Кислота азотная где применяется для чего используют
Кислота азотная где применяется для чего используют
Ключевые слова конспекта: азотная кислота, строение молекулы, физические и химические свойства, получение, применение азотной кислоты.
СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ И
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ
Высшим гидроксидом азота является азотная кислота HNO3. Азотная кислота – вещество молекулярного строения. В молекуле HNO3 химические связи ковалентные полярные. Графическая формула азотной кислоты:
В азотной кислоте степень окисления азота равна +5, а его валентность – IV. Азот не может быть пятивалентным, так как на втором энергетическом уровне нет вакантных орбиталей, необходимых в этом случае для возбуждения атома. Одна из электронных пар атома азота принадлежит одновременно трём атомам: двум атомам кислорода и атому азота – трёхцентровая связь.
При обычных условиях азотная кислота – бесцветная жидкость, примерно в 1,5 раза тяжелее воды, летуча, «дымит» на воздухе, смешивается с водой в любых соотношениях. Часто концентрированный раствор азотной кислоты окрашен в жёлтый цвет, который придаёт раствору оксид азота (IV) NO2, выделяющийся вследствие частичного разложения HNO3.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ
Азотная кислота является сильной одноосновной кислотой, в водном растворе диссоциирует на ионы:
Ион Н3O + можно обнаружить в растворе с помощью индикатора: лакмус меняет цвет с фиолетового на красный, метиловый оранжевый – с оранжевого на красный.
Азотная кислота проявляет общие свойства кислот. Она реагирует:
КОН + HNO3 = KNO3 + H2O
OH – + Н + = H2O
Mn(OH)2 + 2HNO3 = Mn(NO3)2 + 2H2O
Mn(OH)2 + 2Н + = Mg 2+ + 2H2O
Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2Н + = Zn 2+ + 2H2O
CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
CuO + 2Н + = Cu 2+ + H2O
К2СO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + CO2↑ + H2O
СО3 2– + 2Н + = CO2↑ + H2O
В то же время в молекуле азотной кислоты содержится атом азота в высшей степени окисления, что обусловливает специфические свойства азотной кислоты.
где Me – металл.
В ходе реакции обычно образуется смесь продуктов восстановления азота, и, как правило, один из них преобладает. Глубину восстановления азота иллюстрирует схема:
Восстановление азота до NO2 является менее глубоким по сравнению с восстановлением до NO и т. д.
Глубина восстановления азота зависит:
С азотной кислотой не реагируют:
Чтобы определить, какой из продуктов восстановления азота преобладает, при записи уравнения реакции можно ориентироваться данными таблицы.
Ещё раз обратим внимание, что в ходе реакции образуется смесь продуктов восстановления и преобладание того или иного продукта зависит от многих факторов.
Классическими примерами взаимодействия азотной кислоты с металлами является растворение меди в азотной кислоте:
ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ
В лаборатории чистую азотную кислоту получают нагреванием кристаллической натриевой или калиевой селитры (KNO3, NaNO3) с концентрированной серной кислотой:
Образующиеся пары HNO3 конденсируют и собирают полученный продукт.
В основе промышленного получения азотной кислоты находится цепь синтезов:
Сырьём является азот, получаемый разделением жидкого воздуха на фракции. Сначала осуществляется синтез аммиака:
Аммиак окисляют кислородом на платиновом катализаторе:
Оксид азота (II) легко окисляется кислородом воздуха:
В заключение проводят поглощение диоксида азота водой в присутствии избытка кислорода:
Азотная кислота является одной из важнейших неорганических кислот. Её мировое производство достигает десятков миллионов тонн в год. Азотная кислота применяется для производства минеральных удобрений, нитрования органических веществ во многих органических синтезах (чаще всего для синтеза взрывчатых веществ, красителей и лекарств). Примерами органических продуктов нитрования являются нитробензол (требуется для синтеза анилина), тринитротолуол (тротил, тол), тринитроглицерин (для получения динамита), тринитрофенол (пикриновая кислота – взрывчатое вещество), тринитроцеллюлоза и т. д. Азотная кислота используется для травления металлов.
Всё про азотную кислоту кратко в одной таблице
Всё про азотную кислоту кратко в одной таблице
Конспект урока «Азотная кислота: строение, свойства, получение, применение».
Азотная кислота. Свойства, добыча, применение и цена азотной кислоты
В полумраке же, кислота с водой легко смешивается в любых пропорциях. У вещества есть и кристаллическое состояние.
Оно может быть моноклинным и ромбическим. Это указывает на форму ячеек кристаллической решетки.
