ASIDI YA NITRIC, HNO 3, hupatikana kwa kuyeyusha oksidi za nitrojeni katika maji:
3NO 2 + H 2 O = 2HN 3 + NO
N 2 O 3 + H 2 O = HNO 3 + NO
N2O5 + H2O = 2HNO3
Mali ya kimwili ya asidi ya nitriki. Uzito wa Molar - 63.016; kioevu isiyo na rangi na harufu ya tabia; kiwango cha kuchemsha 86 °, kiwango cha myeyuko -47 °; mvuto maalum 1.52 saa 15 °; wakati wa kunereka, kutokana na kuharibika kwa 2HNO 3 = N 2 O 3 + 2O + H 2 O, asidi ya nitriki mara moja hutoa oksijeni, N 2 O 3 na maji; kunyonya kwa mwisho husababisha kuongezeka kwa kiwango cha mchemko. Katika suluhisho la maji, asidi kali ya nitriki kawaida huwa na oksidi za nitrojeni, na utayarishaji wa asidi ya nitriki isiyo na maji hutoa shida kubwa. Haiwezekani kupata asidi ya nitriki isiyo na maji kwa kunereka, kwa kuwa ufumbuzi wa maji ya asidi ya nitriki una elasticity ya chini, yaani, kuongeza maji kwa asidi na kinyume chake hupunguza elasticity ya mvuke (na huongeza kiwango cha kuchemsha). Kwa hivyo, kama matokeo ya kunereka kwa asidi dhaifu (D< 1,4) получается постоянно кипящий остаток D = 1,415, с содержанием 68% HNО 3 и с температурой кипения 120°,5 (735 мм). Перегонка при пониженном давлении дает остаток с меньшим содержанием HNО 3 , при shinikizo la damu- yenye maudhui ya juu ya HNO 3. Asidi D = 1.503 (85%), iliyosafishwa kwa kupiga hewa kutoka N 2 O 4, inatoa mabaki na 77.1% HNO 3 wakati wa kunereka. Wakati wa kunereka, asidi D = 1.55 (99.8%) kwanza hutoa suluhisho D = 1.62, yenye rangi ya oksidi za nitrojeni, na asidi iliyobaki D = 1.49. Hiyo. Mabaki kutoka kwa kunereka kwa asidi ya nitriki daima huwa na asidi inayolingana na elasticity ya chini (kiwango cha juu cha kuchemsha). Asidi isiyo na maji inaweza kupatikana tu kwa kuchanganya asidi ya nitriki yenye nguvu (99.1%) na anhidridi ya nitriki.
Kwa kufungia, inaonekana, haiwezekani kupata asidi zaidi ya 99.5%. Kwa njia mpya (Valentiner) za kuchimba asidi ya nitriki kutoka kwa saltpeter, asidi ni safi kabisa, lakini pamoja na ya zamani ilikuwa ni lazima kuitakasa hasa kutoka kwa misombo ya kloridi na kutoka kwa mvuke N 2 O 4. Asidi kali zaidi ina D0 = 1.559, D15 = 1.53, na 100% HNO3 - D4 = 1.5421 (Veley na Manley); Asidi 100% hutoa mafusho hewani na huvutia mvuke wa maji kwa nguvu kama asidi ya sulfuriki. Asidi yenye D = 1.526 huwaka inapochanganywa na theluji.
Joto la malezi (kutoka 1/2 H 2 + 1/2 N 2 + 3/2 O 2):
HNO 3 - mvuke + 34400 cal
HNO 3 - kioevu + 41600 cal
HNO 3 - fuwele + 42200 cal
HNO 3 - suluhisho + 48800 cal
Joto la dilution: wakati wa kuongeza chembe moja ya H 2 O kwa HNO 3 - 3.30 Cal, chembe mbili - 4.9 Cal, chembe tano - 6.7 Cal, kumi - 7.3 Cal. Nyongeza zaidi inatoa ongezeko lisilo na maana athari ya joto. Kwa namna ya fuwele unapata:
1) HNO 3 · H 2 O = H 3 NO 4 - vidonge vya rhombic kukumbusha AgNO 3, kiwango cha kuyeyuka = -34 ° (-38 °);
2) HNO 3 (H 2 O) 2 = H 5 NO 5 - sindano, kiwango cha kuyeyuka -18 °.2, imara tu chini -15 °. Curve ya joto ya fuwele ya asidi ya maji ina eutectics tatu (saa -66 °.3, -44 °.2, -43 °) na maxima mbili (HNO 3 H 2 O -38 °, HNO 3 3H 2 O -18 °,2). Vile vile pointi maalum huzingatiwa kwa joto la ufumbuzi na kwa zamu ya curve ya conductivity ya umeme, lakini kwa mwisho 2HNO 3 ·H 2 O na HNO 3 · 10H 2 O pia huzingatiwa. Kutoka kwa kile ambacho kimesemwa hivi karibuni na kwa mlinganisho na asidi ya fosforasi, inafuata kwamba katika suluhisho la asidi ya nitriki kuna hydrate yake HNO 3, lakini hutengana kwa urahisi sana, ambayo huamua kiwango cha juu. reactivity HNO3. Asidi ya nitriki iliyo na NO 2 katika suluhisho inaitwa kuvuta sigara(nyekundu).
Tabia za kemikali. HNO 3 safi hutengana kwa urahisi na kupakwa rangi rangi ya njano kutokana na mmenyuko 2HNO 3 = 2NO 2 + O 2 + H 2 O na unyonyaji wa anhidridi ya nitrojeni inayosababishwa. Asidi safi ya nitriki na asidi kali ya nitriki kwa ujumla ni imara tu kwa joto la chini. Sifa kuu ya asidi ya nitriki ni uwezo wake wa oksidi wenye nguvu sana kwa sababu ya kutolewa kwa oksijeni. Kwa hivyo, wakati wa kutenda juu ya metali (isipokuwa Pt, Rh, Ir, Au, ambayo HNO 3 haina athari kwa kukosekana kwa klorini), asidi ya nitriki huoksidisha chuma, ikitoa oksidi za nitrojeni, kiwango cha chini cha oxidation, nguvu zaidi. chuma iliyooksidishwa ilikuwa kama wakala wa kupunguza. Kwa mfano, risasi (Pb) na bati (Sn) kutoa N 2 O 4; fedha - hasa N 2 O 3. Sulfuri, hasa iliyonyesha hivi karibuni, huoksidishwa kwa urahisi; fosforasi, inapokanzwa kidogo, hubadilika kuwa asidi ya fosforasi. Makaa ya mawe nyekundu ya moto huwaka katika mvuke wa asidi ya nitriki na katika asidi ya nitriki yenyewe. Athari ya vioksidishaji ya asidi nyekundu ya mafusho ni kubwa zaidi kuliko ile ya asidi isiyo na rangi. Chuma kilichotumbukizwa ndani yake huwa havifanyiki na haishambuliwi tena na hatua ya asidi. Kwa mzunguko misombo ya kikaboni(benzene, naphthalene, nk) Asidi ya nitriki isiyo na maji au iliyochanganywa na asidi ya sulfuriki hufanya kazi kwa nguvu sana, kutoa misombo ya nitro C 6 H 5 H + HNO 3 = C 6 H 5 NO 2 + NOH. Nitration ya parafini hutokea polepole, na tu chini ya hatua ya asidi dhaifu ( shahada ya juu ionization). Kama matokeo ya mwingiliano wa vitu vyenye hidroksili (glycerin, nyuzi) na asidi ya nitriki, esta za nitrati hupatikana, inayoitwa kwa usahihi nitroglycerin, nitrocellulose, nk. Majaribio yote na kazi zote na asidi ya nitriki lazima zifanyike katika chumba chenye hewa ya kutosha. , lakini ikiwezekana chini ya rasimu maalum.
Uchambuzi. Ili kugundua athari za asidi ya nitriki, tumia: 1) diphenylenedanyl dihydrotriazole (inayojulikana kibiashara kama "nitron"); Matone 5 au 6 ya suluhisho la 10% la nitroni katika 5% asidi asetiki mimina ndani ya 5-6 cm 3 ya suluhisho la jaribio, ukiongeza tone moja la H 2 SO 4 kwake mapema: mbele ya idadi inayoonekana ya ioni NO 3, mvua kubwa hutolewa; katika suluhisho dhaifu sana, zenye umbo la sindano. fuwele hutolewa; saa 0 ° hata 1/80000 HNO 3 inaweza kufunguliwa na nitroni; 2) brucine katika suluhisho; changanya na suluhisho la mtihani na uimimine kwa uangalifu kando ya ukuta wa bomba la mtihani kwa asidi kali ya sulfuri; katika hatua ya kuwasiliana na tabaka zote mbili kwenye bomba la mtihani, rangi nyekundu ya pinki huundwa, ikigeuka kutoka chini hadi kijani.
Kuamua kiasi cha HNO 3 katika suluhisho la asidi ya nitriki inayowaka, unahitaji kuongeza N 2 O 4 na suluhisho la KMnO 4, kuamua wiani wa kioevu na hydrometer na uondoe marekebisho kwa maudhui ya N 2 O 4. imeonyeshwa kwenye meza maalum.
Njia za viwandani za kutengeneza asidi ya nitriki. Asidi ya nitriki hutolewa. ar. kutoka kwa saltpeter. Hapo awali, madini ya saltpeter yalifanyika katika kinachojulikana. "salpetriere", au "kupasuka", ambapo, kama matokeo ya kuchanganya mbolea, mkojo, nk. na plasta ya zamani, hatua kwa hatua, kwa sehemu kutokana na hatua ya bakteria, oxidation ya urea na misombo mingine ya kikaboni ya nitrojeni (amini, amidi, nk) hutokea katika asidi ya nitriki, na kutengeneza nitrati ya kalsiamu na chokaa. Katika siku za joto, haswa kusini (kwa mfano, India na huko Asia ya Kati), mchakato unakwenda haraka sana.
