Salpetersyre (HNO3)

Han salpetersyre Det er en uorganisk forbindelse som består av en oksoacid av nitrogen. Det regnes som en sterk syre, selv om PKA (-1,4) ligner PKA av hydroniumionet (-1,74). Fra dette tidspunktet er det kanskje den "svakeste" av mange kjente sterke syrer.

Det fysiske utseendet består av en fargeløs væske som ved lagring endres til en gulaktig farge, på grunn av dannelsen av nitrogengasser. Den kjemiske formelen er HNO₃. 

Det er ustabilt, og opplever en lett nedbrytning for eksponering for sollys. I tillegg kan det brytes helt ned ved oppvarming, forårsaker nitrogen, vann og oksygendioksid.

Det brukes til fremstilling av uorganiske og organiske nitrater, så vel som i lystgass som brukes i fremstilling av gjødsel, eksplosiver, mellommenn av fargestoffer og forskjellige organiske kjemiske forbindelser.

I atmosfæren, nei₂ Produsert av menneskelig aktivitet reagerer med skyenes vann, og danner HNO₃. Deretter, under sur regn, utfeller du sammen med vanndråper som spiser, for eksempel statuene av offentlige firkanter.

Salpetersyre er en veldig giftig forbindelse, og kontinuerlig eksponering for damper kan produsere kronisk bronkitt og kjemisk lungebetennelse.

Salpetersyrestruktur

Kilde: Ben Mills [Public Domain], fra Wikimedia Commons

Det øvre bildet viser strukturen til et HNO -molekyl₃ Med en sfærer og barmodell. Nitrogenatom, den blå sfæren, ligger i sentrum, omgitt av en trigonal flat geometri; Imidlertid er trekanten forvrengt av en av de lengste toppunktene.

Salpetersyremolekyler er deretter flate. Koblingene n = O, N-O og N-OH utgjør toppunktene til den flate trekanten. Hvis det er observert i detalj, er N-OH-koblingen mer langstrakt enn de to andre (der den hvite sfæren representerer H-atomet).

Resonansstrukturer

Det er to lenker som har samme lengde: n = o og n-o. Dette faktum strider mot Valencias koblingsteori, der det er spådd at dobbeltkoblinger er kortere enn enkle lenker. Forklaringen i dette ligger i fenomenet resonans, som observert i det nedre bildet.

Kilde: Ben Mills [Public Domain], fra Wikimedia Commons

Begge koblingene, n = o og n-o, er derfor likeverdige i resonansbetingelser. Dette er grafisk representert i strukturmodellen ved å bruke en diskontinuerlig linje mellom to atomer av O (se struktur).

Når HNO er ​​ubeskyttet₃, Den stabile nitratanionen er dannet nei₃^-. I den involverer resonansen nå de tre atomene til eller. Dette er grunnen til at HNO₃ Det har en stor surhet av Bronsted-Lowry (Hone Donator-arter⁺).

Kan tjene deg: aforert pipette

Fysiske og kjemiske egenskaper

Kjemiske navn

-Salpetersyre

-Azotisk syre

-Hydrogennitrat

-Fortis vann.

Molekylær vekt

63,012 g/mol.

Fysisk utseende

Fargeløs væske eller en blek gul farge, som kan bli rødbrun.

Lukt

Dekar, karakteristisk kvelende.

Kokepunkt

181 ºF ved 760 mmHg (83 ºC).

Smeltepunkt

-41,6 ºC.

Vannløselighet

Veldig løselig og blandbar med vann.

Tetthet

1.513 g/cm³ ved 20 ºC.

Relativ tetthet

1,50 (i forhold til vann = 1).

Relativ damptetthet

2 eller 3 ganger estimert (i luftforhold = 1).

Damptrykk

63,1 mmHg ved 25 ºC.

Nedbrytning

Ved eksponering for atmosfærisk eller varmefuktighet kan det dekomponere å danne nitrogenperoksyd. Når denne nedbrytningen blir oppvarmet, avgir den en veldig giftig røyk fra nitrogenoksyd og hydrogennitrat.

Salpetersyre er ikke stabil, å kunne bryte i kontakt med varme og eksponering for sollys, og avgi nitrogendioksid, oksygen og vann.