Моноклинная составлена из наклоненных параллелепипедов, а ромбическая, соответственно, из ромбов.
Свойства азотной кислоты
В обычных условиях кристаллическую кислоту можно лицезреть лишь в жарких странах.
В твердое состояние бесцветная жидкость переходит лишь при 42-ух градусах Цельсия. До этой отметки вещество остается жидким и парит.
При этом, реагент источает резкий, удушливый запах. С ним, собственно, связана история открытия азотной кислоты. Обнаружил ее Даниэль Резерфорд.
Ученый отметил, что вещество не поддерживает горение и непригодно для дыхания.
Позже, выяснилась формула азотной кислоты: — HNO3. Получается, вещество одноосновное.
Поэтому, существует концентрированная азотная кислота и неконцентрированная.
Первая активно дымит, то есть, летуча. Химические свойства концентрата разнятся с разбавленой версией.
Отсюда вывод, в какой таре нужно хранить вещество. Золотые и платиновые фляги, конечно, не выгодны.
А вот емкости из железа и алюминия и бюджетны, и надежны, поскольку закрывают кислоту от света. Главное, не выбрать тару из меди. Азотная кислота ее растворит.
Реагируя с металлами, концентрированный раствор азотной кислоты выделяет бурый газ. Его формула: — NО2.
Параллельно, образуются соли кислоты. В зависимости от растворенного металла, реакции разнятся.
Если к кислоте присоединится соль любого металла после меди, металл отделится. Вместе с ним выделяются бурый газ и кислород.
Разбавленная азотная кислота реагирует с большинством тех же металлов, но, окисляется при этом до аммиака.
К такому исходу приводит взаимодействие, к примеру, с цинком и элементами щелочноземельной группы. В реакцию вступает и железо.
Так что, разбавленную кислоту в емкостях из сплавов с феррумом лучше не хранить.
Самый редкий вариант – закись азота. Ее даст, к примеру, реакция с магнием. С остальными металлами азотная кислота образует оксид азота.
По этой же схеме проходят реакции кислоты с неметаллами, только, вместо солей формируется серная кислота.
Ее так назвали, поскольку вещество растворяет даже золото – металл правителей, сильных мира сего.
Добыча азотной кислоты
В малых количествах вещество возможно добывать даже из воздуха, причем, в прямом смысле. Не секрет, что азот – одна из составляющих атмосферы.
Он-то и реагирует с водой, взвесь которой, как известно, имеется в воздухе. Вступая в контакт с облаками, туманом, бурый газ переходит в азотную кислоту.
Массовая доля азотной кислоты в атмосфере столь мала, что вещество не наносит вред человеку, да и другим живым организмам.
Для промышленной добычи кислота из воздуха тоже не годится. На заводах пользуются иными схемами.
Первая: — производство азотной кислоты из аммиака. Сначала, проводят его конверсию, то есть, дробление состава исходной газовой смеси.
Реакция проходит на платинородиевых сетках при температуре около 1000 градусов Цельсия. Так получают оксид азота. Его окисляют до диоксида.
Это вторая стадия процесса. После, оксиды азота абсорбируют водой. В итоге, получается азотная кислота и чистая вода.
Описанный метод приводит к образованию разбавленной кислоты. Возможна последующая концентрация.
Поэтому, метод наиболее популярен, ведь потребителям нужна, как насыщенная, так и ненасыщенная кислоты.
Работая с аммиаком, промышленники «убивают одним выстрелом двух зайцев».
Второй метод производства реактива приводит сразу к получению концентрата. Речь о прямом синтезе из оксидов азота. Берут жидкие.
Они взаимодействуют с водой и кислородом. Такие реакции с азотной кислотой проходят под давлением в 5 мегапаскалей.
Получается диоксид азота. В обычных условиях он переходит в жидкое состояние. Окисление аммиака дает двойной оксид азота.
В газовой смеси его около 11%. Сжижжают диоксид под давлением. При стандартных условиях переход невозможен.
Применение азотной кислоты
Прежде чем апробировать и продать драгоценный металл, его нужно добыть. В этом тоже помогают азотная кислота и царская водка.
Ими обрабатывают руды, выводя нужные элементы в раствор. Остается осадить металлы и осушить, очистить от примесей. Так добывают не только благородные, но и неблагородные элементы.
Ее примешивают к топливу, получая оксид. Азотная кислота выступает в роли окислителя.
В его присутствии процесс сгорания эффективнее, выделяется больше тепла. Так что, часть реагента производят для ракетного топлива.