Huko Ufaransa mnamo 1813, hadi kilo 2,000,000 za chumvi zilitolewa kutoka kwa chumvi. Wanyama 25 wakubwa hutoa karibu kilo 500 za chumvi kwa mwaka. Katika baadhi ya maeneo, pamoja na udongo wa msingi wenye matajiri katika mabaki ya wanyama (kwa mfano, eneo la Kuban), inawezekana kwamba kunaweza kuwa na kiasi kikubwa cha nitrati kwenye udongo, lakini haitoshi kwa uchimbaji. Kiasi kinachoonekana kilichimbwa katika bonde la Ganges na hupatikana katika ngome zetu za Asia ya Kati, ambapo hifadhi ya udongo iliyo na chumvi hufikia tani 17 kila mahali, lakini yaliyomo ndani yake sio zaidi ya 3%. Amana ya nitrati ya sodiamu - Chile - iligunduliwa mwaka wa 1809; wanapatikana hasa katika jimbo la Tarapaca, kati ya 68° 15" na 70° 18" longitudo ya mashariki na 19° 17" na 21° 18" latitudo ya kusini, lakini pia hupatikana zaidi kusini na kaskazini (huko Peru na Bolivia); amana yao iko katika urefu wa 1100 m juu ya usawa wa bahari. Amana hizo zina urefu wa kilomita 200, upana wa kilomita 3-5, na zina maudhui ya wastani ya NaNO 3 ya 30-40%. Akiba, ikizingatiwa ongezeko la kila mwaka la matumizi ya tani 50,000, inaweza kudumu kwa miaka 300. Mnamo 1913, tani 2,738,000 zilisafirishwa, lakini mauzo ya nje kwenda Uropa yalipungua, ingawa, baada ya kushuka sana kwa mauzo ya nje wakati wa vita, waliongezeka kidogo tena kutoka 1920. Kawaida juu kuna "moto" (50 cm - 2 m nene. ), inayojumuisha mchanga wa quartz na feldspathic, na chini yake "kalihe" (25 cm - 1.5 m), iliyo na saltpeter (amana ziko jangwani karibu na amana za chumvi na chumvi ya kalsiamu ya boroni). Muundo wa "kalihe" ni tofauti sana; ina NaNO 3 - kutoka 30% hadi 70%, iodidi na chumvi ya iodini - hadi 2%, kloridi ya sodiamu - 16-30%, chumvi za sulfate - hadi 10%, chumvi za magnesiamu - hadi 6%. Aina bora zaidi huwa na wastani: NaNO 3 - 50%, NaCl - 26%, Na 2 SO 4 - 6%, MgSO 4 - 3%. NaNO 3 inafutwa saa joto la juu ili NaNO 3 zaidi ipite kwenye suluhisho kuliko NaCl, umumunyifu wake huongezeka kidogo kulingana na halijoto. Kutoka kwa tani 3 za "kalihe" unapata tani 1 ya saltpeter ghafi na maudhui ya wastani ya saltpeter 95-96%. Kutoka kwa lita 1 ya brine ya mama, 2.5-5 g ya iodini hupatikana kwa kawaida. Kwa kawaida, saltpeter mbichi ina rangi ya hudhurungi, kwa sababu ya mchanganyiko wa oksidi ya chuma. Saltpeter iliyo na misombo ya kloridi hadi 1-2% hutumiwa kwa mbolea. Nitrati ya sodiamu safi haina rangi, ya uwazi, isiyo ya RISHAI ikiwa haina misombo ya kloridi; crystallizes katika cubes. Ili kupata asidi ya nitriki, saltpeter inapokanzwa na asidi ya sulfuriki; mwingiliano unafuata equation:
NaNO 3 + H 2 SO 4 = HNO 3 + NaSO 4
i.e. sulfate ya asidi hupatikana. Mwisho unaweza kutumika kutengeneza kloridi hidrojeni kwa kukokotoa mchanganyiko wa NaHSO 4 na NaCl katika mofu. Kwa mwingiliano kulingana na equation
kinadharia, ni muhimu kuchukua kilo 57.6 za H 2 SO 4 au kilo 60 za asidi 66° Bẻ kwa kilo 100 za NaNO 3. Kwa kweli, ili kuepuka kuoza, 20-30% zaidi ya asidi ya sulfuriki inachukuliwa. Mwingiliano unafanywa kwa usawa wa chuma cha silinda cha 1.5 m urefu, 60 cm kwa kipenyo, na kuta 4 cm nene. Kila silinda ina kilo 75 za chumvi na kilo 75 za H 2 SO 4. Mvuke hupitishwa kwanza kwenye jokofu ya kauri, kilichopozwa na maji, au kupitia bomba la kauri iliyoinama, kisha kupitia vifyonza: "mitungi" au "bonbons," yaani, "flasks za Wulf" kubwa za kauri. Ikiwa asidi ya sulfuriki 60 ° Вẻ (71%) inachukuliwa na kilo 4 za maji kwa kilo 100 za saltpeter huwekwa kwenye absorber ya kwanza, basi asidi ya 40-42 ° Вẻ (38-41%) hupatikana; kwa kutumia asidi kwa 66 ° Вẻ (99.6%) na saltpeter kavu, tunapata 50 ° Вẻ (53%); ili kupata asidi kwa 36 ° Вẻ, lita 8 za maji huwekwa kwenye kinyonyaji cha kwanza, lita 4 kwa pili, na lita 2.6 katika zifuatazo. Asidi ya nitriki inayowaka hupatikana kwa kuitikia saltpeter na nusu ya kiasi cha asidi ya sulfuriki inayohitajika kwa hesabu. Kwa hiyo, njia hiyo hutoa asidi iliyochafuliwa na kloridi ya nitrosyl na vitu vingine vinavyoondoka mwanzoni mwa mchakato, na kwa oksidi za nitrojeni mwishoni mwa kunereka. Oksidi za nitrojeni ni rahisi kuendesha kwa kupuliza mkondo wa hewa kupitia asidi. Ni faida zaidi kufanya kazi kwa kurudia, kuzungukwa na moto pande zote na kuwa na bomba chini ya kutolewa kwa bisulfate iliyo na asidi inayoonekana. Ukweli ni kwamba chuma cha kutupwa haipatikani na asidi ikiwa ina joto la kutosha na ikiwa kuwasiliana na moto kwa pande zote huzuia matone ya asidi kutoka kwa kutua. Katika urejesho kama huo (upana 1.20 na kipenyo cha 1.50 m, na unene wa ukuta wa cm 4-5), chumvi ya chumvi inatibiwa na asidi ya sulfuriki kwa kiwango cha kilo 450 na hata kilo 610 za chumvi kwa kilo 660 za H 2 SO 4 ( 66 ° Bẻ). Badala ya mitungi, mabomba ya wima sasa hutumiwa mara nyingi au mabomba haya yanaunganishwa na mitungi.
Kwa mujibu wa njia ya Guttmann, mtengano unafanywa katika urejesho wa chuma wa kutupwa unaojumuisha sehemu kadhaa (Mchoro 1 na 1a); sehemu zimeunganishwa na putty, kwa kawaida zinajumuisha sehemu 100 za filings za chuma, sehemu 5 za sulfuri, sehemu 5 za kloridi ya amonia na maji kidogo iwezekanavyo; Marudio na, ikiwa inawezekana, hatch ya upakiaji imefungwa kwa matofali na inapokanzwa na gesi za tanuru.
Kilo 800 za saltpeter na kilo 800 za 95% ya asidi ya sulfuriki hupakiwa kwenye urejesho na kunereka hufanyika kwa masaa 12; hii hutumia takriban kilo 100 za makaa ya mawe. Vipindi vya cylindrical pia hutumiwa. Mivuke iliyotolewa kwanza huingia kwenye silinda 8; kisha kupitisha mfululizo wa mabomba ya kauri, 12 na 13, iliyowekwa kwenye sanduku la mbao na maji; hapa mvuke hupunguzwa ndani ya asidi ya nitriki, ambayo inapita kupitia mabomba 22 ya ufungaji wa Gutman, na 23 kwenye mkusanyiko 28, na condensate kutoka silinda 8 pia huingia hapa; asidi ya nitriki ambayo haijaunganishwa kwenye mabomba 12 huingia kupitia 15a kwenye mnara uliojaa mipira na kuosha na maji; athari za mwisho za asidi ambazo hazijaingizwa kwenye mnara zimekamatwa kwenye silinda 43a; gesi huchukuliwa kupitia bomba 46a kwenye chimney. Ili kuongeza oksidi za nitrojeni zinazoundwa wakati wa kunereka, hewa huchanganywa ndani ya gesi moja kwa moja kwenye njia ya kutoka kwa urejesho. Ikiwa asidi ya sulfuriki yenye nguvu na saltpeter kavu hutumiwa katika uzalishaji, basi asidi ya nitriki isiyo na rangi 96-97% hupatikana. Karibu asidi yote huunganishwa kwenye mabomba, sehemu ndogo tu (5%) inaingizwa kwenye mnara, ikitoa 70% ya asidi ya nitriki, ambayo huongezwa kwa mzigo unaofuata wa nitrati. Hiyo. matokeo yake ni asidi ya nitriki isiyo na rangi, isiyo na klorini, na mavuno ya 98-99% ya nadharia. Njia ya Gutman imeenea kwa sababu ya unyenyekevu wake na gharama ya chini ya ufungaji.
Asidi 96-100% hutolewa kutoka kwa saltpeter kulingana na njia ya Valentiner, kwa kunereka chini ya shinikizo iliyopunguzwa (30 mm) katika urejesho wa chuma cha kutupwa cha mchanganyiko wa kilo 1000 NaNO 3, 1000 kg H2SO 4 (66 ° Вẻ) na kiasi kama hicho. ya asidi dhaifu HNO 3 ambayo huongeza kilo 100 za maji nayo. Kunyunyizia hudumu kwa masaa 10, na hewa inaingizwa kwenye aloi wakati wote. Uingiliano hutokea saa 120 °, lakini mwishoni mwa mchakato "mgogoro" hutokea (saa 1) na mshtuko mkali unawezekana (saa 120-130 °). Baada ya hayo, inapokanzwa huletwa hadi 175-210 °. Unene sahihi na kukamata asidi ni muhimu sana. Mvuke kutoka kwa retort huingia kwenye silinda, kutoka humo ndani ya coil 2 zilizopozwa sana, kutoka kwao kwenye mkusanyiko (kama vile chupa ya Wulf), ikifuatiwa na coil tena na kisha mitungi 15, nyuma ambayo pampu imewekwa. Kwa mzigo wa kilo 1000 wa NaNO 3 katika masaa 6-8, kilo 600 za HNO 3 (48° Вẻ) hupatikana, yaani 80% ya kawaida.
Ili kupata asidi ya nitriki kutoka kwa nitrati ya Norway (kalsiamu), mwisho huyeyushwa, asidi ya nitriki yenye nguvu huongezwa na kuchanganywa. asidi ya sulfuriki, baada ya hapo asidi ya nitriki huchujwa kutoka kwa jasi.
Uhifadhi na ufungaji. Ili kuhifadhi asidi ya nitriki, unaweza kutumia kioo, fireclay na alumini safi (sio zaidi ya 5% ya uchafu) sahani, pamoja na sahani zilizofanywa kwa chuma maalum cha silicon-sugu ya Krupp (V2A). Kwa sababu wakati asidi kali ya nitriki hufanya juu ya kuni, machujo ya mbao, matambara, yaliyotiwa maji mafuta ya mboga, nk kuzuka na moto huwezekana (kwa mfano, ikiwa chupa hupasuka wakati wa usafiri), basi asidi ya nitriki inaweza kusafirishwa tu katika treni maalum. Turpentine huwaka kwa urahisi hasa inapokanzwa inapogusana na asidi kali ya nitriki.
