Salétromsav

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. július 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 13 szerkesztést igényelnek .

Salétromsav

Tábornok

Hagyományos nevek

Salétromsav

Chem. képlet

HNO3_ _

Fizikai tulajdonságok

Folyékony

63,012 g/ mol

1,513 g/cm³

11,95 ± 0,01 eV [2]

Termikus tulajdonságok

Hőfok

• olvadás

-41,59 °C

• forralás

+82,6°C

• bomlás

+260°C

Mol. hőkapacitás

109,9 J/(mol K)

Entalpia

• oktatás

−174,1 kJ/mol

• olvadás

10,47 kJ/mol

• forralás

39,1 kJ/mol

• feloldódás

−33,68 kJ/mol

Gőznyomás

56 hPa

Kémiai tulajdonságok

Sav disszociációs állandó

pK_{a}

−1,64 [1]

Oldhatóság

• vízben

Oldódó

Optikai tulajdonságok

Törésmutató

1.397

Szerkezet

Dipólmomentum

2,17 ± 0,02 D

Osztályozás

944

231-714-2

O[N+](=O)[O-]

InChI=1S/HNO3/c2-1(3)4/h(H,2,3,4)GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N

RTECS

QU5775000

CHEBI

48107

ENSZ szám

2031

ChemSpider

919

Biztonság

LD 50

430 mg/kg

Toxicitás

3. fokozat (közepesen veszélyes)

GHS piktogramok

NFPA 704

0 négy 0 COR

Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.

Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A salétromsav ( kémiai képlete - HNO 3 ) egy erős kémiai szervetlen sav , amely megfelel a nitrogén legmagasabb oxidációs állapotának (+5). Mérgező .

Normál körülmények között a salétromsav egybázisú sav , tiszta formájában színtelen, szúrós, fullasztó szagú folyadék . A szilárd salétromsav két kristályos módosulatot képez monoklin és rombuszos rácsokkal.

A salétromsav bármilyen arányban elegyedik vízzel. Vizes oldatokban szinte teljesen ionokká disszociál. Normál légköri nyomáson 68,4%-os koncentrációjú és 120 °C -os forráspontú vízzel azeotróp elegyet képez . Két szilárd hidrát ismert : a monohidrát (HNO 3 H 2 O) és a trihidrát (HNO 3 3H 2 O). A salétromsav és sói, nitrátok mérgezőek és rákkeltőek , erős oxidálószerek .

Történelmi információk

A salétromsav timsóval és réz-szulfáttal végzett száraz desztillációjával történő híg salétromsav előállításának technikáját nyilván először Jabir (Geber latin fordításban) értekezései írták le a 8. században . Ezt a módszert különféle módosításokkal, amelyek közül a legjelentősebb a réz-szulfát vas -szulfáttal való helyettesítése volt, az európai és az arab alkímiában egészen a 17. századig használták .

A 17. században Glauber eljárást javasolt az illékony savak előállítására sóik tömény kénsavval való reakciójával, beleértve a kálium-nitrátból származó salétromsavat is, amely lehetővé tette a tömény salétromsav bevezetését a kémiai gyakorlatba és tulajdonságainak tanulmányozását. A Glauber -módszert a XX. század elejéig alkalmazták , és az egyetlen jelentős módosítás a kálium-nitrát olcsóbb nátrium-nitráttal (chilei) való helyettesítése volt .

M. V. Lomonoszov idejében és a 20. század közepéig a salétromsavat általában erős vodkának nevezték [3] .

Fizikai és fizikai-kémiai tulajdonságok

A salétromsavban lévő nitrogén oxidációs foka +5. A salétromsav színtelen, levegőben füstölgő folyadék, olvadáspontja –41,59 °C, forráspontja +82,6 °C (normál légköri nyomáson), részleges bomlás közben. A salétromsav minden arányban elegyedik vízzel. A 0,95-0,98 tömeghányadú HNO 3 vizes oldatait "füstölgő salétromsavnak" nevezik, 0,6-0,7 tömeghányadú koncentrált salétromsavnak.

