Salpetersäure (HNO3)

Er Salpetersäure Es ist eine anorganisch. Es wird als starke Säure angesehen, obwohl sein PKA (-1,4) der PKA des Hydroniumions (-1,74) ähnelt. Von diesem Punkt an ist es vielleicht das "schwächste" vieler bekannter starker Säuren.

Das physische Erscheinungsbild besteht aus einer farblosen Flüssigkeit, die durch Lagerung aufgrund der Bildung von Stickstoffgasen durch Lagerung zu einer gelblichen Farbe ändert. Seine chemische Formel ist HNO₃. 

Es ist instabil und erlebt eine leichte Zersetzung für die Sonneneinstrahlung. Darüber hinaus kann es durch Erhitzen vollständig abgebaut werden, was zu Stickstoff-, Wasser- und Sauerstoffdioxid führt.

Es wird bei der Herstellung anorganischer und organischer Nitrate sowie in Lachstoffverbindungen verwendet.

In der Atmosphäre nein₂ Erzeugt durch menschliche Aktivität reagiert mit dem Wasser der Wolken und bildet HNO₃. Dann schlägt bei sauren Regenfällen zusammen mit Wassertropfen, beispielsweise die Statuen der öffentlichen Quadrate, zusammen mit Wassertropfen.

Salpetersäure ist eine sehr toxische Verbindung, und eine kontinuierliche Exposition gegenüber ihren Dämpfen kann chronische Bronchitis und chemische Lungenentzündung erzeugen.

Salpetersäurestruktur

Quelle: Ben Mills [Public Domain] aus Wikimedia Commons

Das obere Bild zeigt die Struktur eines HNO -Moleküls₃ Mit einem Kugeln und Bars Modell. Das Stickstoffatom, die blaue Kugel, befindet sich in der Mitte, umgeben von einer trigonalen flachen Geometrie; Das Dreieck wird jedoch durch einen seiner längsten Eckpunkte verzerrt.

Salpetersäuremoleküle sind dann flach. Die Links n = o, n-o und n-oh bilden die Eckpunkte des flachen Dreiecks. Wenn dies im Detail beobachtet wird, ist der N-OH-Link länger als die beiden anderen (wobei die weiße Kugel das H-Atom darstellt).

Resonanzstrukturen

Es gibt zwei Links, die die gleiche Länge haben: n = o und n-o. Diese Tatsache widerspricht der Link -Theorie von Valencia, bei der vorausgesagt wird, dass Doppelverbindungen kürzer sind als einfache Links. Die Erklärung in diesem liegt im Phänomen der Resonanz, wie im unteren Bild beobachtet.

Quelle: Ben Mills [Public Domain] aus Wikimedia Commons

Beide Links, N = O und N-O, sind daher resonanzgeprägt. Dies wird im Strukturmodell grafisch dargestellt, indem eine diskontinuierliche Linie zwischen zwei Atomen von O verwendet wird (siehe Struktur).

Wenn das HNO ungeschützt ist₃, Das stabile Nitratanion wird nein gebildet₃^-. Darin betrifft die Resonanz nun die drei Atome von o. Dies ist der Grund, warum der HNO₃ Es hat eine große Säure der Bronsted-Lowry (Schwungspenderarten⁺).

Kann Ihnen dienen: Aphorierte Pipette

Physikalische und chemische Eigenschaften

Chemische Namen

-Salpetersäure

-Azotische Säure

-Wasserstoffnitrat

-Fortis Wasser.

Molekulargewicht

63.012 g/mol.

Aussehen

Farblose Flüssigkeit oder hellgelbe Farbe, die rotbraun werden kann.

Geruch

Acre, charakteristisch erfordern.

Siedepunkt

181 ºF bei 760 mmHg (83 ºC).

Schmelzpunkt

-41,6 ºC.

Wasserlöslichkeit

Sehr löslich und mit Wasser mischbar.

Dichte

1,513 g/cm³ bei 20 ºC.

Relative Dichte

1,50 (in Bezug auf Wasser = 1).

Relative Dampfdichte

2 oder dreimal geschätzt (in Luftbeziehung = 1).

Dampfdruck

63,1 mmHg bei 25 ºC.

Zersetzung

Durch die Exposition gegenüber atmosphärischer oder Wärmefeuchtigkeit kann sich die Bildung von Stickstoffperoxid zersetzen. Wenn diese Zersetzung erhitzt wird, emittiert sie einen sehr giftigen Rauch aus Stickoxid und Wasserstoffnitrat.

Salpetersäure ist nicht stabil, kann mit Wärme und Sonnenlicht in Kontakt auftreten und Stickstoffdioxid, Sauerstoff und Wasser emittieren.

Schmiere

1.092 MPa bei 0 ºC und 0,617 MPa bei 40 ° C.

Korrosion

Es kann alle grundlegenden Metalle angreifen, außer Aluminium und Chromstahl. Greifen Sie einige der Sorten von Kunststoffmaterial, Gummi und Beschichtungen an. Es ist eine ätzende und ätzende Substanz, daher muss sie mit hoher Vorsicht manipuliert werden.