Maombi: 1) kwa namna ya chumvi kwa mbolea, 2) kwa ajili ya uzalishaji wa milipuko, 3) kwa ajili ya uzalishaji wa bidhaa za kumaliza nusu za rangi, na sehemu ya rangi yenyewe. Ch. ar. chumvi za asidi ya nitriki au nitrati (sodiamu, amonia, kalsiamu na potasiamu) hutumiwa kwa mbolea. Mnamo 1914, matumizi ya dunia ya nitrojeni kwa namna ya nitrate ya Chile ilifikia tani 368,000 na kwa namna ya asidi ya nitriki kutoka hewa - tani 10,000. Mnamo 1925, matumizi yanapaswa kufikia tani 360,000 za asidi ya nitriki kutoka hewa. Matumizi ya asidi ya nitriki huongezeka sana wakati wa vita kutokana na matumizi ya milipuko, ambayo kuu ni nitroglycerin na nitrocelluloses ya aina mbalimbali, misombo ya nitro (nitrotoluini, TNT, melinite, nk) na vitu vya fuses (zebaki fulminate). KATIKA Wakati wa amani asidi ya nitriki hutumiwa katika uzalishaji wa misombo ya nitro, kwa mfano, nitrobenzene, kwa ajili ya mpito kwa dyes kupitia anilini, iliyopatikana kutoka kwa nitrobenzene kwa kupunguzwa. Kiasi kikubwa cha asidi ya nitriki hutumiwa kwa etching metali; chumvi za asidi ya nitriki (saltpeter) hutumiwa kwa milipuko (nitrati ya ammoniamu - katika isiyo na moshi, nitrati ya potasiamu - katika poda nyeusi) na kwa fireworks (nitrati ya bariamu - kwa kijani).
Kiwango cha asidi ya nitriki. Kiwango cha asidi ya nitriki kipo hadi sasa katika USSR tu na kiliidhinishwa na Kamati ya Udhibiti katika STO kama kiwango cha Muungano. kiwango cha lazima(OST-47) kwa asidi katika 40° ẻ. Kiwango kinaweka maudhui ya HNO 3 katika asidi ya nitriki hadi 61.20% na hupunguza maudhui ya uchafu: asidi ya sulfuriki si zaidi ya 0.5%, klorini si zaidi ya 0.8%, chuma si zaidi ya 0.01%, mabaki imara si zaidi ya 0.9%; asidi ya nitriki ya kawaida haipaswi kuwa na mchanga. Kiwango hudhibiti uhusiano kati ya muuzaji na mnunuzi, kudhibiti madhubuti njia za sampuli na uchambuzi. Yaliyomo katika asidi ya nitriki huamuliwa kwa kuongeza NaOH kwenye asidi na kurudisha nyuma kwa asidi. Yaliyomo katika asidi ya sulfuri imedhamiriwa katika mfumo wa BaSO 4 kwa kunyesha kwa BaCl 2. Yaliyomo ya klorini huamuliwa na titration ndani mazingira ya alkali nitrati ya fedha. Yaliyomo ya chuma huamuliwa na kunyesha kwa sesquioksidi na amonia, kupunguzwa kwa chuma cha oksidi hadi chuma cha feri na mabadiliko ya baadaye ya KMnO 4. Ufungaji wa asidi ya nitriki bado sio kiwango. Bila kugusa ukubwa, uzito na ubora wa chombo, kiwango kinaeleza ufungaji wa asidi ya nitriki kwenye vyombo vya kioo na inatoa maelekezo ya jinsi ya kufunga na kuifunga.
Maandalizi ya asidi ya nitriki.
I. Kutoka angani. Mchanganyiko wa asidi ya nitriki kutoka kwa hewa chini ya hatua ya arc ya voltaic inarudiwa hadi kwa kiasi fulani mchakato unaotokea kwa asili chini ya ushawishi wa kutokwa kwa umeme wa anga. Cavendish alikuwa wa kwanza kuona (mnamo 1781) uundaji wa oksidi za nitrojeni wakati wa mwako wa H 2 hewani, na kisha (mnamo 1784) wakati cheche ya umeme inapita hewani. Mutman na Gopher mnamo 1903 walikuwa wa kwanza kujaribu kusoma usawa: N 2 + O 2 2NO. Kwa kupitisha safu ya voltaic ya mkondo mbadala wa 2000-4000 V kupitia hewa, walipata mkusanyiko wa NO wa 3.6 hadi 6.7 vol.%. Matumizi yao ya nishati kwa kilo 1 ya HNO 3 ilifikia 7.71 kWh. Kisha Nernst alichunguza usawa huu kwa kupitisha hewa kupitia bomba la iridiamu. Zaidi ya hayo, Nernst, Jellinek na watafiti wengine walifanya kazi katika mwelekeo huo huo. Kwa extrapolation matokeo ya majaribio Kwa kusoma usawa kati ya hewa na oksidi ya nitrojeni, Nernst aliweza kuhesabu kuwa upande wa kulia wa equation, kwa joto la 3750 ° (yaani, takriban kwenye joto la arc ya voltaic), maudhui ya kiasi cha 7% NO. imeanzishwa.
Wazo kipaumbele matumizi ya kiufundi arc ya voltaic kwa ajili ya kurekebisha nitrojeni ya anga ni mali ya mtafiti Mfaransa Lefebre, ambaye huko nyuma mwaka wa 1859 alipatia hakimiliki nchini Uingereza mbinu yake ya kuzalisha asidi ya nitriki kutoka angani. Lakini wakati huo gharama nishati ya umeme ilikuwa juu sana kwa mbinu ya Lefebre kupatikana umuhimu wa vitendo. Inafaa pia kutaja hati miliki za McDougal (An. P. 4633, 1899) na njia ya Bradley na Lovejoy iliyotekelezwa kwa kiwango cha kiufundi, iliyotumiwa mnamo 1902 na kampuni ya Amerika ya Atmospheric Products С° (yenye mtaji wa dola milioni 1) na kutumia nishati ya Niagara Falls. Majaribio ya kutumia voltage ya 50,000 V kurekebisha nitrojeni ya anga, iliyofanywa na Kowalski na mshiriki wake I. Moscytski, inapaswa pia kuhusishwa na wakati huu. Lakini mafanikio ya kwanza muhimu katika utengenezaji wa asidi ya nitriki kutoka kwa hewa yalitoka wazo la kihistoria Mhandisi wa Kinorwe Birkeland, ambayo ilikuwa ya kutumia uwezo wa mwisho wa kunyoosha katika uwanja wenye nguvu wa umeme ili kuongeza mavuno ya oksidi za nitrojeni wakati wa kupitisha arc ya voltaic kupitia hewa. Birkeland ilichanganya wazo hili na mhandisi mwingine wa Norway, Eide, na kulitafsiri katika usakinishaji wa kiufundi ambao mara moja ulitoa fursa ya gharama nafuu ya kupata asidi ya nitriki kutoka kwa hewa. Kwa sababu ya mabadiliko ya mara kwa mara katika mwelekeo wa mkondo wa umeme na hatua ya sumaku-umeme, mwali unaosababishwa wa safu ya voltaic huwa na tabia ya mara kwa mara ya, kama ilivyo, kuingia ndani. pande tofauti, ambayo inaongoza kwa kuundwa kwa arc ya voltaic ambayo huenda kwa kasi wakati wote kwa kasi ya hadi 100 m / sec, na kujenga hisia ya jua kali ya umeme inayowaka kwa utulivu na kipenyo cha m 2 au zaidi. Mto mkali wa hewa unaendelea kupigwa kwa jua hili, na jua yenyewe imefungwa katika tanuru maalum iliyofanywa kwa udongo wa kinzani, imefungwa kwa shaba (Mchoro 1, 2 na 3).
Electrodes mashimo ya arc voltaic ni kilichopozwa kutoka ndani na maji. Hewa kupitia chaneli A katika bitana ya fireclay ya tanuru huingia kwenye chumba cha arc b; kupitia gesi iliyooksidishwa huacha tanuru na hupozwa kwa kutumia joto lake ili joto boilers ya vifaa vya uvukizi. Baada ya hayo, HAPANA inaingia kwenye minara ya oksidi, ambapo inaoksidishwa na oksijeni ya anga hadi NO 2. Mchakato wa mwisho ni mchakato wa exothermic (2NO + O 2 = 2NO 2 + 27Cal), na kwa hiyo hali zinazoongeza kunyonya joto kwa kiasi kikubwa hupendelea majibu katika mwelekeo huu. Ifuatayo, dioksidi ya nitrojeni inafyonzwa na maji kulingana na hesabu zifuatazo:
3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO
2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2
Kwa njia nyingine, mchanganyiko wa kukabiliana na gesi hupozwa chini ya 150 ° kabla ya kunyonya; kwa joto hili, mtengano wa nyuma - NO 2 = NO + O - karibu haufanyiki. Kwa kuzingatia kwamba chini ya hali fulani usawa NO + NO 2 N 2 O 3 imeanzishwa na maudhui ya juu ya N 2 O 3, inaweza kupatikana kwa kumwaga gesi za nitrite za moto hata kabla ya oxidation yao kamili, kwa joto la 200 hadi 300 °, na suluhisho la soda au soda ya caustic, badala ya chumvi za nitrate - nitrites safi (Norsk Hydro mbinu). Wakati wa kuondoka kwenye tanuru, hewa iliyopigwa ina kutoka 1 hadi 2% ya oksidi za nitrojeni, ambazo huchukuliwa mara moja na jets za kukabiliana na maji na kisha kutengwa na chokaa ili kuunda kalsiamu, kinachojulikana. "Kinorwe" saltpeter. Kufanya mchakato yenyewe N 2 + O 2 2NO - 43.2 Cal inahitaji matumizi ya kiasi kidogo cha nishati ya umeme, yaani: kupata tani 1 ya nitrojeni iliyofungwa kwa njia ya NO tu 0.205 kW-mwaka; Wakati huo huo, katika mitambo bora ya kisasa ni muhimu kutumia mara 36 zaidi, yaani kuhusu 7.3 na hadi 8 kW-miaka kwa tani 1. Kwa maneno mengine, zaidi ya 97% ya nishati inayotumika haiendi kwa uundaji wa NO, lakini kuunda kwa mchakato huu. hali nzuri. Ili kuhamisha usawa kuelekea kiwango cha juu kabisa cha HAPANA, ni muhimu kutumia halijoto kutoka 2300 hadi 3300 ° (HAKUNA maudhui ya 2300 ° ni 2 vol% na kwa 3300 ° - 6 vol%), lakini kwa joto kama hilo 2NO hutengana haraka. kurudi kwenye N 2 + O 2. Kwa hiyo, katika sehemu ndogo ya pili ni muhimu kuondoa gesi kutoka maeneo ya moto hadi baridi na baridi kwa angalau 1500 °, wakati utengano wa NO unaendelea polepole zaidi. Usawa N 2 + O 2 2NO imeanzishwa kwa 1500 ° katika masaa 30, saa 2100 ° katika sekunde 5, saa 2500 ° katika sekunde 0.01. na kwa 2900 ° - katika 0.000035 sec.