Vízzel azeotróp elegyet képez (tömeghányad 68,4%, d 20 \u003d 1,41 g / cm 3 , T bp \u003d 120,7 ° C )

Vizes oldatokból kristályosítva a salétromsav kristályos hidrátokat képez :

monohidrát HNO 3 H 2 O, T pl \u003d -37,62 ° C;
trihidrát HNO 3 3H 2 O, T pl \u003d -18,47 ° C.

A szilárd salétromsav két kristálymódosulatot képez:

monoklin rendszer , P 2 1 / a tércsoport , sejtparaméterek a = 1,623 nm , b = 0,857 nm , c = 0,631 nm , β = 90° , Z = 16 ;
rombikus

A monohidrát ortorombikus kristályokat képez , P na 2 tércsoport , sejtparaméterek a = 0,631 nm , b = 0,869 nm , c = 0,544 nm , Z = 4 .

A salétromsav vizes oldatainak sűrűségét a koncentráció függvényében az egyenlet írja le

d(c)=0{,}9952+0{,}564c+0{,}3005c^{2}-0{,}359c^{3},

ahol d a sűrűség g/cm 3 -ben , c a sav tömeghányada. Ez a képlet rosszul írja le a sűrűség viselkedését 97%-nál nagyobb koncentrációnál.

Kémiai tulajdonságok

1. Az erősen koncentrált HNO 3 a fényben végbemenő bomlási folyamat miatt barna színű:

{\mathsf {4HNO_{3}\longrightarrow 4NO_{2}\!\uparrow +2H_{2}O+O_{2}\!\uparrow ))

2. Hevítéskor a salétromsav ugyanazon reakció szerint bomlik. A salétromsav csak csökkentett nyomáson bomlás nélkül desztillálható (a jelzett forráspont atmoszférikus nyomáson extrapolációval állapítható meg).

3. Az arany , platina , irídium , ródium és tantál a teljes koncentrációtartományban közömbös a salétromsavval szemben, más fémek reagálnak vele, a reakció lefolyását a koncentrációja határozza meg.

4. A HNO 3 erős egybázisú savként kölcsönhatásba lép:

a) bázikus és amfoter oxidokkal :

{\mathsf {CuO+2HNO_{3}\longrightarrow Cu(NO_{3})_{2}+H_{2}O))

{\mathsf {ZnO+2HNO_{3}\longrightarrow Zn(NO_{3})_{2}+H_{2}O))

b) alapokkal :

{\mathsf {KOH+HNO_{3}\longrightarrow KNO_{3}+H_{2}O))

c) kiszorítja a gyenge savakat sóikból:

{\mathsf {CaCO_{3}+2HNO_{3}\longrightarrow Ca(NO_{3})_{2}+H_{2}O+CO_{2}\!\uparrow ))

5. Forraláskor vagy fény hatására a salétromsav részben lebomlik:

{\mathsf {4HNO_{3}\ \xrightarrow {h\nu } \ 4NO_{2}\!\uparrow +O_{2}\!\uparrow +2H_{2}O))

6. A salétromsav bármilyen koncentrációban oxidáló sav tulajdonságait mutatja, míg a nitrogén +5 és -3 közötti oxidációs állapotra redukálódik. A redukció mélysége elsősorban a redukálószer jellegétől és a salétromsav koncentrációjától függ. Oxidáló savként a HNO 3 kölcsönhatásba lép:

a) a hidrogéntől jobbra feszültségsorozatban álló fémekkel :

Tömény HNO 3

{\mathsf {Cu+4HNO_{3}(60\%)\longrightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\!\uparrow +2H_{2}O))

Hígított HNO 3

{\mathsf {3Cu+8HNO_{3}(30\%)\longrightarrow 3Cu(NO_{3})_{2}+2NO\!\uparrow +4H_{2}O))

b) fémekkel, amelyek a hidrogéntől balra lévő elektrokémiai feszültségsorban állnak :

{\mathsf {Zn+4HNO_{3}(60\%)\longrightarrow Zn(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\!\uparrow +2H_{2}O))

