Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

АЗО́ТНАЯ КИСЛОТА́

  • рубрика

    Рубрика: Химия

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 1. Москва, 2005, стр. 303-304

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. И. Михайличенко, А. М. Алексеев

АЗО́ТНАЯ КИСЛОТА́, HNO3, силь­ная од­но­ос­нов­ная не­ор­га­нич. ки­сло­та; мно­го­тон­наж­ный про­дукт хи­мической про­мыш­ленности.

Свойства

Бес­цвет­ная жид­кость; плот­ность без­вод­ной HNO3 1513 кг/м3; tпл –41,59 °C, tкип 82,6 °C (с раз­ло­же­нием). С во­дой А. к. сме­ши­ва­ет­ся в лю­бых соот­но­ше­ни­ях, об­ра­зу­ет азео­тропную смесь (68,4% по мас­се HNO3, tкип 120,7 °C). А. к. ог­ра­ни­чен­но рас­тво­ри­ма в эфи­ре. Кон­цен­трир. ки­сло­та не­ус­той­чи­ва, при на­гре­ва­нии или под дей­ст­ви­ем све­та раз­ла­га­ет­ся: 4HNO3═4NO2+2H2O+O2; об­ра­зую­щий­ся NO2 ок­ра­ши­ва­ет ки­сло­ту в жёл­тый (при вы­со­ких кон­цен­тра­ци­ях NO2 – в крас­ный) цвет и при­да­ёт ей спе­ци­фич. за­пах. А. к. – силь­ный окис­ли­тель. Под дей­ст­ви­ем А. к. ме­тал­лы (за ис­клю­че­ни­ем Zr, Nb, Rh, Ta, Ir, Pt, Au) пре­вра­ща­ют­ся в нит­ра­ты или ок­си­ды, се­ра окис­ля­ет­ся до H2SO4, фос­фор – до H3PO4, ор­га­нич. со­еди­не­ния окис­ля­ют­ся и нит­ру­ются. Мн. ор­га­нич. ве­ще­ст­ва (бу­ма­га, мас­ло, дре­ве­си­на, уголь и пр.) при воз­дей­ст­вии кон­цен­трир. HNO3 вос­пла­ме­ня­ют­ся. Не­ко­то­рые ме­тал­лы (напр., Al, Fe), лег­ко рас­тво­ряю­щие­ся в раз­бав­лен­ной HNO3, ус­той­чи­вы к дей­ст­вию кон­цент­рир. HNO3, ко­то­рая их «пас­си­виру­ет» в ре­зуль­та­те об­ра­зо­ва­ния ма­лорас­тво­ри­мой ок­сид­ной плён­ки. Смесь кон­цен­трир. азот­ной и со­ля­ной ки­слот (со­от­но­ше­ние по объ­ё­му 1:3) – т. н. цар­ская вод­ка – рас­тво­ря­ет зо­ло­то и пла­ти­но­вые ме­тал­лы. Смесь 100%-ной HNO3 и 96%-ной H2SO4 (со­от­но­ше­ние по объ­ё­му 9:1) на­зы­ва­ет­ся ме­лан­жем. Со­ли А. к. – нит­ра­ты.