Njia ya Schonherr, mfanyakazi wa BASF, inatofautiana na njia ya Birkeland na Eide katika maboresho makubwa. Kwa njia hii, badala ya moto unaoendelea na unaoendelea wa safu ya voltaic kutofautiana sasa, tumia moto wa utulivu wa juu kudumu sasa Hii inazuia kupiga mara kwa mara nje ya moto, ambayo ni hatari sana kwa mchakato. Matokeo sawa, hata hivyo, yanaweza kupatikana kwa arc ya sasa ya voltaic mbadala, lakini kwa kupiga hewa kwa njia ya moto unaowaka si kwa mstari wa moja kwa moja, lakini kwa namna ya upepo wa vortex kando ya moto wa arc voltaic. Kwa hiyo, tanuri inaweza iliyoundwa kwa namna ya bomba la chuma nyembamba, zaidi ya hayo, ili moto wa arc usigusa kuta zake. Mchoro wa kubuni wa tanuru ya Schongherr umeonyeshwa kwenye Mtini. 4.
Uboreshaji zaidi katika njia ya arc hufanywa na njia ya Pauling (Mchoro 5). Electrodes katika tanuru ya mwako huonekana kama viondoa pembe. Safu ya voltaic yenye urefu wa m 1 inayoundwa kati yao inapulizwa kuelekea juu na mkondo mkali wa hewa. Katika mahali pembamba zaidi ya moto uliovunjika, arc inawashwa tena kwa kutumia electrodes ya ziada.
Muundo tofauti kidogo wa tanuru kwa ajili ya oxidation ya nitrojeni katika hewa ilikuwa na hati miliki na I. Moscicki. Moja ya electrodes zote mbili (Mchoro 6) ina sura ya diski ya gorofa na iko mbali sana na electrode nyingine. safu ya karibu. Electrode ya juu ni tubular, na gesi zisizo na upande hupita ndani yake kwa mkondo wa haraka, kisha huenea kwenye koni.
Mwali wa arc ya voltaic hutolewa ndani Mzunguko wa Mzunguko kuathiriwa uwanja wa sumakuumeme, na jet ya gesi yenye umbo la koni haraka huzuia mzunguko mfupi. Maelezo ya kina ufungaji mzima umetolewa katika W. Waeser, Luftsticstoff-Industrie, p. 475, 1922. Mmea mmoja nchini Uswisi (Chippis, Wallis) hufanya kazi kulingana na njia ya I. Mościcki, huzalisha 40% HNO 3. Kiwanda kingine nchini Poland (Bory-Jaworzno) kimeundwa kwa 7000 kW na kinapaswa kuzalisha HNO 3 na (NH 4) 2 SO 4 iliyokolea. Ili kuboresha mavuno ya oksidi za nitrojeni na kuongeza mwali wa safu ya voltaic, sio hewa, lakini mchanganyiko wa nitrojeni na oksijeni uliojaa oksijeni zaidi, kwa uwiano wa 1: 1, hivi karibuni umetumika kama bidhaa ya kuanzia. Mmea wa Ufaransa huko Laroche-de-Rham hufanya kazi na mchanganyiko kama huo na matokeo mazuri sana.
Inashauriwa kuimarisha tetroksidi ya nitrojeni N 2 O 4 katika kioevu kwa baridi hadi -90 °. Tetroksidi ya nitrojeni ya kioevu kama hiyo, iliyopatikana kutoka kwa gesi zilizokaushwa kabla - oksijeni na hewa, haifanyi na metali na kwa hivyo inaweza kusafirishwa kwa mabomu ya chuma na kutumika kwa utengenezaji wa HNO 3 kwa viwango vikali. Toluene ilitumika kama baridi katika kesi hii wakati mmoja, lakini kwa sababu ya uvujaji usioepukika wa oksidi za nitrojeni na athari zao kwenye toluene, milipuko ya kutisha ilitokea kwenye mimea ya Tschernewitz (huko Ujerumani) na Bodio (Uswizi), na kuharibu biashara zote mbili. Uchimbaji wa N 2 O 4 kutoka mchanganyiko wa gesi m.b pia hupatikana kwa kunyonya N 2 O 4 na gel ya silika, ambayo hutoa nyuma ya N 2 O 4 iliyoingizwa inapokanzwa.
II. Oxidation ya mawasiliano ya amonia. Njia zote zilizoelezewa za kutengeneza asidi ya nitriki ya syntetisk moja kwa moja kutoka kwa hewa, kama ilivyoonyeshwa tayari, ni za bei rahisi ikiwa nishati ya umeme ya maji inapatikana. Tatizo la nitrojeni iliyounganishwa (angalia Nitrojeni) halingeweza kuzingatiwa hatimaye kutatuliwa ikiwa mbinu ya kuzalisha asidi ya nitriki ya bei nafuu isingepatikana. Unyonyaji wa nitrojeni iliyofungwa kutoka kwa mbolea na mimea huwezeshwa haswa ikiwa mbolea hizi ni chumvi za asidi ya nitriki. Michanganyiko ya amonia inayoletwa kwenye udongo lazima kwanza ipitiwe na nitrification kwenye udongo wenyewe (angalia mbolea za nitrojeni). Kwa kuongeza, asidi ya nitriki, pamoja na asidi ya sulfuriki, ni msingi wa matawi mengi ya sekta ya kemikali na masuala ya kijeshi. Uzalishaji wa vilipuzi na baruti zisizo na moshi (TNT, nitroglycerin, baruti, asidi ya picric, na wengine wengi), rangi ya anilini, celluloid na rayoni, madawa mengi, nk haiwezekani bila asidi ya nitriki. Ndio sababu huko Ujerumani, ambayo ilikatwa kutoka kwa chanzo cha nitrate ya Chile wakati wa Vita vya Kidunia na kizuizi na wakati huo huo haikuwa na nishati ya umeme ya bei nafuu, utengenezaji wa asidi ya nitriki ya syntetisk ilitengenezwa kwa kiwango kikubwa kwa kutumia njia ya mawasiliano. , kuanzia makaa ya mawe ya makaa ya mawe au amonia ya synthetic kwa kuitia oksidi na oksijeni ya anga kwa ushiriki wa vichocheo. Wakati wa vita (1918), Ujerumani ilizalisha hadi tani 1000 za asidi ya nitriki na nitrati ya amonia kwa siku.
Huko nyuma mnamo 1788, Milner huko Cambridge alianzisha uwezekano wa uoksidishaji wa NH 3 kuwa oksidi za nitrojeni chini ya utendakazi wa peroksidi ya manganese inapokanzwa. Mnamo 1839, Kuhlman alianzisha hatua ya mawasiliano ya platinamu wakati wa oxidation ya amonia na hewa. Kitaalam, njia ya kuongeza oksidi ya amonia kwa asidi ya nitriki ilitengenezwa na Ostwald na Brouwer na kupewa hati miliki mnamo 1902 (Cha kushangaza, huko Ujerumani, maombi ya Ostwald yalikataliwa kwa sababu ya kutambuliwa kwa kipaumbele kwa Kemia wa Ufaransa Kulman.) Chini ya hatua ya platinamu iliyovunjika vizuri na mtiririko wa polepole wa mchanganyiko wa gesi, oxidation inaendelea kulingana na mmenyuko 4NH 3 + ZO 2 = 2N 2 + 6H 2 O. Kwa hiyo, mchakato unapaswa kuwa. Udhibiti madhubuti wote kwa maana ya kasi kubwa ya harakati ya ndege ya gesi iliyopigwa kupitia "kibadilishaji" cha mawasiliano, na kwa maana ya muundo wa mchanganyiko wa gesi. Mchanganyiko wa gesi zinazoingia "waongofu" unapaswa. hapo awali kusafishwa vizuri kwa vumbi na uchafu ambao unaweza "sumu" kichocheo cha platinamu.
Inaweza kuzingatiwa kuwa uwepo wa platinamu husababisha mtengano wa molekuli ya NH 3 na uundaji wa kiwanja cha kati kisicho na msimamo cha platinamu na hidrojeni. Katika kesi hii, nitrojeni katika hali ya nascendi inakabiliwa na oxidation na oksijeni ya anga. Uoksidishaji wa NH 3 hadi HNO 3 unaendelea kupitia athari zifuatazo:
4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 0;
kilichopozwa gesi isiyo na rangi HAPANA, ikichanganyika na sehemu mpya ya hewa, huzidisha oksidi moja kwa moja na kuunda NO 2 au N 2 O 4:
2 HAPANA + O 2 = 2NO 2, au N 2 O 4;
kufutwa kwa gesi zinazotokana na maji mbele ya hewa ya ziada au oksijeni kunahusishwa na oxidation zaidi kulingana na majibu:
2NO 2 + O + H 2 O = 2HNO 3,
baada ya hapo HNO 3 hupatikana, na nguvu ya takriban 40 hadi 50%. Kwa kutengenezea HNO 3 inayotokana na asidi kali ya sulfuriki, asidi ya nitriki iliyokolea inaweza hatimaye kupatikana. Kulingana na Ostwald, kichocheo lazima kiwe na platinamu ya metali iliyopakwa sehemu au platinamu ya sponji kabisa au nyeusi ya platinamu.