{\mathsf {3Zn+8HNO_{3}(30\%)\longrightarrow 3Zn(NO_{3})_{2}+2NO\!\uparrow +4H_{2}O))

{\mathsf {4Zn+10HNO_{3}(20\%)\longrightarrow 4Zn(NO_{3})_{2}+N_{2}O\!\uparrow +5H_{2}O))

{\mathsf {5Zn+12HNO_{3}(10\%)\longrightarrow 5Zn(NO_{3})_{2}+N_{2}\!\uparrow +6H_{2}O))

{\mathsf {4Zn+10HNO_{3}(3\%)\longrightarrow 4Zn(NO_{3})_{2}+NH_{4}NO_{3}+3H_{2}O))

Az összes fenti egyenlet csak a reakció domináns lefolyását tükrözi. Ez azt jelenti, hogy ilyen körülmények között a reakció termékei többek, mint más reakciók termékei, például amikor a cink salétromsavval reagál (a salétromsav tömeghányada 0,3 oldatban), a termékek tartalmazzák a legtöbb NO -t. , de tartalmaz majd (csak kisebb mennyiségben) és NO 2 -t , N 2 O -t , N 2 -t és NH 4 NO 3 -ot is .

7. A salétromsav és a fémek kölcsönhatásának egyetlen általános mintája: minél hígabb a sav és minél aktívabb a fém, annál mélyebbre csökken a nitrogén:

savkoncentráció növekedése fémaktivitás növekedése

{\mathsf {\Leftarrow NO_{2},NO,N_{2}O,N_{2},NH_{4}NO_{3}\Rightarrow ))

8. A salétromsav, még koncentrált is, nem lép kölcsönhatásba arannyal és platinával. A vasat, alumíniumot, krómot hideg tömény salétromsavval passziválják. A vas kölcsönhatásba lép a híg salétromsavval, és a savkoncentrációtól függően nemcsak különféle nitrogénredukciós termékek képződnek, hanem különféle vasoxidációs termékek is:

{\mathsf {Fe+4HNO_{3}(25\%)\longrightarrow Fe(NO_{3})_{3}+NO\!\uparrow +2H_{2}O))

{\mathsf {4Fe+10HNO_{3}(2\%)\longrightarrow 4Fe(NO_{3})_{2}+NH_{4}NO_{3}+3H_{2}O))

9. A salétromsav oxidálja a nemfémeket , míg a nitrogén általában NO -vá vagy NO 2 -vé redukálódik :

{\mathsf {S+6HNO_{3}(60\%)\longrightarrow H_{2}SO_{4}+6NO_{2}\!\uparrow +2H_{2}O))

{\mathsf {S+2HNO_{3}(40\%)\longrightarrow H_{2}SO_{4}+2NO\!\uparrow }}

{\mathsf {P+5HNO_{3}(60\%)\longrightarrow H_{3}PO_{4}+5NO_{2}\!\uparrow +H_{2}O))

{\mathsf {3P+5HNO_{3}(30\%)+2H_{2}O\longrightarrow 3H_{3}PO_{4}+5NO\!\uparrow ))

és összetett anyagok, például:

{\mathsf {FeS+4HNO_{3}(30\%)\longrightarrow Fe(NO_{3})_{3}+S+NO\!\uparrow +2H_{2}O))

10. Egyes szerves vegyületek (pl . aminok , terpentin ) tömény salétromsavval érintkezve spontán meggyulladnak.

11. Egyes fémek ( vas , króm , alumínium , kobalt , nikkel , mangán , berillium ), amelyek híg salétromsavval reagálnak, tömény salétromsav által passziválódnak , és ellenállnak annak hatásainak.

A salétromsav és a kénsav keverékét melanzsnak nevezik.

A salétromsavat széles körben használják nitrovegyületek előállítására .

