Nitrik asit - önemli ama tehlikeli kimyasal reaktif

kimyasal reaktifler, laboratuvar ekipman ve aletleri, birlikte cam laboratuvar züccaciye veya diğer malzemelerden herhangi bir modern endüstriyel veya araştırma laboratuvarının bileşenleridir. Bu listede, yüzyıllar önce olduğu gibi, ana kimyasal temeli temsil ettikleri için maddeler ve bileşikler tarafından özel bir yer işgal edilir, bunlar olmadan herhangi bir, en basit deney veya analizin bile yapılması imkansızdır.

Modern kimyanın çok sayıda kimyasal reaktifi vardır: alkaliler, asitler, reaktifler, tuzlar ve diğerleri. Bunlar arasında asitler en yaygın gruptur. Asitler, atomları metal atomları ile değiştirilebilen karmaşık hidrojen içeren bileşiklerdir. Uygulamalarının kapsamı geniştir. Birçok endüstriyi kapsar: kimya, mühendislik, petrol arıtma, gıda, ayrıca tıp, farmakoloji, kozmetoloji; günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Nitrik asit ve tanımı

monobazik asitleri ifade eder ve güçlü bir reaktiftir. Pozitif (oda) sıcaklığında nitrojen oksitler biriktiğinden, ılık bir odada uzun süre saklandığında sarımsı bir renk alabilen şeffaf bir sıvıdır. Isıtıldığında veya doğrudan güneş ışığına maruz kaldığında azot dioksit salma süreci nedeniyle kahverengiye döner. Hava ile temasında sigara içiyor. Bu asit, çoğu metalle (platin, rodyum, altın, tantal, iridyum ve diğerleri hariç) reaksiyona girerek onları oksitlere veya nitratlara dönüştüren keskin kokulu güçlü bir oksitleyici ajandır. Bu asit suda ve herhangi bir oranda, sınırlı olarak - eterde oldukça çözünür.

Nitrik asidin salınım şekli konsantrasyonuna bağlıdır:

- sıradan - %65, %68;
- dumanlı - %86 veya daha fazla. Konsantrasyon %86 ile %95 arasındaysa "duman"ın rengi beyaz veya %95'in üzerinde kırmızı olabilir.

Fiş

Şu anda, yüksek veya zayıf konsantre nitrik asit üretimi aşağıdaki aşamalardan geçmektedir:
1. sentetik amonyağın katalitik oksidasyonu süreci;
2. sonuç olarak - bir nitröz gaz karışımı elde etmek;
3. su emme;
4. nitrik asidi konsantre etme işlemi.

Depolama ve nakliye

Bu reaktif en agresif asittir, Bu nedenle, nakliyesi ve depolanması için aşağıdaki gereksinimler ortaya konmuştur:
- krom çelik veya alüminyumdan yapılmış özel hava geçirmez şekilde kapatılmış tanklarda ve ayrıca aşağıdakilerden yapılmış şişelerde depolamak ve taşımak laboratuvar camı.

Her konteyner "Tehlikeli" yazısıyla işaretlenmiştir.

Kimyasal nerelerde kullanılır?

Nitrik asidin kapsamı şu anda çok büyük. Aşağıdakiler gibi birçok endüstriyi kapsar:
- kimyasal (patlayıcılar, organik boyalar, plastikler, sodyum, potasyum, plastikler, bazı asit türleri, suni elyaf üretimi);
- tarımsal (azotlu mineral gübreler veya güherçile üretimi);
- metalurjik (metallerin çözülmesi ve asitlenmesi);
- farmakolojik (cilt oluşumlarının giderilmesine yönelik müstahzarlara dahildir);
- mücevher üretimi (değerli metallerin ve alaşımların saflığının belirlenmesi);
- askeri (bir nitratlama maddesi olarak patlayıcılara dahildir);
- roket ve uzay (roket yakıtının bileşenlerinden biri);
- ilaç (siğillerin ve diğer cilt oluşumlarının koterizasyonu için).