Mwitikio unapaswa kutokea wakati joto nyekundu halijaanza na kwa kasi kubwa ya mtiririko wa mchanganyiko wa gesi, unaojumuisha sehemu 10 au zaidi za hewa kwa saa 1 NH 3. Mtiririko wa polepole wa mchanganyiko wa gesi unakuza kuanguka kamili NH 3 kwa vipengele. Kwa gridi ya mawasiliano ya platinamu ya cm 2, kasi ya mtiririko wa gesi inapaswa kuwa 1-5 m/sec, yaani, wakati wa kuwasiliana na gesi na platinamu haipaswi kuzidi 1/100 sec. Joto bora zaidi ni karibu 300 °. Mchanganyiko wa gesi ni preheated. Kiwango cha juu cha mtiririko wa mchanganyiko wa gesi, ndivyo pato la NO. Kufanya kazi na mesh nene sana ya platinamu (kichocheo) na mchanganyiko wa amonia na hewa iliyo na takriban 6.3% NH 3, Neumann na Rose walipata matokeo yafuatayo kwa joto la 450 ° (na uso wa platinamu wa 3.35 cm 2):
Maudhui zaidi au chini ya NH 3 pia yana umuhimu mkubwa kwa maelekezo mchakato wa kemikali, ambayo inaweza kwenda ama kulingana na equation: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (yenye maudhui ya 14.38% NH 3), au kulingana na equation: 4NH 3 + 7O 2 = 4NO 2 + 6H 2 O (yenye maudhui ya mchanganyiko wa 10.74% NH 3). Kwa mafanikio kidogo kuliko platinamu, labda. Vichocheo vingine pia vilitumiwa (oksidi ya chuma, bismuth, cerium, thorium, chromium, vanadium, shaba). Kati ya hizi, tu matumizi ya oksidi ya chuma kwa joto la 700-800 °, na mavuno ya 80 hadi 85% NH 3, inastahili kuzingatia.
Joto lina jukumu kubwa katika mchakato wa oksidi wa ubadilishaji wa NH 3 hadi HNO 3. Mmenyuko wa oxidation ya amonia yenyewe ni exothermic: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O + 215.6 Cal. Hapo awali tu inahitajika kuwasha vifaa vya mawasiliano, basi majibu hufanyika kwa sababu ya joto lake mwenyewe. Muundo wa kiufundi wa "waongofu" kwa oxidation ya amonia ya mifumo tofauti ni wazi kutoka kwa takwimu zilizotolewa (Mchoro 7-8).
Mpango wa utengenezaji wa HNO 3 kulingana na njia inayokubalika ya Franck-Caro imeonyeshwa kwenye Mtini. 9.
Katika mtini. 10 inaonyesha mchoro wa uoksidishaji wa NH 3 katika kiwanda cha Meister Lucius na Brünning huko Hechst.
Katika mitambo ya kisasa, oxidation ya NH 3 hadi NO inafanywa kwa mavuno ya hadi 90%, na oxidation inayofuata na ngozi ya oksidi za nitrojeni na maji - na mavuno ya hadi 95%. Kwa hivyo, mchakato mzima hutoa mavuno ya nitrojeni iliyofungwa ya 85-90%. Kupata HNO 3 kutoka kwa nitrate kwa sasa kunagharimu (kwa mujibu wa 100% HNO 3) $103 kwa tani 1, kwa kutumia mchakato wa arc, $97.30 kwa tani 1, wakati tani 1 ya HNO 3 iliyopatikana kwa oxidation ya NH -3 inagharimu $85.80 pekee. Inakwenda bila kusema kwamba nambari hizi zinaweza kuwa ni takriban tu na kwa kiasi kikubwa inategemea saizi ya biashara, gharama ya nishati ya umeme na malighafi, lakini bado zinaonyesha kuwa njia ya mawasiliano ya kutengeneza HNO 3 imekusudiwa kuchukua nafasi kubwa katika siku za usoni ikilinganishwa na njia zingine.
Angalia pia
Asidi ya nitriki
Asidi ya nitriki(HNO 3) ni asidi kali ya monobasic. Asidi ya nitriki imara huunda marekebisho mawili ya fuwele: lati za monoclinic na orthorhombic.
Asidi ya nitriki inachanganya na maji kwa uwiano wowote. Katika ufumbuzi wa maji, karibu hutengana kabisa katika ions. Fomu na maji mchanganyiko wa azeotropic na mkusanyiko wa 68.4% na kiwango cha kuchemsha 120 °C saa shinikizo la anga. Hidrati mbili ngumu zinajulikana: monohidrati (HNO 3 ·H 2 O) na trihydrate (HNO 3 ·3H 2 O).
Tabia za kemikali
HNO 3 iliyokolezwa sana kawaida huwa na rangi ya hudhurungi kwa sababu ya mchakato wa mtengano unaotokea kwenye mwanga:
Inapokanzwa, asidi ya nitriki hutengana kulingana na majibu sawa. Asidi ya nitriki inaweza kuwa distilled (bila mtengano) tu chini ya shinikizo kupunguzwa (alionyesha kiwango cha mchemko katika shinikizo anga hupatikana kwa extrapolation).
Dhahabu, baadhi ya metali za kundi la platinamu na tantalum ni ajizi kwa asidi ya nitriki juu ya safu nzima ya mkusanyiko, metali nyingine huguswa nayo, mwendo wa athari huamuliwa na ukolezi wake.
HNO 3 kama asidi kali ya monobasic huingiliana:
a) na oksidi za kimsingi na za amphoteric:
b) kwa sababu:
c) kuhama asidi dhaifu kutoka kwa chumvi zao:
Inapochemka au kufunuliwa kwa mwanga, asidi ya nitriki hutengana kwa sehemu:
Asidi ya nitriki katika mkusanyiko wowote huonyesha sifa za asidi ya oksidi, na nitrojeni ikipunguzwa hadi hali ya oxidation kutoka +4 hadi -3. Ya kina cha kupunguza inategemea hasa asili ya wakala wa kupunguza na mkusanyiko wa asidi ya nitriki. Kama asidi ya oksidi, HNO 3 inaingiliana:
a) na metali zilizosimama kwenye safu ya voltage upande wa kulia wa hidrojeni:
Iliyokolea HNO3
Punguza HNO 3
b) na metali zilizosimama kwenye safu ya voltage upande wa kushoto wa hidrojeni:
Milinganyo yote hapo juu huonyesha tu mwendo mkuu wa majibu. Hii inamaanisha kuwa chini ya hali fulani kuna bidhaa nyingi za mmenyuko huu kuliko bidhaa za athari zingine, kwa mfano, wakati zinki humenyuka na asidi ya nitriki. sehemu ya molekuli asidi ya nitriki katika suluhisho la 0.3), bidhaa zitakuwa na HAPANA zaidi, lakini pia zitakuwa na (tu kwa idadi ndogo) NO 2, N 2 O, N 2 na NH 4 NO 3.
Mfano pekee wa jumla katika mwingiliano wa asidi ya nitriki na metali: zaidi hupunguza asidi na zaidi chuma ni kazi zaidi, ndivyo nitrojeni inavyopungua:
Kuongeza mkusanyiko wa asidi kuongeza shughuli za chuma
Bidhaa za mwingiliano wa chuma na HNO 3 ya viwango tofauti
Asidi ya nitriki, hata kujilimbikizia, haiingiliani na dhahabu na platinamu. Iron, alumini, chromium hupitishwa na asidi ya nitriki iliyojilimbikizia baridi. Iron humenyuka pamoja na asidi ya nitriki ya dilute, na kulingana na mkusanyiko wa asidi, sio tu bidhaa mbalimbali kupunguza nitrojeni, lakini pia bidhaa mbalimbali za oxidation ya chuma:
Asidi ya nitriki huweka oksidi zisizo za metali, na nitrojeni kwa kawaida hupunguzwa hadi NO au NO 2:
Na vitu tata, Kwa mfano:
Baadhi ya misombo ya kikaboni (kwa mfano, amini na hidrazini, tapentaini) huwaka moja kwa moja inapogusana na asidi ya nitriki iliyokolea.
Asidi ya nitriki
Baadhi ya metali (chuma, chromium, alumini, cobalt, nikeli, manganese, berili), ambayo humenyuka kwa asidi ya nitriki, hupitishwa na asidi ya nitriki iliyokolea na ni sugu kwa athari zake.
Mchanganyiko wa asidi ya nitriki na sulfuriki inaitwa "melange". Shukrani kwa uwepo wa amyl, mkusanyiko wa 104% unapatikana [ chanzo haijabainishwa siku 150] (yaani, wakati wa kuongeza sehemu 4 za distillate kwa sehemu 100 za melange, ukolezi hubakia 100% kutokana na kufyonzwa kwa maji na amyl [ chanzo haijabainishwa siku 150]).
Asidi ya nitriki hutumiwa sana kupata misombo ya nitro.
Mchanganyiko wa juzuu tatu ya asidi hidrokloriki na kiasi kimoja cha nitrojeni kinaitwa "vodka ya kifalme". Aqua regia huyeyusha metali nyingi, ikiwa ni pamoja na dhahabu na platinamu. Uwezo wake mkubwa wa kuongeza vioksidishaji ni kwa sababu ya klorini ya atomiki na kloridi ya nitrosyl iliyoundwa:
Nitrati
HNO 3 ni asidi kali. Chumvi zake - nitrati - zinapatikana kwa hatua ya HNO 3 kwenye metali, oksidi, hidroksidi au carbonates. Nitrati zote ni mumunyifu sana katika maji.
Chumvi ya asidi ya nitriki - nitrati - hutengana bila kubadilika wakati inapokanzwa, bidhaa za mtengano zimedhamiriwa na cation:
a) nitrati za metali ziko kwenye safu ya voltage upande wa kushoto wa magnesiamu:
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2
b) nitrati za metali ziko katika safu ya voltage kati ya magnesiamu na shaba:
4Al(NO 3) 3 = 2Al 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2
c) nitrati za metali ziko kwenye safu ya voltage upande wa kulia wa zebaki:
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2
d) nitrati ya ammoniamu:
NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O
Nitrati katika suluhisho la maji kivitendo haionyeshi mali ya oksidi, lakini kwa joto la juu katika hali ngumu, nitrati ni vioksidishaji vikali, kwa mfano:
Fe + 3KNO 3 + 2KOH = K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + H 2 O - wakati wa muunganisho yabisi.
Zinki na alumini ndani suluhisho la alkali punguza nitrati hadi NH3:
Chumvi ya asidi ya nitriki - nitrati - hutumiwa sana kama mbolea. Zaidi ya hayo, karibu nitrati zote huyeyuka sana katika maji, kwa hivyo kuna wachache sana katika asili katika mfumo wa madini; isipokuwa ni nitrati ya Chile (sodiamu) na nitrati ya India (nitrate ya potasiamu). Nitrate nyingi hupatikana kwa njia ya bandia.
Kioo na fluoroplastic-4 hazifanyiki na asidi ya nitriki.
Taarifa za kihistoria
Njia ya kupata asidi ya nitriki ya dilute kwa kunereka kavu ya saltpeter na alum na sulfate ya shaba inaonekana ilielezewa kwa mara ya kwanza katika maandishi ya Jabir (Geber katika tafsiri za Kilatini) katika karne ya 8. Njia hii, pamoja na marekebisho kadhaa, muhimu zaidi ambayo ilikuwa uingizwaji wa sulfate ya shaba na sulfate ya chuma, ilitumika katika alchemy ya Uropa na Kiarabu hadi karne ya 17.