Все это соли, объединенные названием «селитры». Азот позволяет растениям быстро развиваться, повышает урожайность.
Чем больше освоенной энергии, тем лучше развитие трав, кустарников, деревьев.
Слово «селитра» на слуху и у пиротехников. Азотная кислота – основа взрывчатых веществ.
Цена азотной кислоты
Азотная кислота, как и большинство востребованных кислот, бывает чистой и технической, отягощенной примесями. Последняя дешевле.
Чистый реагент дороже. Для справки, ГОСТ 4461-77 – норма для очищенной кислоты.
Реагент российского производства стоит в районе 30-55-ти рублей за килограмм. Ценник зависит от концентрации раствора.
Для технической кислоты верхний ценовой предел, обычно, составляет 40 рублей за кило. Предусмотрена и большая фасовка.
Есть, к примеру, 25-литровые канистры, в которые разливается азотная кислота.
Купить реагент с максимальной выгодой позволяют оптовые заказы. Такие уходят на предприятия, где знают правила обращения с реагентом.
Он разъедает не только металлы, но и слизистые. Пары вещества могут затруднить дыхание, повредить трахеи, выстилающие ткани носа.
Поэтому, с кислотой работают лишь в масках. При нарушении правил, кроме трудностей с дыханием, наступает отравление.
Интоксикация выражается в рвоте, чесотке, нарушениях зрения, обоняния. Более-менее безобидны лишь слабые растворы реагента.
Именно такие, к примеру, используют в школьных лабораториях. Учиться обращению с химическими реагентами стоит с малых лет.
Азотная кислота
Азотная кислота – важный, но опасный химический реактив
Современная химия насчитывает огромное количество химических реактивов: щелочи, кислоты, реагенты, соли и другие. Среди них кислоты – самая распространенная группа. Кислоты – это сложные водородосодержащие соединения, атомы которых могут замещаться атомами металла. Сфера их применения обширна. Она охватывает многие отрасли производства: химическую, машиностроительную, нефтеперерабатывающую, пищевую, а также медицину, фармакологию, косметологию; широко используется в быту.
Азотная кислота и ее определение
Азотная кислота относится к с одноосновным кислотам и является сильным реактивом. Она представляет собой прозрачную жидкость, которая может иметь желтоватый оттенок при долгом хранении ее в теплом помещении, так как при плюсовой (комнатной) температуре в ней накапливаются оксиды азота. При нагревании или взаимодействии с прямыми солнечными лучами приобретает бурый цвет из-за процесса выделения диоксида азота. При контакте с воздухом дымится. Данная кислота – это сильный окислитель с резким неприятным запахом, который вступает в реакцию с большинством металлов (за исключением платины, родия, золота, тантала, иридия и некоторых других), превращая их в оксиды или нитраты. Данная кислота хорошо растворяется в воде, причем в любых соотношениях, ограниченно – в эфире.
Форма выпуска азотной кислоты зависит от ее концентрации:
— обычная – 65 %, 68 %;
— дымная – 86 % и более. Цвет «дыма» может быть белым, если концентрация составляет от 86 % до 95 %, или красным – свыше 95 %.
В настоящее время производство сильно- или слабоконцентрированной азотной кислоты проходит следующие этапы:
1. процесс каталитического окисления синтетического аммиака;
2. как результат – получение смеси нитрозных газов;
3. впитывания воды;
4. процесс концентрирования азотной кислоты.
Хранение и транспортировка
— каждая тара помечается надписью «Опасно».
Где применяется химический реактив?
Сфера применения азотной кислоты в настоящее время огромна. Она охватывает многие отрасли промышленности, такие как:
— химическую (изготовление взрывчатых веществ, органических красителей, пластмасс, натрия, калия, пластмасс, некоторых видов кислот, искусственного волокна);
— сельскохозяйственную (производство азотных минеральных удобрений или селитры);
— металлургическую (растворение и травление металлов);
— фармакологическую (входит в состав препаратов по удалению кожных образований);
— ювелирное производство (определение чистоты драгоценных металлов и сплавов);
— военную (входит в состав взрывчатых веществ как нитрующий реагент);
— ракетно-космическую (одна из составляющих ракетного топлива);
— медицину (для прижигания бородавок и других кожных образований).
Азотная кислота. Получение и применение.