12. Három térfogatrész sósav és egy térfogatrész salétromsav keverékét " aqua regiának " nevezik. Szobahőmérsékleten a reakció egyensúlyban van. Fűtéskor jobbra tolódik. Az Aqua regia feloldja a legtöbb fémet, beleértve az aranyat és a platinát is . Erős oxidáló képessége a keletkező atomos klórnak és nitrozil-kloridnak köszönhető, amely szintén lebontja és klórt szabadít fel :

{\mathsf {3HCl+HNO_{3}\rightleftarrows Cl_{2}\uparrow +NOCl\uparrow +2H_{2}O))

${\mathsf {3HCl+HNO_{3}\ \xrightarrow {^{o}t} \ Cl_{2}\uparrow +NOCl\uparrow +2H_{2}O))$

${\mathsf {2NOCl\ \xrightarrow {^{o}t} \ 2NO\uparrow +Cl_{2}\uparrow }}$

Teljes:

${\mathsf {6HCl+2HNO_{3}\ \xrightarrow {^{o}t} \ 3Cl_{2}\uparrow +2NO\uparrow +4H_{2}O))$

Ugyanez a reakció megy végbe hidrogén-bromiddal is :

${\mathsf {6HBr+2HNO_{3}\longrightarrow 3Br_{2}+2NO\uparrow +4H_{2}O))$

13. Tömény salétromsav és sósav kölcsönhatása nemesfémekkel :

{\mathsf {Au+HNO_{3}+4HCl\longrightarrow H[AuCl_{4}]+NO\!\uparrow +2H_{2}O))

{\mathsf {3Pt+4HNO_{3}+18HCl\longrightarrow 3H_{2}[PtCl_{6}]+4NO\!\uparrow +8H_{2}O))

14. A vízben oldódó salétromsav részlegesen és reverzibilisen reagál vele ortonitsavat képezve, amely nem létezik szabad formában:

{\displaystyle {\mathsf {HNO_{3}+H_{2}O\rightleftarrows H_{3}NO_{4))))

Nitrátok

A salétromsav erős sav. Sóit - nitrátokat - a HNO 3 fémekre és egyes nemfémvegyületekre, oxidokra , hidroxidokokra vagy karbonátokra gyakorolt hatására állítják elő . Minden nitrát jól oldódik vízben. A nitrát ion vízben nem hidrolizál.

1. A salétromsav sói hevítés hatására visszafordíthatatlanul bomlanak, és a bomlástermékek összetételét a kation határozza meg:

a) fémek nitrátjai a magnéziumtól balra eső feszültségsorokban (a lítium kivételével ):

{\mathsf {2KNO_{3}\ {\xrightarrow {450^{o}C}}\ 2KNO_{2}+O_{2}\!\uparrow }}

b) a magnézium és a réz közötti feszültségsorozatban elhelyezkedő fémek nitrátjai (valamint a lítium ):

{\mathsf {4Al(NO_{3})_{3}\ {\xrightarrow {180^{o}C}}\ 2Al_{2}O_{3}+12NO_{2}\!\uparrow + \ 3O_{2}\!\uparrow }}

c) fémek nitrátjai, amelyek egy feszültségsorozatban a higanytól jobbra helyezkednek el :

{\mathsf {2AgNO_{3}\ {\xrightarrow {400^{o}C}}\ 2Ag+2NO_{2}\!\uparrow +\ O_{2}\!\uparrow }}

d) ammónium-nitrát :

{\mathsf {NH_{4}NO_{3}\ {\xrightarrow {240^{o}C}}\ N_{2}O\!\uparrow +\ 2H_{2}O}}

2. A vizes oldatokban lévő nitrátok gyakorlatilag nem mutatnak oxidáló tulajdonságokat, de magas hőmérsékleten szilárd állapotban erős oxidálószerek, például szilárd anyagok olvasztásakor:

{\mathsf {Fe+3KNO_{3}+2KOH\ {\xrightarrow {420^{o}C}}\ K_{2}FeO_{4}+3KNO_{2}+H_{2}O}}

3. A cink és az alumínium lúgos oldatban redukálja a nitrátokat NH 3 :

{\mathsf {3KNO_{3}+8Al+5KOH+18H_{2}O\jobbra 3NH_{3}\!\uparrow +8K[Al(OH)_{4}]))

A salétromsav sóit – nitrátokat – széles körben használják műtrágyaként . Ugyanakkor szinte minden nitrát jól oldódik vízben, ezért ásványi anyagok formájában rendkívül kicsi a természetben; a kivétel a chilei (nátrium) salétrom és az indiai salétrom ( kálium-nitrát ). A legtöbb nitrátot mesterségesen állítják elő.