Katika karne ya 17, Glauber alipendekeza mbinu ya kuzalisha asidi tete kwa kuitikia chumvi zao na asidi ya sulfuriki iliyokolea, ikiwa ni pamoja na asidi ya nitriki kutoka nitrati ya potasiamu, ambayo ilifanya iwezekane kuanzisha asidi ya nitriki iliyokolea katika mazoezi ya kemikali na kusoma sifa zake. Mbinu ya Glauber ilitumika hadi mwanzoni mwa karne ya 20, na marekebisho yake muhimu yalikuwa ni uingizwaji wa nitrate ya potasiamu na nitrati ya bei nafuu ya sodiamu (Chile).
Wakati wa M.V. Lomonosov, asidi ya nitriki iliitwa vodka kali.
Uzalishaji wa viwanda, matumizi na athari kwa mwili
Asidi ya nitriki ni moja ya bidhaa kubwa zaidi za tasnia ya kemikali.
Uzalishaji wa asidi ya nitriki
Njia ya kisasa ya utengenezaji wake inategemea uoksidishaji wa kichocheo wa amonia ya syntetisk kwenye vichocheo vya platinamu-rhodium (mchakato wa Ostwald) hadi mchanganyiko wa oksidi za nitrojeni (gesi za nitrojeni), na kunyonya kwao zaidi na maji.
4NH 3 + 5O 2 (Pt) → 4NO + 6H 2 O 2NO + O 2 → 2NO 2 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3.
Mkusanyiko wa asidi ya nitriki iliyopatikana kwa njia hii inatofautiana kulingana na muundo wa teknolojia ya mchakato kutoka 45 hadi 58%. Wanaalchemists walikuwa wa kwanza kupata asidi ya nitriki kwa kupokanzwa mchanganyiko wa saltpeter na sulfate ya chuma:
4KNO 3 + 2(FeSO 4 7H 2 O) (t°) → Fe 2 O 3 + 2K 2 SO 4 + 2HNO 3 + NO 2 + 13H 2 O
Asidi safi ya nitriki ilipatikana kwa mara ya kwanza na Johann Rudolf Glauber kwa kutibu nitrati na asidi ya sulfuriki iliyokolea:
KNO 3 + H 2 SO 4 (conc.) (t°) → KHSO 4 + HNO 3
Kwa kunereka zaidi kinachojulikana "asidi ya nitriki inayofuka", ambayo haina maji.
· Uzalishaji wa viwanda, matumizi na athari kwenye mwili · Makala kuhusiana · Vidokezo · Fasihi · Tovuti rasmi ·
HNO 3 iliyokolezwa sana kawaida huwa na rangi ya hudhurungi kwa sababu ya mchakato wa mtengano unaotokea kwenye mwanga:
Inapokanzwa, asidi ya nitriki hutengana kulingana na majibu sawa. Asidi ya nitriki inaweza kuwa distilled (bila mtengano) tu chini ya shinikizo kupunguzwa (alionyesha kiwango cha mchemko katika shinikizo anga hupatikana kwa extrapolation).
Dhahabu, baadhi ya metali za kikundi cha platinamu na tantalum ni ajizi kwa asidi ya nitriki juu ya safu nzima ya mkusanyiko, metali zingine huguswa nayo, mwendo wa athari pia imedhamiriwa na ukolezi wake.
HNO 3 kama asidi kali ya monobasic huingiliana:
a) na oksidi za kimsingi na za amphoteric:
c) huondoa asidi dhaifu kutoka kwa chumvi zao:
Inapochemka au kufunuliwa kwa mwanga, asidi ya nitriki hutengana kwa sehemu:
Asidi ya nitriki katika mkusanyiko wowote huonyesha mali ya asidi ya oksidi; kwa kuongeza, nitrojeni hupunguzwa kwa hali ya oxidation kutoka +4 hadi 3. Kina cha kupunguza kinategemea hasa asili ya wakala wa kupunguza na mkusanyiko wa asidi ya nitriki. Kama asidi ya oksidi, HNO 3 inaingiliana:
a) na metali zilizosimama kwenye safu ya voltage upande wa kulia wa hidrojeni:
Iliyokolea HNO3
Punguza HNO 3
b) na metali zilizosimama kwenye safu ya voltage upande wa kushoto wa hidrojeni:
Milinganyo yote hapo juu huonyesha tu mwendo mkuu wa majibu. Hii inamaanisha kuwa chini ya hali fulani kuna bidhaa nyingi za mmenyuko huu kuliko bidhaa za athari zingine, kwa mfano, wakati zinki humenyuka na asidi ya nitriki (sehemu kubwa ya asidi ya nitriki katika suluhisho 0.3), bidhaa zitakuwa na HAPANA zaidi, lakini pia. vyenye ( kwa kiasi kidogo) na NO 2, N 2 O, N 2 na NH 4 NO 3.
Muundo pekee wa jumla katika mwingiliano wa asidi ya nitriki na metali ni: kadiri asidi inavyozidi kupungua na chuma inavyofanya kazi zaidi, ndivyo nitrojeni inavyopungua zaidi.
Kuongeza mkusanyiko wa asidi kuongeza shughuli za chuma
Asidi ya nitriki, hata kujilimbikizia, haiingiliani na dhahabu na platinamu. Iron, alumini, chromium hupitishwa na asidi ya nitriki iliyojilimbikizia baridi. Iron humenyuka na asidi ya nitriki, na kulingana na mkusanyiko wa asidi, sio tu bidhaa mbalimbali za kupunguza nitrojeni huundwa, lakini pia bidhaa mbalimbali za oxidation ya chuma:
Asidi ya nitriki huweka oksidi zisizo za metali, na nitrojeni kwa kawaida hupunguzwa hadi NO au NO 2:
na vitu changamano, kwa mfano:
Baadhi ya misombo ya kikaboni (kwa mfano, amini, tapentaini) huwaka moja kwa moja inapogusana na asidi ya nitriki iliyokolea.
Baadhi ya metali (chuma, chromium, alumini, cobalt, nikeli, manganese, berili), ambayo humenyuka kwa asidi ya nitriki, hupitishwa na asidi ya nitriki iliyokolea na ni sugu kwa athari zake.
Mchanganyiko wa asidi ya nitriki na sulfuriki inaitwa "melange".
Asidi ya nitriki hutumiwa sana kupata misombo ya nitro.
Mchanganyiko wa juzuu tatu za asidi hidrokloriki na ujazo mmoja wa asidi ya nitriki huitwa "aqua regia." Aqua regia huyeyusha metali nyingi, ikiwa ni pamoja na dhahabu na platinamu. Uwezo wake mkubwa wa kuongeza vioksidishaji ni kwa sababu ya klorini ya atomiki na kloridi ya nitrosyl:
Nitrati
Asidi ya nitriki ni asidi kali. Chumvi zake - nitrati - zinapatikana kwa hatua ya HNO 3 kwenye metali, oksidi, hidroksidi au carbonates. Nitrati zote ni mumunyifu sana katika maji. Ioni ya nitrati haina hidrolisisi katika maji.
Chumvi ya asidi ya nitriki hutengana bila kubadilika wakati inapokanzwa, na muundo wa bidhaa za mtengano imedhamiriwa na cation:
a) nitrati za metali ziko kwenye safu ya voltage upande wa kushoto wa magnesiamu:
b) nitrati za metali ziko katika safu ya voltage kati ya magnesiamu na shaba:
c) nitrati za metali ziko kwenye safu ya voltage upande wa kulia wa zebaki:
d) nitrati ya ammoniamu:
Nitrati katika suluhisho la maji haionyeshi mali ya vioksidishaji, lakini kwa joto la juu katika hali dhabiti ni vioksidishaji vikali, kwa mfano, wakati wa kuunganisha vitu vikali:
Zinki na alumini katika suluhisho la alkali hupunguza nitrati hadi NH 3:
Chumvi ya asidi ya nitriki - nitrati - hutumiwa sana kama mbolea. Kwa kuongeza, karibu nitrati zote huyeyuka sana katika maji, kwa hivyo kuna wachache sana katika asili katika mfumo wa madini; isipokuwa ni nitrati ya Chile (sodiamu) na nitrati ya India (nitrate ya potasiamu). Wengi wa nitrati hupatikana kwa njia ya bandia.
Kioo na fluoroplastic-4 hazifanyiki na asidi ya nitriki.
Asidi ya nitriki Kioevu kisicho na rangi chenye harufu kali, msongamano 1.52 g/cm3, kiwango mchemko 84°C, kwa joto la -41°C hukaa kigumu kuwa kisicho na rangi. dutu ya fuwele. Kwa kawaida hutumiwa katika mazoezi, asidi ya nitriki iliyojilimbikizia ina 65 - 70% HNO3 (wiani wa juu 1.4 g/cm3); Asidi huchanganyika na maji kwa uwiano wowote. Kuna pia asidi ya nitriki inayowaka na mkusanyiko wa 97 - 99%.
Asidi ya nitriki viwango vya juu hutoa gesi katika hewa, ambayo katika chupa iliyofungwa hugunduliwa kwa namna ya mvuke ya kahawia (oksidi za nitrojeni). Gesi hizi ni sumu sana, kwa hivyo unahitaji kuwa mwangalifu usizipumue. Asidi ya nitriki huongeza oksidi nyingi jambo la kikaboni. Karatasi na vitambaa vinaharibiwa kutokana na oxidation ya vitu vinavyounda nyenzo hizi. Asidi ya nitriki iliyojilimbikizia husababisha kuchoma kali kwa kuwasiliana kwa muda mrefu na njano ya ngozi kwa siku kadhaa na kuwasiliana kwa muda mfupi. Njano ya ngozi inaonyesha uharibifu wa protini na kutolewa kwa sulfuri (mmenyuko wa ubora kwa asidi ya nitriki iliyojilimbikizia - rangi ya njano kutokana na kutolewa kwa sulfuri ya msingi wakati asidi hufanya juu ya protini - xanthoprotein mmenyuko). Hiyo ni, ni kuchoma ngozi.
Ili kuzuia kuchoma, unapaswa kufanya kazi na asidi ya nitriki iliyojilimbikizia wakati umevaa glavu za mpira. Wakati huo huo, utunzaji wa asidi ya nitriki sio hatari kuliko, kwa mfano, asidi ya sulfuriki; huvukiza haraka na haibaki katika sehemu zisizotarajiwa. Splashes ya asidi ya nitriki inapaswa kuosha na maji mengi, au hata bora, iliyotiwa na suluhisho la soda.
Asidi ya nitriki inayowaka, inapohifadhiwa chini ya ushawishi wa joto na mwanga, hutengana kwa sehemu:
4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2.