Автор: Tyorkin · Опубликовано 26 января, 2013 · Обновлено 7 июля, 2018
Современная химия — это наука, которая оперирует большим числом реагентов. Это могут быть соли, реагенты, щелочи. Но самая многочисленная группа — кислоты. Это сложные соединения, основанные на водороде. При этом, сторонние атомы здесь могут заменяться атомами металла. Используются кислоты в самых разных отраслях человеческой жизнедеятельности. К примеру, в медицине, пищевой промышленности, при производстве товаров бытового назначения. Именно поэтому следует особенно тщательно изучать данную группу реагентов.
Основные сведения об азотной кислоте
Это сильный реактив, который относится к разряду односоставных кислот. С виду это обычная прозрачная жидкость. Порой отмечается наличие желтоватого оттенка. Связано это с тем, что при теплой температуре на поверхности скапливается оксид азота. Диоксид азота также может проявиться в виде бурого осадка. Но происходит это под солнечными лучами. При любых контактах с воздухом кислота начинает сильно дымиться. Кроме того, нормально вступает в реакции с металлами. Отлично растворяется в воде, а вот в случае с эфиром есть ряд ограничений.
Процесс получения
Сегодня он не различается как в случае с сильной, так и слабой концентрацией. Его можно разделить на несколько этапов.
• Происходит кристаллическое окисление синтетика аммиака.
• Необходимо дождаться, когда образуются нитрозные газы.
• Вся вода, имевшаяся в составе, впитывается.
• На завершающем этапе необходимо дождаться, пока кислота достигнет необходимой концентрации.
Как происходит хранение и транспортировка?
Данный реагент не относится к разряду особо агрессивных. Поэтому и требований к хранению и транспортировке не так уж и много. Держать кислоту требуется в герметичных емкостях, выполненных из алюминия или же хромистой стали. Также подойдет лабораторное стекло. Что касается резервуаров, то на них должна быть пометка «Опасно». Это же касается и маленьких тар.
Меры предосторожности при использовании
Данный химический реактив относится к сильным кислотам. Он имеет III класс опасности. Те лица, которые допускаются к работе с данным веществом, должны пройти соответствующий инструктаж. В помещении необходимо находиться в специальной одежде. Она включает в себя комбинезон, рукавицы, респираторы, очки. Необходимы индивидуальные средства защиты органов дыхания и зрения. Последствия при несоблюдении требований безопасности могут быть серьезными. Если кислота попадет на кожу, то приведет к образованию ожогов и язв. Вдохнете ее? Тогда сильно отравитесь или даже получите отек легких. Так что в лабораториях необходимо организовывать постоянный контроль, просить сотрудников проходить инструктаж по мерам безопасности.
Где применяется азотная кислота?
Благодаря своим химическим свойствам, данная кислота применяется во многих отраслях. Отдельно следует выделить несколько. В первую очередь это промышленность. С помощью нее можно запросто синтезировать искусственное волокно. Кроме того, часто азотная кислота — это основной компонент при изготовлении моторного масла. Наверняка вы знаете, что она используется в металлургии. С помощью нее можно растворять и травить металлы. Существует специальная промышленная азотная кислота, которая лучше справляется с решением описанных задач.
Применение в быту
Из нее изготавливают средства, позволяющие эффективно очистить ювелирные украшения в домашних условиях. Но нужно быть крайне осторожным, не допускать контактов данных средств с кожей. При капельном поливе азотную кислоту можно применить в качестве очистителя. Концентрации в 60% будет достаточно для того, чтобы избавиться от солей или растворить осадок в капельной системе.
Каково применение в медицине?
Если вы посмотрите на состав некоторых медицинских средств, то увидите, что там содержится азотная кислота. К примеру, 30%-я используется для борьбы с бородавками. Также часто данный компонент добавляют в средства по борьбе с язвенными болезнями. Это отличный антисептик, обладающий вяжущими свойствами.
Использование в сельском хозяйстве
Агрономам необходимы минеральные удобрения для того, чтобы сделать урожай более богатым. В составе некоторых из них можно отыскать азотную кислоту. Но необходимо четко рассчитывать дозу для того, чтобы полученные овощи и фрукты не нанесли никакого вреда здоровью. Если кислоты будет слишком много, то в культурах будут скапливаться нитраты. Можно выделить несколько видов удобрений на основе кислоты: амидные, аммиачные, нитратные.
Но данный реагент имеет соли, которые в сельском хозяйстве используются даже чаще. Их добавляют в некоторые лекарственные препараты, которые дают животным.
Что можно сказать в заключении?
Как видите, азотная кислота — это очень важный компонент, применяющийся в огромном количестве отраслей. Без нее невозможно было бы представить современную жизнь. А химики на регулярной основе придумывают, где еще можно использовать данный реагент.