperatura topnienia ok. -32 °C. Jest mocnym kwasem – ulega całkowitej dysocjacji po dodaniu minimalnej ilości wody. Kwas azotowy i jego sole są bardzo silnymi utleniaczami – dlatego gwałtownie reaguje nawet z metalami nie wypierającymi wodoru (np. miedź lub srebro). Utlenia także pewne niemetale:
    S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO
    3C + 4HNO3 → 3CO2 + 4NO + 2H2O
    P4 + 20HNO3 → 4H3PO4 + 20NO2 + 4H2O
    Metale takie, jak np. glin, chrom i żelazo w zetknięciu ze stężonym kwasem azotowym ulegają pasywacji. Przebieg reakcji miedzi z kwasem azotowym przedstawiają równania:
    Cu + 4HNO3(stężony) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
    3Cu + 8HNO3(rozcieńczony) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
    Powstający w reakcji ze stężonym kwasem tlenek azotu(IV) jest silnie trującym gazem, o bardzo intensywnym, nieprzyjemnym zapachu i brunatnym zabarwieniu. W mieszaninie z kwasem solnym (w stosunku 1:3) tworzy wodę królewską, roztwarzającą większość metali, także szlachetnych.

  • Zastosowania

  • Pierwszą metodą otrzymywania kwasu azotowego było ogrzewanie saletry potasowej z kwasem siarkowym:
    KNO3 + H2SO4 → HNO3 + KHSO4
    W ten sposób związek ten otrzymał Johann Rudolf Glauber w roku 1650, choć prawdopodobnie kwas azotowy znany był już wcześniej. Metoda ta może być stosowana nadal w laboratoriach do otrzymywania 100% kwasu azotowego. Destylację produktu należy prowadzić w możliwie najniższej temperaturze, aby uniknąć jego rozkładu. Henry Cavendish przedstawił metodę otrzymywania kwasu azotowego z powietrza. Podczas jego przepuszczania przez łuk elektryczny powstaje ok. 2% NO (N2 + O2 → 2NO), który po dalszym spontanicznym utlenieniu i rozpuszczeniu w wodzie daje pożądany kwas. Metoda ta jest mało ekonomiczna. Jej wariant przemysłowy opracował polski wynalazca Ignacy Mościcki w latach 1903-1905; zastosował on wirujący płomień w polu magnetycznym. Pierwsza duża fabryka wytwarzająca kwas azotowy metodą Mościckiego powstała w 1910 roku w Chippis w Szwajcarii. Współcześnie kwas azotowy na skalę przemysłową otrzymuje się wyłącznie metodą Ostwalda w reakcji katalitycznego utleniania amoniaku na siatce platynowej lub platynowo-rodowej:
    4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

  • Otrtzymywanie

  • Pierwszą metodą otrzymywania kwasu azotowego było ogrzewanie saletry potasowej z kwasem siarkowym: KNO3 + H2SO4 → HNO3 + KHSO4 W ten sposób związek ten otrzymał Johann Rudolf Glauber w roku 1650, choć prawdopodobnie kwas azotowy znany był już wcześniej. Metoda ta może być stosowana nadal w laboratoriach do otrzymywania 100% kwasu azotowego. Destylację produktu należy prowadzić w możliwie najniższej temperaturze, aby uniknąć jego rozkładu. Henry Cavendish przedstawił metodę otrzymywania kwasu azotowego z powietrza. Podczas jego przepuszczania przez łuk elektryczny powstaje ok. 2% NO (N2 + O2 → 2NO), który po dalszym spontanicznym utlenieniu i rozpuszczeniu w wodzie daje pożądany kwas. Metoda ta jest mało ekonomiczna. Jej wariant przemysłowy opracował polski wynalazca Ignacy Mościcki w latach 1903-1905; zastosował on wirujący płomień w polu magnetycznym. Pierwsza duża fabryka wytwarzająca kwas azotowy metodą Mościckiego powstała w 1910 roku w Chippis w Szwajcarii. Współcześnie kwas azotowy na skalę przemysłową otrzymuje się wyłącznie metodą Ostwalda w reakcji katalitycznego utleniania amoniaku na siatce platynowej lub platynowo-rodowej: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

Mikołaj Kumosa
powrót