Joto la juu na asidi iliyojilimbikizia zaidi, utengano wa haraka hutokea. Kwa hiyo, uihifadhi mahali pa baridi na giza. Dioksidi ya nitrojeni iliyotolewa huyeyuka katika asidi na kuipa rangi ya kahawia.
Asidi ya dilute inaweza kutayarishwa kwa urahisi kwa kumwaga asidi iliyokolea ndani ya maji.
Asidi ya nitriki iliyopunguzwa huhifadhiwa na kusafirishwa katika vyombo vya chuma vya chromium, kujilimbikizia - katika vyombo vya alumini, kwa sababu. asidi iliyokolea hupitisha alumini, chuma na chromium kwa sababu ya uundaji wa filamu za oksidi zisizo na maji:
2Al + 6HNO3 = Al2O3 + 6NO2 + 3H2O.
Kiasi kidogo huhifadhiwa kwenye chupa za glasi. Asidi ya nitriki huharibu sana mpira. Kwa hiyo, chupa lazima ziwe na vizuizi vya ardhi au polyethilini.
Asidi ya nitriki hutumiwa hasa katika mfumo wa ufumbuzi wa maji na ni mojawapo ya vipengele aqua regia, inayopatikana katika asidi ya majaribio. Katika tasnia, hutumiwa kutengeneza mbolea ya nitrojeni ya pamoja, kwa kuyeyusha ores na huzingatia, katika utengenezaji wa asidi ya sulfuriki, nitroproducts anuwai za kikaboni, katika teknolojia ya roketi kama kioksidishaji cha mafuta, nk.
Uzalishaji wa viwanda wa asidi ya nitriki
Mbinu za kisasa za viwanda kwa ajili ya kuzalisha asidi ya nitriki ni msingi wa oxidation ya kichocheo ya amonia na oksijeni ya anga. Wakati wa kuelezea mali ya amonia, ilionyeshwa kuwa inawaka katika oksijeni, na bidhaa za majibu ni maji na nitrojeni ya bure. Lakini mbele ya vichocheo, oxidation ya amonia na oksijeni inaweza kuendelea tofauti.
Ikiwa mchanganyiko wa amonia na hewa hupitishwa juu ya kichocheo, basi saa 750 ° C na muundo fulani wa mchanganyiko, karibu uongofu kamili hutokea.
NO kusababisha hubadilika kwa urahisi kuwa NO2, ambayo, pamoja na maji mbele ya oksijeni ya anga, hutoa asidi ya nitriki.
Aloi za platinamu hutumiwa kama vichocheo vya oxidation ya amonia.
Asidi ya nitriki iliyopatikana kwa oxidation ya amonia ina mkusanyiko usiozidi 60%. Ikiwa ni lazima, imejilimbikizia,
Sekta hiyo inazalisha asidi ya nitriki iliyochanganywa na mkusanyiko wa 55, 47 na 45%, na asidi ya nitriki iliyokolea - 98 na 97%;
Utumiaji wa asidi ya nitriki
Asidi ya nitriki hutumiwa katika uzalishaji wa nitrojeni na mbolea za pamoja (sodiamu, amonia, kalsiamu na nitrati ya potasiamu, nitrophos, nitrophoska), chumvi mbalimbali za asidi ya sulfuriki, milipuko (trinitrotoluene, nk), rangi za kikaboni.
KATIKA awali ya kikaboni Mchanganyiko wa asidi ya nitriki iliyokolea na asidi ya sulfuriki - "mchanganyiko wa nitrating" - hutumiwa sana.
Katika madini, asidi ya nitriki hutumiwa kufuta na kuchuja metali, na pia kutenganisha dhahabu na fedha. Asidi ya nitriki pia hutumiwa katika tasnia ya kemikali, katika utengenezaji wa vilipuzi, na katika utengenezaji wa viambatisho vya utengenezaji wa rangi za sintetiki na kemikali zingine.
Asidi ya nitriki ya kiufundi hutumiwa kwa upakaji wa nickel, galvanizing na chrome plating ya sehemu, na pia katika sekta ya uchapishaji. Asidi ya nitriki hutumiwa sana katika tasnia ya maziwa na umeme.
Uzito wa ufumbuzi wa viwango tofauti vya asidi ya nitriki
|
Msongamano, g/cm 3 |
Kuzingatia |
Msongamano, |
Kuzingatia |
||
|
g/l. |
g/l. |
||||
|
1, 000 |
0, 3296 |
3, 295 |
1, 285 |
46, 06 |
591, 9 |
|
1, 005 |
1, 255 |
12, 61 |
1, 290 |
46, 85 |
604, 3 |
|
1, 010 |
2, 164 |
21, 85 |
1, 295 |
47, 63 |
616, 8 |
|
1, 015 |
3, 073 |
31, 19 |
1, 300 |
48, 42 |
629, 5 |
|
1, 020 |
3, 982 |
40, 61 |
1, 305 |
49, 21 |
642, 1 |
|
1, 025 |
4, 883 |
50, 05 |
1, 310 |
50, 00 |
644, 7 |
|
1, 030 |
5, 784 |
59, 57 |
1, 315 |
50, 85 |
668, 5 |
|
1, 035 |
6, 661 |
68, 93 |
1, 320 |
51, 71 |
682, 4 |
|
1, 040 |
7, 530 |
78, 32 |
1, 325 |
52, 56 |
696, 3 |
|
1, 045 |
8, 398 |
87, 77 |
1, 330 |
53, 41 |
710, 1 |
|
1, 050 |
9, 259 |
97, 22 |
1, 335 |
54, 27 |
724, 0 |
|
1, 055 |
10, 12 |
106, 7 |
1, 340 |
55, 13 |
738, 5 |
|
1, 060 |
10, 97 |
116, 3 |
1, 345 |
56, 04 |
753, 6 |
|
1, 065 |
11, 81 |
125, 8 |
1, 350 |
56, 95 |
768, 7 |
|
1, 070 |
12, 65 |
135, 3 |
1, 355 |
57, 87 |
783, 8 |
|
1, 075 |
13, 48 |
145, 0 |
1, 360 |
58, 78 |
799, 0 |
|
1, 080 |
14, 31 |
154, 6 |
1, 365 |
59, 69 |
814, 7 |
|
1, 085 |
15, 13 |
164, 1 |
1, 370 |
60, 67 |
831, 1 |
|
1, 090 |
15, 95 |
173, 8 |
1, 375 |
61, 69 |
848, 1 |
|
1, 095 |
16, 76 |
183, 5 |
1, 380 |
62, 70 |
865, 1 |
|
1, 100 |
17, 58 |
193, 3 |
1, 385 |
63, 72 |
882, 8 |
|
1, 105 |
18, 39 |
203, 1 |
1, 390 |
64, 74 |
900, 4 |
|
1, 110 |
19, 19 |
213, 0 |
1, 395 |
65, 84 |
918, 1 |
|
1, 115 |
20, 00 |
223, 0 |
1, 400 |
66, 97 |
937, 6 |
|
1, 120 |
20, 79 |
232, 9 |
1, 405 |
68, 10 |
956, 6 |
|
1, 125 |
21, 59 |
242, 8 |
1, 410 |
69, 23 |
976, 0 |
|
1, 130 |
22, 38 |
252, 8 |
1, 415 |
70, 34 |
996, 2 |
|
1, 135 |
23, 16 |
262, 8 |
1, 420 |
71, 63 |
1017 |
|
1, 140 |
23, 94 |
272, 8 |
1, 425 |
72, 86 |
1038 |
|
1, 145 |
24, 71 |
282, 9 |
1, 430 |
74, 09 |
1059 |
|
1, 150 |
25, 48 |
292, 9 |
1, 435 |
74, 35 |
1081 |
|
1, 155 |
26, 24 |
303, 1 |
1, 440 |
76, 71 |
1105 |
|
1, 160 |
27, 00 |
313, 2 |
1, 445 |
78, 07 |
1128 |
|
1, 165 |
27, 26 |
323, 4 |
1, 450 |
79, 43 |
1152 |
|
1, 170 |
28, 51 |
333, 5 |
1, 455 |
80, 88 |
1177 |
|
1, 175 |
29, 25 |
343, 7 |
1, 460 |
82, 39 |
1203 |
|
1, 180 |
30, 00 |
354, 0 |
1, 465 |
83, 91 |
1229 |
|
1, 185 |
30, 74 |
364, 2 |
1, 470 |
8550 |
1257 |
|
1, 190 |
31, 47 |
374, 5 |
1, 475 |
87, 29 |
1287 |
|
1, 195 |
32, 21 |
385, 0 |
1, 480 |
89, 07 |
1318 |
|
1, 200 |
32, 94 |
395, 3 |
1, 485 |
91, 13 |
1353 |
|
1, 205 |
33, 68 |
405, 8 |
1, 490 |
93, 19 |
1393 |
|
1, 210 |
34, 41 |
416, 3 |
1, 495 |
95, 46 |
1427 |
|
1, 215 |
35, 16 |
427, 1 |
1, 500 |
96, 73 |
1450 |
|
1, 220 |
35, 93 |
438, 3 |
1, 501 |
96, 98 |
1456 |
|
1, 225 |
36, 70 |
449, 6 |
1, 502 |
97, 23 |
1461 |
|
1, 230 |
37, 48 |
460, 9 |
1, 503 |
97, 49 |
1465 |
|
1, 235 |
38, 25 |
472, 4 |
1, 504 |
97, 74 |
1470 |
|
1, 240 |
39, 02 |
483, 8 |
1, 505 |
97, 99 |
1474 |
|
1, 245 |
39, 80 |
495, 5 |
1, 506 |
98, 25 |
1479 |
|
1, 250 |
40, 58 |
505, 2 |
1, 507 |
98, 50 |
1485 |
|
1, 255 |
41, 36 |
519, 0 |
1, 508 |
98, 76 |
1490 |
|
1, 260 |
42, 14 |
530, 9 |
1, 509 |
99, 01 |
1494 |
|
1, 265 |
42, 92 |
542, 9 |
1, 510 |
99, 26 |
1499 |
|
1, 270 |
43, 70 |
555, 0 |
1, 511 |
99, 52 |
1503 |
|
1, 275 |
44, 48 |
567, 2 |
1, 512 |
99, 74 |
1508 |
|
1, 280 |
45, 27 |
579, 4 |
1, 513 |
100, 00 |
1513 |
Na maji.
Katika jioni, asidi na maji huchanganywa kwa urahisi kwa uwiano wowote. Dutu hii pia ina hali ya fuwele.
Inaweza kuwa monoclinic au rhombic. Hii inaonyesha sura ya seli za kimiani za kioo.