4. Az üveg , a fluoroplaszt-4 nem lép reakcióba salétromsavval .

5. A fém-nitrátok a fém-oxidokkal végzett szinterezés során ortonitsav- ortonitrátok sóit képezik .

Ipari előállítás, alkalmazás és a testre gyakorolt hatás

A salétromsav a vegyipar egyik legnagyobb terméke.

Salétromsav előállítása

A modern előállítási módszer a szintetikus ammónia platina - ródium katalizátorokon történő katalitikus oxidációján alapul ( Ostwald - eljárás ) nitrogén-oxidok ( nitrogéngázok) keverékévé , és ezek további vízfelvételét :

{\mathsf {4NH_{3}+5O_{2}\ \xrightarrow {Pt/Rh} \ 4NO\uparrow +6H_{2}O))

{\mathsf {2NO+O_{2}\rightarrow 2NO_{2}\uparrow }}

{\mathsf {4NO_{2}+O_{2}+2H_{2}O\jobbra 4HNO_{3}}}

Mindhárom reakció exoterm , az első irreverzibilis , a többi visszafordítható [4] . Az ezzel a módszerrel kapott salétromsav koncentrációja 45-58% között változik az eljárás technológiai tervezésétől függően. Tömény salétromsav előállításához a harmadik reakcióban vagy eltolják az egyensúlyt a nyomás 50 atmoszférára emelésével , vagy kénsavat adnak a híg salétromsavhoz és melegítik, miközben a salétromsav a vízzel és a kénsavval ellentétben elpárolog [5] .

Oroszországban a salétromsav nagyüzemi (évi 10 000 tonna) gyártása ezzel a módszerrel 1917-ben kezdődött Juzovkában , a nyersanyag a kokszolókemencegázból származó ammónia volt I. I. Andreev módszere szerint .

Az alkimisták először kaptak salétromsavat sósavas és vas-szulfát keverékének melegítésével:

{\mathsf {4KNO_{3}+2FeSO_{4}\cdot 7H_{2}O\ {\xrightarrow[{}]{^{o}t))\ Fe_{2}O_{3}+2K_ {2}SO_{4}+2HNO_{3}\!\uparrow +2NO_{2}\!\uparrow +6H_{2}O}}

A tiszta salétromsavat először Johann Rudolf Glauber állította elő , tömény kénsavval salétromra hatva :

{\mathsf {KNO_{3}+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow[{}]{^{o}t))\ KHSO_{4}+HNO_{3}\!\uparrow }}

A további desztillációt ún. "füstölgő salétromsav", gyakorlatilag vizet nem tartalmaz.

Alkalmazás

Élelmiszeripar - hígított - berendezések helyén tisztítás (csövek, szivattyúk, hőcserélők, tartályok stb.);
Ásványi műtrágyák gyártása ;
Hadiipar (füstölve - robbanóanyagok gyártásában, rakéta-üzemanyag oxidálószereként , hígítva - különféle anyagok szintézisében, beleértve a mérgező anyagokat is );
Filmfotózás (rendkívül ritka) - hígított - egyes színező oldatok savanyítása [6] ;
Festőállvány grafika - nyomólemezek maratásához ( maratási táblák , cinkográfiai nyomdaformák és magnézium klisék);
Színezékek és gyógyszerek előállítása ( nitroglicerin );
Az ékszer az aranyötvözetben lévő arany meghatározásának fő módja ;
Alapvető szerves szintézis ( nitroalkánok , anilin , nitrocellulóz , TNT )

Akció a testen

A salétromsav mérgező . A szervezetre gyakorolt hatás mértéke szerint a 3. veszélyességi osztályba tartozó anyagok közé tartozik . Gőzei nagyon ártalmasak: a gőzök irritálják a légutakat, maga a sav pedig hosszan gyógyuló fekélyeket hagy a bőrön. A bőrrel érintkezve a bőr jellegzetes sárga elszíneződése következik be a xantoprotein reakció miatt. Hevítéskor vagy fény hatására a sav lebomlik, és rendkívül mérgező NO 2 nitrogén-dioxidot (barna gáz) képez. MPC a salétromsavra a munkaterület levegőjében NO 2 -re 2 mg/m 3 [7] .