İhtiyati önlemler

Nitrik asit ile çalışırken, bu kimyasal reaktifin 3. tehlike sınıfındaki maddelere ait olan güçlü bir asit olduğu dikkate alınmalıdır. Laboratuvar çalışanları ve bu tür maddelerle çalışmaya yetkili kişiler için özel kurallar vardır. Reaktifle doğrudan temastan kaçınmak için, tüm işler kesinlikle aşağıdakileri içeren özel giysilerle yapılmalıdır: aside dayanıklı eldivenler ve ayakkabılar, tulumlar, nitril eldiven, solunum ve görme organlarını koruma aracı olarak gözlük ve solunum cihazlarının yanı sıra. Bu gerekliliklere uyulmaması, en ciddi sonuçlara yol açabilir: cilt ile teması halinde - yanıklar, ülserler ve solunması halinde - zehirlenme, akciğer ödemine kadar.

Modern kimya, çok sayıda reaktifle çalışan bir bilimdir. Bunlar tuzlar, reaktifler, alkaliler olabilir. Ancak en çok sayıda grup asitlerdir. Bunlar hidrojene dayalı karmaşık bileşiklerdir. Bu durumda buradaki yabancı atomlar metal atomları ile değiştirilebilir. Asitler, insan faaliyetinin çeşitli dallarında kullanılmaktadır. Örneğin tıpta, gıda sanayinde, ev eşyası üretiminde. Bu nedenle, bu reaktif grubu özellikle dikkatle incelenmelidir.

Nitrik asit hakkında temel bilgiler

Bu, tek bileşenli asitler kategorisine ait güçlü bir reaktiftir. Normal berrak bir sıvıya benziyor. Bazen sarımsı bir renk tonu vardır. Bunun nedeni, ılık bir sıcaklıkta yüzeyde nitrik oksit birikmesidir. Azot dioksit de kahverengi bir çökelti olarak görünebilir. Ama güneşin altında oluyor. Havaya maruz kaldığında asit güçlü bir şekilde sigara içmeye başlar. Ek olarak, normalde metallerle reaksiyona girer. Suda mükemmel bir şekilde çözünür, ancak eter durumunda bir takım sınırlamalar vardır.

Hangi serbest bırakma biçimleri var? Toplamda ikisi paylaşılır - sıradan (konsantrasyon %65-68) ve dumanlı (en az %85). Bu durumda, dumanın rengi büyük ölçüde değişebilir. Konsantrasyon %86-95 ise beyazdır. Yüzde daha mı yüksek? O zaman kırmızı göreceksin.

Makbuz süreci

Bugün hem güçlü hem de zayıf konsantrasyon durumunda farklılık göstermez. Birkaç aşamaya ayrılabilir.

Sentetik amonyağın kristal oksidasyonu meydana gelir.
Azotlu gazlar oluşana kadar beklemek gerekir.
Bileşimde bulunan tüm su emilir.
Son aşamada asit gerekli konsantrasyona ulaşana kadar beklemek gerekir.

Depolama ve nakliye nasıldır?

Bu reaktif özellikle agresif kategorisine ait değildir. Bu nedenle, depolama ve nakliye için çok fazla gereksinim yoktur. Asidin alüminyum veya krom çeliğinden yapılmış sızdırmaz kaplarda muhafaza edilmesi gerekmektedir. Laboratuvar camı da uygundur. Tanklara gelince, "Tehlikeli" olarak işaretlenmelidirler. Aynısı küçük kaplar için de geçerlidir.

Kullanım için önlemler

Bu kimyasal reaktif güçlü asitlere aittir. III tehlike sınıfına sahiptir. Bu maddeyle çalışmasına izin verilen kişiler uygun eğitimi almalıdır. Odada özel kıyafetler içinde olmalısınız. Tulum, eldiven, solunum cihazı, gözlük içerir. Bireysel solunum ve göz koruma ekipmanı gereklidir. Güvenlik gerekliliklerine uyulmamasının sonuçları ciddi olabilir. Asit cilde bulaşırsa yanıklara ve ülserlere neden olur. Nefes alacak mısın? O zaman çok zehirlenirsiniz, hatta akciğer ödemi alırsınız. Bu nedenle laboratuvarlarda sürekli izleme organize etmek, çalışanlardan güvenlik önlemleri konusunda talimat almalarını istemek gerekir.