Dampfenthalpie der Dampfung

39,1 kJ/mol bei 25 ºC.

Standardmolarenthalpie

-207 kJ/mol (298 ºF).

Standardmolarentropie

146 kJ/mol (298 ºF).

Oberflächenspannung

-0,04356 N/m a 0 ºC

-0,04115 n/m a 20 ºC

-0,0376 n/m a 40 ºC

Riechschwelle

-Niedriger Geruch: 0,75 mg/m³

-Hoher Geruch: 250 mg/m³

-Reizkonzentration: 155 mg/m³.

Dissoziationskonstante

PKA = -1,38.

Brechungsindex (η/d)

1,393 (16,5 ºC).

Chemische Reaktionen

Flüssigkeitszufuhr

Es kann feste Hydrate wie HNO bilden₃∙ h₂Oder und hno₃∙ 3h₂O: "Ni -ICE".

Dissoziation im Wasser

Salpetersäure ist eine starke Säure, die auf folgende Weise schnell ionisiert ist:

Hno₃ (L) +h₂Oder (l) => h₃ENTWEDER⁺ (ac) +nein₃^-

Verkaufsbildung

Reagiert mit basischen Oxiden, die ein Nitrat und Wassersalz bilden.

CAO (s) +2 hno₃ (l) => ca (nein₃)₂ (Ac) +h₂Oder (l)

Ebenso reagiert es mit den Basen (Hydroxiden) und bildet ein Nitrat und Wassersalz.

NaOH (AC) +HNO₃ (l) => nano₃ (Ac) +h₂Oder (l)

Und auch mit Carbonaten und sauren Carbonaten (Bicarbonate), die auch Kohlendioxid bilden.

N / A₂CO₃ (Ac)+hno₃ (l) => nano₃ (Ac)+h₂Oder (l)+co₂ (G)

Protonierung

Salpetersäure kann sich auch als Basis verhalten. Aus diesem Grund können Sie mit Schwefelsäure reagieren.

Hno₃   +   2H₂SW₄          NEIN₂⁺    +     H₃ENTWEDER⁺     +      2HSO₄^-

Selbstdauer

Salpetersäure erfährt eine Selbstpropotolyse.

2HNO₃    NEIN₂⁺   +    NEIN₃^-    +      H₂ENTWEDER

Metalloxidation

In der Reaktion mit Metallen verhält sich Salpetersäure nicht wie starke Säuren, die mit Metallen reagieren.

Es kann Ihnen dienen: Hydrocoloid

Magnesium und Mangan reagieren jedoch heiß mit Salpetersäure, wie es die verbleibenden starken Säuren tun.

Mg (s) +2 hno₃ (l) => mg (nein₃)₂ (Ac) +h₂ (G)

Andere

Salpetersäure reagiert mit Metallsulfiten, die ein Nitratsalz, Schwefeldioxid und Wasser verursachen.

N / A₂SW₃ (s) +2 hno₃ (L) => 2 Nano₃ (Ac) +so₂ (g) +h₂Oder (l)

Und reagiert auch mit organischen Verbindungen, wodurch ein Wasserstoff durch eine Nitrogruppe ersetzt wird; somit die Grundlage für die Synthese von explosiven Verbindungen wie Nitroglycerin und Trinitrotoluol (TNT) ausmacht, die.

Synthese

Industriell

Es wird auf industrieller Ebene durch die katalytische Oxidation von Ammonium gemäß der von Oswald 1901 beschriebenen Methode produziert. Das Verfahren besteht aus drei Stufen oder Schritten.

Stadium 1: Stickoxid -Ammoniumoxidation

Ammonium wird durch den in der Luft vorhandenen Sauerstoff oxidiert. Die Reaktion wird bei 800 ° C und einem 6-7 atm unter Verwendung von Platin als Katalysator durchgeführt. Das Ammonium wird mit der Luft mit dem folgenden Anteil gemischt: 1 Ammoniumvolumen durch 8 Luftvolumina.

4nh₃ (g) +5o₂ (g) => 4no (g) +6h₂Oder (l)

In der Reaktion stammen Stickoxid, das für die nächste Stufe in die Oxidationskammer gebracht wird.

Stufe 2. Stickoxidoxidation im Stickstoffdioxid

Die Oxidation wird durch den in der Luft bei einer Temperatur unter 100 ° C vorhandenen Sauerstoff durchgeführt.

2no (g) +oder₂ (g) => 2no₂ (G)

Stufe 3.  Stickstoffdioxidauflösung im Wasser

In diesem Stadium tritt die Bildung von Salpetersäure auf.

4₂     +      2H₂Oder +o₂         => 4HNO₃

Es gibt verschiedene Methoden zur Stickstoffdioxidabsorption (nein₂) Im Wasser.