NFPA 704 besorolás tömény salétromsavra:

Egészségügyi veszély: 4
Gyúlékonyság: 0
Instabilitás: 0
Különleges: COR [8]

Unicode

Az Unicode-ban van egy alkímiai szimbólum a salétromsavra ( latin Aqua fortis ).

Unicode és HTML kódolás

graféma	Unicode		HTML
graféma	A kód	Név	Hexadecimális	Decimális	Mnemonika
🜅	U+1F705	AQUAFORTIS ALKÉMIAI SZIMBÓLUMA	🜅	🜅	—

Lásd még

Vörösen füstölgő salétromsav

Jegyzetek

↑ Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. és mások – 2. kiadás, javítva. - M., L.: Kémia, 1965. - T. 3. - 1008 p.
↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0447.html
↑ Erős vodka // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907. ;
Erős vodka // Kosár - Kukunor. - M .: Szovjet Enciklopédia, 1953. - S. 337. - ( Great Soviet Encyclopedia : [51 kötetben] / főszerkesztő B. A. Vvedensky ; 1949-1958, 23. v.).
↑ Hodakov, 1976 , pp. 43,60-61.
↑ Hodakov, 1976 , p. 61.
↑ Salétromsav // Fotokinotechnika: Enciklopédia / Ch. szerk. E. A. Iofis . — M .: Szovjet Enciklopédia , 1981. — 447 p.
↑ GOST 12.1.005-88 államközi szabvány, 2. függelék, 1. o.
↑ Fisher Scientific .

Irodalom

Khodakov Yu. V., Epstein D. A., Gloriozov P. A. Szervetlen kémia. Tankönyv 9. évfolyamnak. - 7. kiadás - M . : Oktatás , 1976. - 2 350 000 példány.
Egy fiatal kémikus enciklopédikus szótára, ösz. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - 2. kiadás, M., 1990.
Akhmetov N. S. Általános és szervetlen kémia. Moszkva: Felsőiskola, 2001.
Chemical Encyclopedia / Szerk.: Knunyants I.L. és mások - M . : Szovjet Encyclopedia, 1988. - T. 1 (Abl-Dar). — 623 p.

Linkek

Salétromsav // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
Salétromsav 65-67% (angol) (nem elérhető link) . fishersci.com . Fisher Scientific. Letöltve: 2018. április 13. archiválva az eredetiből: 2018. április 14.

A latin F betű származékai , f
Levelek	Ḟḟ F̣f̣ Ƒƒ ᶂ Ff F̀f̀ F̄f̄ F̧f̧ ꜰ Ꞙꞙ ꟻ ꬵ Ⅎⅎ ʩ 𝼀 Ꝼꝼ
Szimbólumok	ƒ ₣ ℉ ℱ 𝔽 🜅 𝄢 𝇑 𝆑 Ⓕⓕ ⒡

Fényképészeti reagensek

Fejlesztő szerek

fekete és fehér	Adurol ( brómhidrokinon klórhidrokinon ) Amidól 2-aminofenol 4-aminofenol C vitamin hidrokinon Glicin fotó Metilfenidon Metol Oxietilortoamino-fenol pirogallol Pirokatechin Phenidon p-fenilén-diamin TsPV-1 Edinol
színezett	p-fenilén-diamin TsPV-1 TsPV-2 AC-60 CD-2 CD-3 CD-4 CD-6

Anti-fátyol

pH szabályozók

Fejlesztési gyorsítók	Kálium-hidroxid Nátrium-hidroxid Kálium-karbonát Nátrium-karbonát nátrium-metaborát nátrium-szulfit Nátrium-tetraborát
Salétromsav Bórsav