Nitrik asit nerelerde kullanılır?

Kimyasal özelliklerinden dolayı bu asit birçok endüstride kullanılmaktadır. Birkaç tanesi seçilmelidir. Her şeyden önce endüstridir. Bununla yapay lifleri kolayca sentezleyebilirsiniz. Ek olarak, genellikle motor yağı üretiminde ana bileşen nitrik asittir. Metalurjide kullanıldığını mutlaka biliyorsunuzdur. Bununla metalleri çözebilir ve aşındırabilirsiniz. Tanımlanan sorunları çözmede daha iyi iş çıkaran özel bir endüstriyel nitrik asit vardır.

Günlük yaşamda uygulama

Takıları evde etkili bir şekilde temizlemenizi sağlayan ürünler yapmak için kullanılır. Ancak bu ürünlerin cilt ile temas etmemesine son derece dikkat etmeniz gerekmektedir. Damla sulama ile nitrik asit temizleyici olarak kullanılabilir. Bir damla sistemindeki tuzlardan kurtulmak veya tortuyu çözmek için %60'lık bir konsantrasyon yeterli olacaktır.

Tıpta uygulama nedir?

Bazı ilaçların bileşimine bakarsanız nitrik asit içerdiğini görürsünüz. Örneğin, siğillerle savaşmak için %30 oranında kullanılır. Ayrıca sıklıkla bu bileşen, peptik ülserlerle mücadele araçlarına eklenir. Sıkılaştırıcı özelliklere sahip mükemmel bir antiseptiktir.

Tarımsal kullanım

Agronomistler, mahsulü daha zengin hale getirmek için mineral gübrelere ihtiyaç duyarlar. Bazıları nitrik asit içerir. Ancak ortaya çıkan sebze ve meyvelerin sağlığa zarar vermemesi için dozu net bir şekilde hesaplamak gerekir. Çok fazla asit varsa, kültürlerde nitratlar birikecektir. Birkaç çeşit asit bazlı gübre vardır: amid, amonyak, nitrat.

Ancak bu reaktif, tarımda daha sık kullanılan tuzlara sahiptir. Hayvanlara verilen bazı ilaçlara eklenirler.

Sonuç olarak ne söylenebilir?

Gördüğünüz gibi, nitrik asit çok sayıda endüstride kullanılan çok önemli bir bileşendir. Onsuz, modern yaşamı hayal etmek imkansız olurdu. Ve kimyagerler düzenli olarak bu reaktifin başka nerede kullanılabileceğini bulurlar.

Temas halinde

Nitrik asit HNO 3 renksiz bir sıvıdır, keskin bir kokusu vardır ve kolayca buharlaşır. Nitrik asit cilde temas ederse ciddi yanıklara neden olabilir (ciltte karakteristik sarı bir nokta oluşur, hemen bol su ile yıkanmalı ve ardından NaHCO 3 soda ile nötralize edilmelidir)

Nitrik asit

Moleküler formül: HNO 3 , B(N) = IV, C.O. (N) = +5

Azot atomu, oksijen atomları ile değişim mekanizması ile 3 bağ ve verici-alıcı mekanizması ile 1 bağ oluşturur.

Fiziksel özellikler

Normal sıcaklıkta susuz HNO3, belirli bir kokuya sahip renksiz, uçucu bir sıvıdır (bp 82.6 "C).

Konsantre "dumanlı" HNO 3, NO 2 salınımı ile ayrıştığı için kırmızı veya sarı bir renge sahiptir. Nitrik asit su ile her oranda karışabilir.

Nasıl alınır

I. Endüstriyel - şemaya göre 3 aşamalı sentez: NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3

Aşama 1: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

Aşama 2: 2NO + O 2 = 2NO 2

Aşama 3: 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

II. Laboratuvar - güherçilenin kons. H2SO4:

2NaNO 3 (katı) + H 2 SO 4 (kons.) = 2HNO 3 + Na 2 SO 4

Ba (NO 3) 2 (tv) + H 2 SO 4 (kons.) = 2HNO 3 + BaSO 4

Kimyasal özellikler

Güçlü bir asit olarak HNO3, asitlerin tüm genel özelliklerini sergiler.