Получение

В сер. 17 в. И. Глау­бер пред­ло­жил по­лу­чать А. к. при на­гре­вании до 150 °C ка­лие­вой се­лит­ры с кон­цен­трир. сер­ной ки­сло­той: KNO3 + H2SO═ HNOKHSO4. До нач. 20 в. этот спо­соб при­ме­ня­ли в пром-сти, за­ме­няя ка­лие­вую се­лит­ру бо­лее де­шё­вой при­род­ной чи­лий­ской се­лит­рой NaNO3. Совр. спо­соб по­лу­че­ния 55–58%-ной HNO3 ос­но­ван на ка­та­ли­тич. окис­ле­нии ам­миа­ка NH3 ки­сло­ро­дом воз­ду­ха. Про­из-во вклю­ча­ет: по­лу­че­ние NO, окис­ле­ние его до NO2, аб­сорб­цию NO2 во­дой, очи­ст­ку от­хо­дя­щих га­зов от ок­си­дов азо­та. NO по­лу­ча­ют окис­ле­ни­ем ам­миа­ка: 4NH+ 5O 4NO + 6H2O; в ка­че­ст­ве ка­та­ли­за­то­ра ис­поль­зу­ют сет­ку из спла­вов Pt (80–95%) с ме­тал­ла­ми пла­ти­но­вой груп­пы в со­че­та­нии с ок­сид­ным не­пла­ти­но­вым ка­та­ли­за­то­ром. Окис­ле­ние NO (по ре­ак­ции 2NO O═ 2NO2) про­те­ка­ет в га­зо­вой фа­зе при ох­ла­ж­де­нии нит­ро­зных га­зов (смесь NO и NO2), по­лу­чен­ных на ста­дии окис­ле­ния NH3, при темп-ре до 160–250 °C. Аб­сорб­цию NO2 во­дой (3NOH2═ 2HNONO) осу­ще­ст­в­ля­ют в та­рель­ча­тых ко­лон­нах. Очи­ща­ют от­хо­дя­щие га­зы пу­тём ка­та­ли­тич. вос­ста­нов­ле­ния ок­си­дов азо­та до N2 ам­миа­ком или при­род­ным го­рю­чим га­зом.

Кон­цен­трир. А. к. по­лу­ча­ют дву­мя спо­со­ба­ми. Пер­вый спо­соб ос­но­ван на рек­ти­фи­ка­ции трой­ных сме­сей, со­дер­жа­щих HNO3, H2O и во­до­от­ни­маю­щий агент – H2SO4 или Mg(NO3)2; при этом кон­ден­си­ру­ют­ся па­ры 100%-ной HNO3. Вто­рой спо­соб ос­но­ван на ре­ак­ции 2N2O2H2O═ 4HNO3; при ис­поль­зо­ва­нии чис­то­го ки­сло­ро­да и дав­ле­нии ок. 5 МПа об­ра­зу­ет­ся 97–99%-ная HNO3; при ис­поль­зо­ва­нии воз­ду­ха и при дав­ле­нии 0,7–1,0 МПа об­ра­зу­ет­ся 80–85%-ная HNO3 и азео­троп­ная смесь HNO3 с во­дой. HNO3 с со­дер­жа­ни­ем при­ме­сей ме­нее 1·10–6% по мас­се по­лу­ча­ют рек­ти­фи­ка­ци­ей 97–98%-ной HNO3 в ап­па­ратах из си­ли­кат­но­го или квар­цево­го стек­ла.

Применение

Раз­бав­лен­ная HNO3 в осн. ис­поль­зу­ет­ся в про­из-ве нит­ра­та ам­мо­ния и ком­плекс­ных ми­нер. удоб­ре­ний, нит­ра­тов Na, K, Ca и др., в гид­ро­ме­тал­лур­гии; кон­цен­трир. HNO3 – при по­лу­че­нии ВВ, сер­ной и фос­фор­ной ки­слот, аро­ма­тич. нит­ро­со­еди­не­ний, кра­си­те­лей, как ком­по­нент ра­кет­но­го то­п­ли­ва, для трав­ле­ния ме­тал­лов и др.

Кон­цен­трир. HNO3 при со­при­кос­но­ве­нии с ор­га­нич. ве­ще­ст­ва­ми вы­зы­ва­ет по­жа­ры и взры­вы. Вды­ха­ние па­ров А. к. при­во­дит к от­рав­ле­нию, по­па­да­ние кон­цен­трир. HNO3 на ко­жу вы­зы­ва­ет ожо­ги.

Ми­ро­вое про­из-во А. к. (в пе­ре­счё­те на 100%-ную HNO3) ок. 105 млн. т/год (2000), в т. ч. 12 млн. т/год в РФ.

Лит.: Про­из­вод­ст­во азот­ной ки­сло­ты в аг­ре­га­тах боль­шой еди­нич­ной мощ­но­сти / Под ред. В. М. Олев­ско­го. М., 1985.

Вернуться к началу