Salpeterzuur

Sterk monobasisch zuur, dat bij standaardomstandigheden kleurloze vloeistof die geel tijdens opslag wordt kan in een vaste toestand, gekenmerkt door twee kristallijne modificaties (monoklinische en orthorhombische rooster) bij temperaturen beneden minus 41,6 ° C Deze stof met brutoformule - HNO3 - salpeterzuur wordt genoemd. Het heeft een molecuulgewicht 63,0 g / mol, terwijl de dichtheid overeenkomt met 1,51 g / cc. zure reflux temperatuur was 82,6 ° C, gepaard gaat met ontleding van de (gedeeltelijke) 4HNO3 2H2O → + 4NO2 + O2. zuuroplossing met een massagehalte van de basisstof 68% kookt bij een temperatuur van 121 ° C De brekingsindex van de zuivere stof komt overeen met 1.397. Zuur kan worden vermengd met water in elke verhouding en, omdat een sterke elektrolyt vrijwel volledig uiteenvallen in ionen H + en NO3-. Vaste vorm - trihydraat en monohydraat met de formule: respectievelijk HNO3 • 3H2O en HNO3 • H2O.

Salpeterzuur - corrosie werkzame, toxische stof, en een sterk oxiderend middel. Vanaf de Middeleeuwen bekend die naam, als "sterk water» (Aqua fortis). Alchemisten die zuur in de 13e eeuw ontdekt, gaf de naam om ervoor te zorgen dat buitengewone eigenschappen maken (gecorrodeerde alle metalen behalve goud), meer dan een miljoen keer de kracht van azijnzuur, die in die tijd de meest actieve werd beschouwd. Maar zelfs na drie eeuwen is gebleken dat corrosie, zelfs goud een mengsel van zuren zoals salpeterzuur en zoutzuur in een volumeverhouding van 1: 3, die daarom de naam "koningswater". Het verschijnen van een gele kleur tijdens opslag wordt veroorzaakt door de accumulatie van stikstofoxiden daarin. Verkrijgbaar zuur met een concentratie vaker 68%, en wanneer de inhoud van het basismateriaal meer dan 89% het heet "rokend".

De chemische eigenschappen van salpeterzuur, onderscheiden van de verdunde zwavelzuur of zoutzuur dat sterker oxidatiemiddel dus nooit vrijgegeven waterstof in reacties met metalen HNO3. Vanwege de oxidatieve eigenschappen, maar reageert ook met vele niet-metalen. En in beide gevallen wordt altijd gevormd stikstofdioxide NO2. In redoxreacties, stikstof herstel optreedt in verschillende mate: HNO3, NO2, N2O3, NO, N2O, N2, NH3, die wordt bepaald door de zuurconcentratie en de activiteit van het metaal. De moleculen van de verbindingen gevormde stikstof bevat in oxidatietoestand 5, 4, 3, 2, 1, 0, 3, resp. Bijvoorbeeld wordt geoxideerd koper met geconcentreerd zuur kopernitraat (II): Cu + 4HNO3 → 2NO2 + Cu (NO3) 2 + 2H2O en fosfor - tot metafosforzuur: P + 5HNO3 → 5NO2 HPO3 + + 2H2O.

Anders interageert met verdund salpeterzuur nonmetals. In het voorbeeld van de reactie met de fosforverbinding: 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO gezien dat de stikstof wordt gereduceerd tot de tweewaardige toestand. Het resultaat is een stikstofoxide en fosfor geoxideerd tot zuur fosfaat. Geconcentreerd salpeterzuur gemengd met zoutzuur lost goud Au + 4HCl HNO3 + → + H [AuCl4] + 2H2O en platina: 3 patiënten 18HCl + + 4HNO3 → 4NO + 3H2 [PtCl6] + 8H2O. Bij deze reacties, aanvankelijk, zoutzuur geoxideerd met salpeterzuur chloor afgifte, en vormen dan een complex metaalchloriden.

Salpeterzuur wordt geproduceerd commercieel verkregen op drie manieren:

1. Oorsprong - reactie van het zout met zwavelzuur: H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4. Voorheen was het de enige manier om, maar met de komst van andere technologieën, wordt momenteel gebruikt in het laboratorium te produceren rokend zuur.
2. Tweede - het is een manier van de boog. Wanneer lucht via een elektrische boog met een temperatuur van 3000-3500 ° C, een deel van stikstof in de lucht met zuurstof reageert onder vorming van stikstofmonoxide: N2 + O2 → 2NO, die na afkoelen wordt geoxideerd tot stikstofdioxide (niet bij een hoge temperatuur monoxide met zuurstof reageert) : O2 + 2NO → 2NO2. Vervolgens vrijwel het gehele stikstofdioxide, bij een overmaat aan zuurstof, opgelost in water: 2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3.
3. Derde - dit is een ammoniak-methode. Ammoniak wordt geoxideerd op de platinakatalysator stikstofmonoxide: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. De verkregen nitreuze gassen worden afgekoeld, en het gevormde stikstofdioxide, die door water wordt geabsorbeerd. Door deze werkwijze wordt het zuur met een concentratie van 60-62%.

Salpeterzuur wordt op grote schaal gebruikt in de industrie aan drugs, kleurstoffen, productie van explosieven, salpeterzuur meststoffen en salpeterzuur zouten. Bovendien wordt het gebruikt voor het oplossen van metalen (bijvoorbeeld koper, lood, zilver) dat niet reageert met andere zuren. De sieraden gebruikt voor het bepalen van goud in de legering (dit is de belangrijkste methode).