Moja ya monoclinic inaundwa na parallelepipeds inclined, na moja ya rhombic, kwa mtiririko huo, kutoka kwa rhombuses.
Je, mali ya ufumbuzi hutofautiana na wao, ni jinsi gani dutu hii inapatikana na inatumiwa wapi? Maswali yameulizwa, kilichobaki ni kutoa majibu hapa chini.
Tabia ya asidi ya nitriki
KATIKA hali ya kawaida asidi ya fuwele inaweza kuonekana tu katika nchi za moto.
Inakuwa kioevu isiyo na rangi tu kwa digrii 42 Celsius. Hadi wakati huu, dutu hii inabaki kioevu na inaelea.
Wakati huo huo, reagent hutoa harufu kali, yenye kuvuta. Kwa kweli kuunganishwa naye historia ya ugunduzi wa asidi ya nitriki. Iligunduliwa na Daniel Rutherford.
Mskoti alisoma bidhaa za mwako. Wakati wa kazi, gesi ilitolewa, ambayo mwanakemia aliita hewa ya kutosha.
Mwanasayansi alibainisha kuwa dutu hii haiunga mkono mwako na haifai kwa kupumua.
Baadaye, ikawa formula ya asidi ya nitriki: - HNO 3 . Inatokea kwamba dutu hii ni monobasic.
Inaitwa hivyo, ambayo ina chembe moja tu ya hidrojeni. Dutu hii huchanganywa na maji kwa uwiano wowote.
Kwa hiyo, kuna asidi ya nitriki iliyokolea na isiyo na umakini.
Wa kwanza anavuta sigara, yaani, ni tete. Tabia za kemikali za mkusanyiko hutofautiana na toleo la diluted.
Ikiwa asidi katika suluhisho ni karibu 60%, itaguswa na metali zote isipokuwa , , , , , na .
Kwa hivyo hitimisho katika chombo gani dutu hii inapaswa kuhifadhiwa. na flasks, bila shaka, si faida.
Lakini vyombo vilivyotengenezwa kwa chuma na alumini ni vya bei nafuu na vya kuaminika, kwani huzuia asidi kutoka kwa mwanga. Jambo kuu sio kuchagua chombo kutoka shaba Asidi ya nitriki itaifuta.
Kujibu kwa metali, kujilimbikizia suluhisho la asidi ya nitriki hutoa gesi ya kahawia. Muundo wake: - NO 2.
Wakati huo huo, asidi huundwa. Kulingana na chuma kilichofutwa, majibu hutofautiana.
Wakati wa kuingiliana na idadi ya juu, dioksidi huundwa na oksijeni hutolewa.
Mwitikio wa chumvi za metali zinazopatikana baada ya magnesiamu hutoa gesi ya kahawia, oksidi ya nitriki na oksijeni.
Ikiwa chumvi ya chuma chochote baada ya shaba kuongezwa kwa asidi, chuma kitatengana. Pamoja nayo, gesi ya kahawia na oksijeni hutolewa.
Punguza asidi ya nitriki humenyuka pamoja na metali nyingi sawa, lakini hutiwa oksidi kuwa amonia.
Matokeo haya yanasababishwa na mwingiliano, kwa mfano, na vipengele vya kundi la dunia la alkali. Iron pia humenyuka.
Kwa hivyo, ni bora sio kuhifadhi asidi iliyopunguzwa kwenye vyombo vyenye ferrum.
Matokeo mwingiliano na asidi ya nitriki Sio tu amonia, lakini pia nitrati ya amonia inaweza kuwa aina ya diluted.
Chaguo la nadra zaidi ni oksidi ya nitrojeni. Itatolewa, kwa mfano, na mmenyuko na magnesiamu. Pamoja na metali nyingine, asidi ya nitriki huunda oksidi ya nitriki.
Inaweza kupatikana, haswa, kwa kuingiliana na. Oksidi ya ajenti itanyesha, na kutengeneza maji na oksidi ya nitriki.
Majibu ya asidi na yasiyo ya metali hufuata mpango huo huo, tu asidi ya sulfuriki huundwa badala yake.
Ya athari na asidi nyingine, kuchanganya na asidi hidrokloriki ni muhimu. Ya mwisho inachukua sehemu 3, na ya kwanza - moja. Inageuka.
Iliitwa hivyo kwa sababu dutu hii huyeyusha hata chuma cha watawala, wenye nguvu duniani hii.
Hakuna hata asidi safi inayo uwezo wa hii. Vyuma vya heshima Wao ni mara chache walishindwa, na kamwe kamwe.
Uzalishaji wa asidi ya nitriki
Kwa kiasi kidogo, dutu hii inaweza kutolewa hata kutoka kwa hewa, na kwa maana halisi. Sio siri kwamba nitrojeni ni mojawapo ya vipengele vya anga.
Gesi ya 15 ndani yake inachukua 78%. Nitrojeni humenyuka pamoja na oksijeni kutengeneza oksidi. Oxidation zaidi hutoa dioksidi ya nitrojeni. Hii ni gesi ya kahawia sawa.
Ni hii ambayo humenyuka na maji, kusimamishwa ambayo, kama inavyojulikana, iko angani. Inapogusana na mawingu na ukungu, gesi ya kahawia hubadilika kuwa asidi ya nitriki.
Sehemu kubwa ya asidi ya nitriki katika angahewa ni ndogo sana kwamba dutu haidhuru wanadamu au viumbe hai vingine.
Asidi kutoka kwa hewa pia haifai kwa uzalishaji wa viwanda. Viwanda hutumia mifumo tofauti.
Kwanza:- uzalishaji wa asidi ya nitriki kutoka kwa amonia. Kwanza, uongofu wake unafanywa, yaani, utungaji wa mchanganyiko wa gesi ya awali huvunjwa.
Mmenyuko huo hufanyika kwenye gridi za platinamu-rhodium kwa joto la digrii 1000 hivi. Hivi ndivyo oksidi ya nitriki hupatikana. Imeoksidishwa kuwa dioksidi.
Hii ni hatua ya pili ya mchakato. Baadaye, oksidi za nitrojeni huingizwa na maji. Matokeo yake ni asidi ya nitriki na maji safi.
Njia iliyoelezwa inasababisha kuundwa kwa asidi ya kuondokana. Mkusanyiko unaofuata unawezekana.
Kwa hiyo, njia hiyo ni maarufu zaidi, kwa sababu watumiaji wanahitaji asidi iliyojaa na isiyojaa.
Wanapofanya kazi na amonia, wenye viwanda "huua ndege wawili kwa jiwe moja."
Njia ya pili ya kuzalisha reagent inaongoza moja kwa moja kwenye uzalishaji wa makini. Tunazungumzia juu ya awali ya moja kwa moja kutoka kwa oksidi za nitrojeni. Chukua kioevu.
Wanaingiliana na maji na oksijeni. Vile majibu na asidi ya nitriki kupita chini ya shinikizo la 5 megapascals.
Hii inazalisha dioksidi ya nitrojeni. Katika hali ya kawaida huingia hali ya kioevu. Oxidation ya amonia hutoa oksidi ya nitriki mara mbili.
Ni karibu 11% katika mchanganyiko wa gesi. Dioksidi hutiwa maji chini ya shinikizo. Chini ya hali ya kawaida mpito hauwezekani.
Utumiaji wa asidi ya nitriki
Kama sehemu ya aqua regia, asidi ya nitriki ni sehemu ya asidi. Kwa msaada wao, ubora unasomwa.
Bila utafiti unaofaa, hawatakwenda sokoni, bali kwenye rafu.
Kabla ya chuma cha thamani kujaribiwa na kuuzwa, lazima kuchimbwa. Asidi ya nitriki na aqua regia pia husaidia na hili.
Wanasindika ores, na kuleta vitu muhimu katika suluhisho. Kilichobaki ni kusukuma metali na kuzikausha, kuzisafisha na uchafu. Hivi ndivyo si vitu vitukufu tu bali pia vitu visivyo na heshima vinachimbwa.
Kama unavyojua, hufanya metali, na kutoka kwao, kwa mfano, vifaa. Ikiwa tunazingatia hewa na nafasi, zina vyenye asidi safi.
Inachanganywa na mafuta, kupata oksidi. Asidi ya nitriki hufanya kama wakala wa oksidi. .
Hizi zote ni chumvi, zilizounganishwa na jina "saltpeter". Nitrojeni inaruhusu mimea kukua haraka na kuongeza tija.
Ukweli ni kwamba kipengele cha 15 ni sehemu ya chlorophyll. Hii ni rangi ya kijani kibichi inayohusika na unyonyaji wa nishati.
Kadiri nishati inavyotumiwa zaidi, ndivyo maendeleo bora mimea, vichaka, miti.
Neno "saltpeter" pia linajulikana kati ya pyrotechnicians. Asidi ya nitriki ni msingi wa vilipuzi.
Nitrati ya amonia katika wengi wao ni karibu 60%. Salio ni mafuta ya dizeli au mafuta mengine. Unaweza kupata fataki zisizo na madhara na bomu la kijeshi.
Bei ya asidi ya nitriki
Asidi ya nitriki, kama asidi nyingi maarufu, inaweza kuwa safi au ya kiufundi, iliyojaa uchafu. Ya mwisho ni ya bei nafuu.
Reagent safi ni ghali zaidi. Kwa kumbukumbu, GOST 4461-77 ni kiwango cha asidi iliyosafishwa.
Reagent iliyotengenezwa na Kirusi inagharimu karibu rubles 30-55 kwa kilo. Bei inategemea mkusanyiko wa suluhisho.
Kwa asidi ya kiufundi, kikomo cha bei ya juu ni kawaida 40 kwa kilo. Ufungaji mkubwa pia unapatikana.
Kuna, kwa mfano, makopo ya lita 25 ambayo ndani yake Asidi ya nitriki.
Nunua kitendanishi chenye manufaa ya juu zaidi huruhusu maagizo mengi. Hawa huenda kwa makampuni ya biashara ambapo wanajua sheria za kushughulikia reagent.
Huharibu metali tu, bali pia utando wa mucous. Mvuke wa dutu hii inaweza kufanya kupumua kuwa ngumu na kuharibu trachea inayozunguka tishu za pua.
Kwa hiyo, watu hufanya kazi tu na masks ya kuvaa asidi. Ikiwa sheria zinakiukwa, pamoja na ugumu wa kupumua, sumu hutokea.
Ulevi unaonyeshwa katika kutapika, scabies, uharibifu wa kuona, na harufu. Suluhisho dhaifu tu za reagent ni zaidi au chini ya madhara.
Hizi ndizo ambazo, kwa mfano, hutumiwa katika maabara za shule. Inafaa kujifunza jinsi ya kushughulikia kemikali kutoka kwa umri mdogo.