Unter anderem: Nein₂ wird zu n dimernisiert₂ENTWEDER₄ Bei niedrigen Temperaturen und hohem Druck, um seine Wasserlöslichkeit zu erhöhen und Salpetersäure zu produzieren.

3n₂ENTWEDER₄   +     2H₂O => 4HNO₃    +      2

Durch Ammoniumoxidation produzierte Salpetersäure hat eine Konzentration zwischen 50 und 70%, die durch Verwendung von Schwefelsäure als Dehydration auf 98% aufgenommen werden kann, was es ermöglicht, die Konzentration von Salpetersäure zu erhöhen.

Im Labor

Thermische Zersetzung von Kupfernitrat (II), die Stickstoff- und Sauerstoffdioxidgase erzeugen, die durch Wasser geleitet werden, um Salpetersäure zu bilden; Wie bei der Oswald -Methode, zuvor beschrieben.

2cu (Nr₃)₂    => 2cuo +4no₂    +     ENTWEDER₂

Reaktion eines Nitratsalzes mit H₂SW₄ konzentriert. Die gebildete Salpetersäure ist von H getrennt₂SW₄ durch Destillation bei 83 ° C (Salpetersäure -Siedepunkt).

Kann Ihnen dienen: Abgestufte Pipette: Eigenschaften und Verwendung

Kno₃   +    H₂SW₄     => Hno₃    +     KHSO₄

Anwendungen

• 60% der Produktion von Salpetersäure werden bei der Herstellung von Düngemitteln, insbesondere Ammoniumnitrat, verwendet.
• 15 % der Salpetersäureproduktion werden in der Herstellung synthetischer Faser verwendet.
• Es wird zur Ausarbeitung von Stellvertretern und nitroder fusionierten Säureestern verwendet; wie Nitrocellulose, Acrylgemälde, Nitrobenzol, Nitrotoluol, Acrilonitrilos usw.
• Sie können organische Verbindungen Nitrogruppen hinzufügen, um diese Eigenschaft zur Herstellung von Sprengstoff wie Nitroglycerin und Trinitrotoluol (TNT) zu nutzen, um sie herzustellen.
• Aufgrund seiner Oxidationsfähigkeit ist es sehr nützlich bei der Reinigung von Metallen in Mineralien. Es wird auch verwendet, um Elemente wie Uran, Mangan, Niob, Zirkonium und zur Ansäuerung von Phosphorgesteinen zu erhalten, um Phosphorsäure zu erhalten.
• Es wird mit konzentrierter Salzsäure mit konzentrierter Salzsäure gemischt, um "königliches Wasser" zu bilden. Diese Lösung kann Gold und Platin auflösen, was ihre Verwendung bei der Reinigung dieser Metalle ermöglicht.
• Es wird verwendet, um einen Senioritätseffekt auf Möbel mit Kiefernholz zu erhalten. Die Behandlung mit einer 10% igen Salpetersäurelösung erzeugt eine grau-goldene Farbe in Möbelholz.
• Das Gemisch von wässrigen Lösungen von 5-30% Salpetersäure und Phosphorsäure 15-40% wird zur Reinigung der in der Melkarbeiten verwendeten Geräte verwendet.
• Es ist nützlich, um das im Labor verwendete Glasmaterial zu reinigen.
• Aufgrund seiner Lösungsmittelkapazität wird es bei der Analyse verschiedener Metalle durch die atomaren Flammenabsorptionsspektrophotometrie -Techniken und die Spektrophotometrie der induktiven Kopplungsmasse verwendet.
• Die Kombination von Salpetersäure und Schwefelsäure wurde zur häufigen Umwandlung von Baumwoll in Cellulosenitrat (Stillbrettwäsche) verwendet.
• Rotraucher -Salpetersäure und weiße Raucherpreissäure werden als Oxidationsmittel für Raketenflüssigkeitstoffe verwendet, insbesondere in der Bomarc -Rakete.

Toxizität

• In Kontakt mit der Haut kann es Hautverbrennungen, intensive Schmerzen und Dermatitis verursachen.
• In Kontakt mit den Augen kann es intensiv, reißen und in schweren Fällen Schäden der Hornhaut und Blindheit verursachen.
• Die Inhalation der Dämpfe kann Husten, Atemnot, intensive oder chronische Ausstellungen, Nasenbluten, Lingitis, chronische Bronchitis, Lungenentzündung und Lungenödem verursachen.
• Aufgrund seiner Aufnahme treten Verletzungen im Mund, Speichelfluss, intensiven Durst, Schwalbenschmerzen, intensive Schmerzen im gesamten Verdauungstrakt und Risiko für das Bohren der Wand derselben auf.

Verweise

1. Salpetersäure. Erholt von: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Regierung
2. Salpetersäure. Encyclopædia Britannica. Erholt von: Britannica.com
3. Salpetersäure. Erholt von: Chemicalbook.com