HNO 3 → H + + NO 3 -

HNO 3 çok reaktif bir maddedir. Kimyasal reaksiyonlarda güçlü bir asit ve güçlü bir oksitleyici ajan olarak kendini gösterir.

HNO 3 etkileşime girer:

a) metal oksitlerle 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O

b) bazlar ve amfoterik hidroksitler ile 2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

c) zayıf asitlerin tuzları ile 2HNO 3 + CaCO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O

d) amonyak ile HNO3 + NH3 = NH4NO3

HNO 3 ve diğer asitler arasındaki fark

1. HNO3 metallerle etkileşime girdiğinde, asidin H + iyonları metallerin oksidasyonuna katılmadığından H2 neredeyse hiç salınmaz.

2. H + iyonları yerine NO 3 - anyonlarının oksitleyici etkisi vardır.

3. HNO 3, yalnızca aktivite sırasında hidrojenin solundaki metalleri değil, aynı zamanda düşük aktif metalleri de - Cu, Ag, Hg'yi çözebilir. HCl ile bir karışımda ayrıca Au, Pt'yi de çözer.

HNO 3 çok güçlü bir oksitleyici ajandır

I. Metallerin oksidasyonu:

HNO 3 etkileşimi: a) düşük ve orta aktivite Me: 4HNO 3 (kons.) + Сu = 2NO 2 + Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

8HNO 3 (razb.) + 3Сu \u003d 2NO + 3Cu (NO 3) 2 + 4H 2 O

b) aktif Me ile: 10HNO 3 (razb.) + 4Zn \u003d N 2 O + 4Zn (NO 3) 2 + 5H 2 O

c) alkali ve alkali toprak Me: 10HNO 3 (çok seyreltik) + 4Са = NH 4 NO 3 + 4Ca (NO 3) 2 + 3H 2 O

Normal sıcaklıkta çok konsantre HNO 3, Fe, Al, Cr dahil bazı metalleri çözmez.

II. Metal olmayanların oksidasyonu:

HNO3, P, S, C'yi daha yüksek S.O.'larına oksitlerken, kendisi NO'ya (HNO3 seyreltik) veya NO2'ye (HNO3 kons) indirgenir.

5HNO 3 + P \u003d 5NO 2 + H 3 PO 4 + H 2 O

2HNO 3 + S = 2NO + H 2 SO 4

III. Karmaşık maddelerin oksidasyonu:

Diğer asitlerde çözünmeyen bazı Me sülfürlerin oksidasyon reaksiyonları özellikle önemlidir. Örnekler:

8HNO 3 + PbS \u003d 8NO 2 + PbSO 4 + 4H 2 O

22HNO 3 + 3Сu 2 S \u003d 10NO + 6Cu (NO 3) 2 + 3H 2 SO 4 + 8H 2 O

HNO 3 - organik sentez reaksiyonlarında nitratlama maddesi

R-H + HO-NO 2 → R-NO 2 + H 2 O

C 2 H 6 + HNO 3 → C 2 H 5 NO 2 + H 2 O nitroetan

C 6 H 5 CH 3 + 3HNO 3 → C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 + ZH 2 O trinitrotoluen

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 → C 6 H 5 (NO 2) 3 OH + ZH 2 O trinitrofenol

HNO 3 alkolleri esterleştirir

R-OH + HO-NO 2 → R-O-NO 2 + H 2 O

C 3 H 5 (OH) 3 + 3HNO 3 → C 3 H 5 (ONO 2) 3 + ZH 2 O gliserol trinitrat

HNO 3'ün Ayrışması

Işıkta depolandığında ve özellikle ısıtıldığında, HNO3 molekülleri molekül içi redoks nedeniyle ayrışır:

4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

HNO 3'ün agresif oksitleyici özelliklerini artıran kırmızı-kahverengi zehirli bir gaz NO 2 açığa çıkar.

Nitrik asit tuzları - nitratlar Me (NO 3) n

Nitratlar, suda çözünür, renksiz kristal maddelerdir. Tipik tuzların karakteristik kimyasal özelliklerine sahiptirler.