Goo

1.092 MPa ved 0 ºC, og 0,617 MPa ved 40 ° C.

Korrosjon

Den er i stand til å angripe alle grunnleggende metaller, bortsett fra aluminium og kromstål. Angripe noen av variantene av plastmateriale, gummi og belegg. Det er et kaustisk og etsende stoff, så det må manipuleres med høy forsiktighet.

Molar entalpi av fordampning

39,1 kJ/mol ved 25 ºC.

Standard molar entalpi

-207 kJ/mol (298 ºF).

Standard molar entropi

146 kJ/mol (298 ºF).

Overflatespenning

-0,04356 N/M A 0 ºC

-0,04115 n/m a 20 ºC

-0,0376 N/m a 40 ºC

Lukt terskel

-Lav lukt: 0,75 mg/m³

-Høy lukt: 250 mg/m³

-Irriterende konsentrasjon: 155 mg/m³.

Dissosiasjonskonstant

PKA = -1,38.

Brytningsindeks (η/d)

1,393 (16,5 ºC).

Kjemiske reaksjoner

Hydrering

Det kan danne faste hydrater, for eksempel HNO₃∙ H₂Eller og hno₃∙ 3H₂O: "nitrogenis".

Dissosiasjon i vann

Salpetersyre er en sterk syre som raskt blir ionisert i vann på følgende måte:

Hno₃ (L) +h₂Eller (l) => h₃ENTEN⁺ (ac) +nei₃^-

Salgsdannelse

Reagerer med basiske oksider som danner et nitrat og vannsalt.

Cao (S) +2 HNO₃ (l) => ca (nei₃)₂ (AC) +H₂Eller (l)

På samme måte reagerer den med basene (hydroksider), og danner et nitrat og vannsalt.

NaOH (AC) +HNO₃ (l) => nano₃ (AC) +H₂Eller (l)

Og også med karbonater og sure karbonater (bikarbonater), og danner også karbondioksid.

Na₂Co₃ (AC)+HNO₃ (l) => nano₃ (AC)+H₂Eller (l)+co₂ (g)

Protonasjon

Salpetersyre kan også oppføre seg som base. Av denne grunn kan du reagere med svovelsyre.

Hno₃   +   2H₂SW₄          NEI₂⁺    +     H₃ENTEN⁺     +      2HSO₄^-

Selvbehandling

Salpetersyre opplever en selv -propotolyse.

2hno₃    NEI₂⁺   +    NEI₃^-    +      H₂ENTEN

Metalloksidasjon

I reaksjonen med metaller oppfører salpetersyre seg ikke som sterke syrer, som reagerer med metaller som danner det tilsvarende saltet og frigjør hydrogen på en gassformig måte.

Det kan tjene deg: hydrokoloid

Imidlertid reagerer magnesium og mangan varmt med salpetersyre, slik de gjenværende sterke syrene gjør.

MG (S) +2 HNO₃ (l) => mg (nei₃)₂ (AC) +H₂ (g)

Andre

Salpetersyre reagerer med metallsulfitter som forårsaker et nitratsalt, svoveldioksid og vann.

Na₂SW₃ (S) +2 HNO₃ (L) => 2 nano₃ (AC) +Så₂ (g) +h₂Eller (l)

Og reagerer også med organiske forbindelser, og erstatter et hydrogen med en nitrogruppe; Dermed utgjør grunnlaget for syntese av eksplosive forbindelser som nitroglyserin og trinitrotoluen (TNT).

Syntese

Industriell

Det produseres på industrielt nivå gjennom den katalytiske oksidasjonen av ammonium, i henhold til metoden beskrevet av Oswald i 1901. Prosedyren består av tre trinn eller trinn.

Fase 1: Nitrogenoksid ammoniumoksidasjon

Ammonium oksideres av oksygenet som er til stede i luften. Reaksjonen er gjort ved 800 ºC og en 6-7 atm, med bruk av platina som katalysator. Ammoniet blandes med luften med følgende andel: 1 volum ammonium med 8 luftvolum.

4nh₃ (g) +5o₂ (g) => 4no (g) +6H₂Eller (l)

I reaksjonen stammer nitrogenoksid, som tas til oksidasjonskammeret for neste trinn.

Fase 2. Nitrogenoksidoksidasjon i nitrogendioksid

Oksidasjon utføres av oksygenet som er til stede i luften ved en temperatur under 100 ºC.

