Азотна кислота
Просторова формула азотної кислоти. Тривимірна модель молекул азотної кислоти.Азотна кислота, нітратна кислота (HNO 3) – сильна одноосновна кислота. Виходить при окисненні аміаку або реакції сірчаної кислоти з нітратом калію. Висококорозійна кислота реагує з більшістю металів, сильний окислюючи агент. Використовується для нітрації та отримання ефірів органічних сполук при виробництві сірчаної кислоти, нітратів, вибухових речовин, пластмас, барвників. Азотна кислота являє собою безбарвну рідину з їдким запахом, що димить, легко розкладається, забарвлюючись в жовтий колір. Щільність 1,53 г/см. Кипить при 86°С, замерзає при – 41°С. На повітрі HNO 3 «димить» внаслідок тяжіння її парами вологого повітря та утворення дрібних крапельок туману.Азотна кислота нестійка і вже під впливом сонячного світла поступово розкладається: При нагріванні розклад її значно прискорюється. Створюваний діоксид азоту розчиняється HNO 3 і надає їй жовтуватий колір. У водних розчинах нітратна кислота значно стійкіша. З водою HNO 3 поєднується в будь-яких співвідношеннях. Азотна кислота належить до сильних кислот, у водних розчинах вона практично повністю дисоціює: У продаж нітратна кислота зазвичай надходить у вигляді 68%-ного розчину з щільністю 1,4 г/см. Азотна кислота – дуже сильний окисник. Окислює сірку (до H2SO4), фосфор (до фосфорної кислоти), руйнує органічні речовини. Ступінь відновлення HNO 3 залежить від її концентрації та активності відновника. Концентрована HNO 3 відновлюється до NO 2, а розведена зазвичай до NO.Азотна кислота взаємодіє майже з усіма металами, за винятком золота, платини та деяких інших, утворюючи солі – нітрати.Так, при дії концентрованої азотної кислоти на мідь утворюється нітрат міді, діоксид азоту та вода: При дії ж розведеної азотної кислоти на мідь утворюється нітрат міді, монооксид азоту (а не діоксид як при дії концентрованої HNO 3) та вода: При взаємодії азотної кислоти з металами водень не виділяється, як, наприклад, при взаємодії з металами соляної та розведеної сірчаної кислот. Водень не виділяється з HNO 3 навіть активними металами. Так, при дії розведеної HNO 3 магнієм вона відновлюється до геміоксид азоту: При взаємодії азотної кислоти з ще більш активними металами вона може відновлюватися навіть до аміаку. Розведена нітратна кислота легко реагує з алюмінієм та залізом, а концентрована без нагрівання з ними не реагує. Це пояснюється тим, що під дією концентрованої HNO 3 на поверхні цих металів утворюється міцний, нерозчинний HNO 3 шар оксиду, який ізолює метал від кислоти і тим запобігає його руйнування. Завдяки цьому концентровану нітратну кислоту можна зберігати та транспортувати в алюмінієвій та залізній тарі.Азотна кислота легко окислює як метали, а й неметали. Наприклад, вона легко при нагріванні окислює сірку і фосфор до сульфатної та фосфатної кислот: Деякі речовини можуть займатися нітратною кислотою і горіти в ній. Так, коли шматочок розпеченого вугілля вкинути в концентровану HNO 3, він горітиме в ній яскравим полум'ям, а скипидар спалахує при дотику з нею. Тому концентрована кислота у пожежному відношенні дуже небезпечна. Азотна кислота взаємодіє з багатьма органічними сполуками, утворюючи нітросполуки (азотування). У сучасній хімічній промисловості нітратну кислоту добуваютьшляхом каталітичного окислення аміаку до монооксиду азоту з наступним окисленням NO киснем [повітря] (метод І. І. Андрєєва) при 700-900 °C до діоксиду (гемітетраоксиду) азоту та поглинанням останнього водою. Каталізатор – платинова сітка. Хімічні процеси, що відбуваються при виробництві азотної кислоти, можна представити рядом реакцій: Суміш аміаку з повітрям у певному співвідношенні спалюють у спеціальному приладі на платиновій сітці, яка служить каталізатором (без каталізатора аміак окислюється до вільного азоту): азоту охолоджують і окислюють киснем повітря до діоксиду (гемітетраоксиду) азоту: Суміш діоксиду і гемитетраоксиду поглинають водою і одержують розчин суміші азотної та азотистої кислот. азоту та воду: Процес поглинання оксидів азоту водою проводять при надлишку кисню. Тому монооксид азоту, що створюється за останньою реакцією, відразу перетворюється на діоксид азоту і знову вступає в процес утворення азотної кислоти. В результаті утворюється лише нітратна кислота. У лабораторних умовах нітратну кислоту можна отримати взаємодією нітратів з концентрованою сірчаною кислотою при легкому нагріванні, наприклад: Азотна кислота є одним із найважливіших продуктів хімічної промисловості. Вона виробляється у дуже великих кількостях, використовується для виробництва азотних добрив, у кольоровій металургії для поділу металів, а також хімічної промисловості для виробництва пластмас, вибухових речовин, целулоїду та фотокінопливки, штучного волокна, органічних барвників, лікувальних речовин.