Ayırt edici özellikleri:

1) ısıtıldığında redoks ayrışması;

2) erimiş alkali metal nitratların güçlü oksitleyici özellikleri.

termal ayrışma

1. Alkali ve toprak alkali metallerin nitratlarının ayrışması:

Me(NO 3) n → Me(NO 2) n + O 2

2. Mg'den Cu'ya metallerin aktivite serisinde metal nitratların ayrışması:

Me(NO 3) n → Me x O y + NO 2 + O 2

3. Cu'nun üzerindeki metallerin aktivite serisinde metal nitratların ayrışması:

Me(NO 3) n → Me + NO 2 + O 2

Tipik reaksiyon örnekleri:

1) 2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2

2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

3) 2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2

Alkali metal nitratların eriyiklerinin oksidatif etkisi

Sulu çözeltilerde nitratlar, HNO3'ün aksine hemen hemen hiç oksidatif aktivite göstermezler. Bununla birlikte, alkali metal ve amonyum nitratların (nitrat) eriyikleri, aktif oksijen salınımı ile ayrıştıkları için güçlü oksitleyici ajanlardır.

Nitrik asidin kimyasal özellikleri

Nitrik asit şu özelliklerle karakterize edilir: diğer asitlerle ortak ve spesifik:

DİĞER ASİTLERLE ORTAK KİMYASAL ÖZELLİKLER

1. Çok güçlü asit. Çözümündeki göstergeler renk değiştirir kırmızıya.

Sulu çözeltide hemen hemen tamamen ayrışır:

HNO 3 → H + + NO 3 -

2. Bazik oksitlerle reaksiyona girer

K 2 O + 2HNO 3 → 2KNO 3 + H 2 O

K 2 O + 2H + + 2NO 3 - → 2K + + 2NO 3 - + H 2 O

K 2 O + 2 H + → 2 K + + H 2 O

3. Bazlarla reaksiyona girer

HNO 3 + NaOH → NaNO 3 + H 2 O

H + + NO 3 - + Na + + OH - → Na + + NO 3 - + H 2 O

H + + OH - → H 2 O

4. Tuzlarla reaksiyona girer, zayıf asitleri tuzlarından uzaklaştırır

2HNO 3 + Na 2 CO 3 → 2NaNO 3 + H 2 O + CO 2

2H + + 2NO 3 - + 2Na + + C O 3 2- → 2Na + + 2NO 3 - + H 2 O + CO 2

2 H + + C O 3 2- → H 2 O + CO 2

NİTRİK ASİTİN ÖZEL ÖZELLİKLERİ

Nitrik asit güçlü bir oksitleyici ajandır

N +5 → N +4 → N +2 → N +1 → Numara → N -3

N +5 + 8 e - → N -3 oksitleyici ajan azalır.

1. Işıkta ve ısıtıldığında ayrışır.

4HNO 3 t˚C → 2H 2 O + 4NO 2 + O 2

Kahverengi gaz oluşur

2. Renkler sincap turuncu-sarı (ellerin derisi ile teması halinde - "ksantoprotein reaksiyonu")

3. Metallerle reaksiyona girer.

Asit konsantrasyonuna ve metalin N. Beketov'un elektrokimyasal gerilim serisindeki konumuna bağlı olarak, çeşitli azot içeren ürünler oluşturulabilir.

Metallerle etkileşime girdiğinde hidrojen asla salınmaz

HNO 3 + Ben mi= tuz +H 2 Ö+ X

: monohidrat (HNO 3 ·H 2 O) ve trihidrat (HNO 3 ·3H 2 O).

Fiziksel ve fiziko-kimyasal özellikler

Sulu bir nitrik asit çözeltisinin faz diyagramı.