2no (g) +eller₂ (g) => 2no₂ (g)

Fase 3.  Nitrogendioksidoppløsning i vann

På dette stadiet oppstår salpetersyredannelse.

4₂     +      2H₂Eller +o₂         => 4hno₃

Det er flere metoder for nitrogendioksidabsorpsjon (nei₂) I vann.

Blant andre metoder: nei₂ er dimert til n₂ENTEN₄ Ved lave temperaturer og høyt trykk, for å øke vannløseligheten og gi salpetersyre.

3n₂ENTEN₄   +     2H₂O => 4hno₃    +      2

Salpetersyre produsert ved ammoniumoksidasjon har en konsentrasjon mellom 50-70%, noe som kan tas til 98% ved å bruke svovelsyre konsentrert som dehydrering, noe som gjør det mulig å øke konsentrasjonen av salpetersyre.

På laboratoriet

Termisk nedbrytning av kobbernitrat (II), som produserer nitrogen- og oksygendioksidgasser, som føres gjennom vann for å danne salpetersyre; Som i Oswald -metoden, tidligere beskrevet.

2CU (nei₃)₂    => 2cuo +4no₂    +     ENTEN₂

Reaksjon av et nitratsalt med H₂SW₄ konsentrert. Den dannede salpetersyren skilles fra H₂SW₄ ved destillasjon ved 83 ºC (salpetersyre kokepunkt).

Kan tjene deg: Graduert Pipette: Kjennetegn og bruk

Kno₃   +    H₂SW₄     => Hno₃    +     Khso₄

applikasjoner

• 60% av produksjonen av salpetersyre brukes til å produsere gjødsel, spesielt ammoniumnitrat.
• 15 % av salpetersyreproduksjon brukes i syntetisk fiberproduksjon.
• Det brukes til utdyping av nitrogen og nitroderiverte syreestere; slik som nitrocellulose, akrylmalerier, nitrobenzen, nitrotoluen, Acrilonitrilos, etc.
• Du kan legge nitrogrupper til organiske forbindelser, og kunne bruke denne egenskapen til å produsere eksplosiver som nitroglyserin og trinitrotoluen (TNT).
• På grunn av oksidasjonskapasiteten er den veldig nyttig i rensing av metaller som er til stede i mineraler. Det brukes også til å oppnå elementer som uran, mangan, niobium, zirkonium og i forsuring av fosforbergarter for å oppnå fosforsyre.
• Den blandes med konsentrert saltsyre for å danne "kongelig vann". Denne løsningen er i stand til å løse opp gull og platina, som tillater bruk i rensing av disse metallene.
• Det brukes til å oppnå en ansiennitetseffekt på møbler laget med furu tre. Behandling med en 10% salpetersyreoppløsning produserer en grå-gullfarge i møbeltre.
• Blandingen av vandige oppløsninger av 5-30% salpetersyre og fosforsyre 15-40% brukes til rengjøring av utstyret som brukes i melkearbeid, for å eliminere avfall fra presipitatene av magnesium og kalsiumforbindelser.
• Det er nyttig i å rengjøre glassmaterialet som brukes på laboratoriet.
• På grunn av dens løsningsmiddelkapasitet brukes den i analysen av forskjellige metaller gjennom atomflammeabsorpsjonsspektrofotometri -teknikker, og spektrofotometri av induktiv koblingsmasse.
• Kombinasjonen av salpetersyre og svovelsyre ble brukt til vanlig bomullskonvertering til cellulosenitrat (nitrogen bomull).
• Rød røykende salpetersyre og hvitrøykende salpetersyre, brukes som oksidanter for rakettvæskebrensel, spesielt i Bomarc -missilet.

Toksisitet

• I kontakt med huden kan det forårsake hudforbrenninger, intens smerte og dermatitt.
• I kontakt med øynene kan det forårsake intens, rive og i alvorlige tilfeller, skade på hornhinnen og blindheten.
• Innånding av damper kan forårsake hoste, luftveisnød, forårsake intense eller kroniske utstillinger, neseblødning, lingingitt, kronisk bronkitt, lungebetennelse og lungeødem.
• På grunn av svelging oppstår skader i munnen, spytt.

Referanser

1. Salpetersyre. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
2. Salpetersyre. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: Britannica.com
3. Salpetersyre. Gjenopprettet fra: ChemicalBook.com