Nitrik asitteki nitrojen tetravalandır, oksidasyon durumu +5'tir. Nitrik asit, havada tüten renksiz bir sıvıdır, erime noktası −41.59 °C, kaynama noktası +82.6 °C kısmi bozunma ile. Nitrik asidin sudaki çözünürlüğü sınırlı değildir. 0.95-0.98 kütle fraksiyonuna sahip HNO3'ün sulu çözeltilerine, kütle fraksiyonu 0.6-0.7 - konsantre nitrik asit ile "dumanlı nitrik asit" denir. Su ile azeotropik bir karışım oluşturur (kütle oranı %68,4, d 20 = 1,41 g/cm, T bp = 120,7 °C)

Sulu çözeltilerden kristalleştirildiğinde, nitrik asit kristalli hidratlar oluşturur:

• monohidrat HNO3 H20, T pl \u003d -37.62 ° C
• trihidrat HNO3 3H20, T pl \u003d -18.47 ° C

Katı nitrik asit iki kristal modifikasyon oluşturur:

• monoklinik, uzay grubu P 2 1/a, a= 1.623 nm, b= 0.857 nm, c= 0.631, β = 90°, Z = 16;

Monohidrat ortorombik kristaller, uzay grubu oluşturur P na2, a= 0.631 nm, b= 0.869 nm, c= 0,544, Z = 4;

Nitrik asidin sulu çözeltilerinin yoğunluğu, konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak denklem ile tanımlanır.

d, g/cm³ cinsinden yoğunluk, c asidin kütle oranıdır. Bu formül, yoğunluğun davranışını %97'den fazla bir konsantrasyonda yetersiz şekilde tanımlar.

Kimyasal özellikler

Yüksek konsantrasyonlu HNO 3, ışıkta meydana gelen bozunma sürecinden dolayı genellikle kahverengi bir renge sahiptir:

Isıtıldığında, nitrik asit aynı reaksiyona göre ayrışır. Nitrik asit sadece indirgenmiş basınç altında (ayrışmadan) damıtılabilir (atmosferik basınçta belirtilen kaynama noktası ekstrapolasyonla bulunur).

c) Zayıf asitleri tuzlarından uzaklaştırır:

Kaynatıldığında veya ışığa maruz kaldığında nitrik asit kısmen ayrışır:

Herhangi bir konsantrasyondaki nitrik asit, oksitleyici bir asidin özelliklerini sergilerken, nitrojen +4 ila -3 arasında bir oksidasyon durumuna indirgenir. İndirgeme derinliği öncelikle indirgeyici maddenin doğasına ve nitrik asit konsantrasyonuna bağlıdır. Oksitleyici bir asit olarak HNO 3 etkileşime girer:

nitratlar

Nitrik asit güçlü bir asittir. Tuzları - nitratlar - HNO3'ün metaller, oksitler, hidroksitler veya karbonatlar üzerindeki etkisiyle elde edilir. Tüm nitratlar suda yüksek oranda çözünür. Nitrat iyonu suda hidrolize olmaz.

Nitrik asit tuzları, ısıtıldığında geri dönüşümsüz olarak ayrışır ve ayrışma ürünlerinin bileşimi katyon tarafından belirlenir:

a) Magnezyumun solundaki gerilim dizisinde duran metallerin nitratları:

b) Magnezyum ve bakır arasında bir dizi voltajda bulunan metal nitratları:

c) Sağdaki bir dizi voltajda bulunan metal nitratları:

Sulu çözeltilerdeki nitratlar pratik olarak oksitleyici özellikler göstermezler, ancak katı halde yüksek sıcaklıklarda, örneğin katılar kaynaştığında güçlü oksitleyici ajanlardır:

Tarihi bilgi

Gübrenin şap ve bakır sülfat ile kuru damıtılmasıyla seyreltik nitrik asit elde etme tekniği, görünüşe göre ilk olarak 8. yüzyılda Cabir'in (Latinceleştirilmiş çevirilerde Geber) incelemelerinde tanımlanmıştır. En önemlisi bakır sülfatın demir sülfatla değiştirilmesi olan çeşitli modifikasyonlarla bu yöntem, 17. yüzyıla kadar Avrupa ve Arap simyasında kullanıldı.

17. yüzyılda, Glauber, konsantre nitrik asidi kimyasal uygulamaya sokmayı ve özelliklerini incelemeyi mümkün kılan, potasyum nitrattan nitrik asit de dahil olmak üzere, tuzlarının konsantre sülfürik asit ile reaksiyonuyla uçucu asitler elde etmek için bir yöntem önerdi. Yöntem