ФОРУМ ХИМИКОВ Воскресенье
2024-05-19
6:16 PM
Приветствую Вас Гость | RSS Главная страница | Азотная кислота - Форум | Регистрация | Вход
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
  • Страница 1 из 1
  • 1
Модератор форума: himia  
Форум » Всё об элементах и их свойствах » Семейство Азота и Фосфора (V главная группа) » Азотная кислота (HNO3)
Азотная кислота
himiaДата: Среда, 2007-02-14, 6:47 PM | Сообщение # 1
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 124
Репутация: 1
Статус: Offline
АЗОТНАЯ КИСЛОТА HNO3, мол. м. 63,016, бесцв. жидкость. Сильная одноосновная к-та (рКа -1,64).
Молекула имеет плоскую структуру (длины связей в нм).

Твердая А. к. образует две кри-сталлич. модификации-с моноклинной и ромбич. решетками. Конц. к-та
малоустойчива, при нагр. или под действием света частично разлагается: 4HNO3 -> 4NO2 + 2H2O + O2; образующийся
NO2 окрашивает к-ту в бурый цвет и придает ей специ-фич. запах.

А. к. смешивается с водой во всех соотношениях. В водных р-рах практически полностью диссоциирует на Н+ и NO-3.
Образует с водой азеотропную смесь (68,4% по массе HNO3; т. кип. 120,7°С, d2041,41), моно- и тригидраты. Для
водных р-ров d204составляет 1,0543 (10%-ная к-та), 1,1150 (20%-ная), 1,3100 (50%-ная), 1,4134 (70%-ная), 1,4826
(90%-ная). Для 49,94%-ного р-ра парциальное давление HNO3 и воды составляет (в Па) соотв. 47,91 и 1030,75, для
69,7%-ного-383,04 и 388,36, для 96,48%-ного-5531,47 и 14,63. А. к. ограниченно раств. в эфире.
А. к.-сильный окислитель. Под действием А. к. металлы (за исключением Pt, Rh, Ir, Nb, Zr, Та, An) превращаются в
нитраты или оксиды, сера энергично окисляется в H2SO4, фосфор-в Р2О5, орг. соед. окисляются и нитруются.
Стойкость конструкц. материалов к А.к. определяется св-вами поверхностных оксидных пленок. В разб. А. к. стойки
хромо-никелевые стали, Ti, в концентрированной-чистый А1, высококремнистый чугун, хромо-никель-кремниевые
стали. Титан в среде конц. А. к., содержащей растворенные оксиды азота, приобретает пирофорные св-ва. В А. к.
любой концентрации стойки стекло, кварц, фторопласт-4.

Для практич. целей используют 30-60%-ные водные р-ры А. к. или 97-99%-ные (конц. А. к.). Смесь
концентрированных азотной и соляной к-т (соотношение по объему 1 :3) наз. царской водкой; она растворяет даже
благородные металлы. Смесь HNO3 концентрации ок. 100% и H2SO4 концентрации ок. 96% при их соотношении по
объему ок. 9:1 наз. меланжем.
Пром. методы получения разб. HNO3 включают след. стадии: получение NO, окисление его до NO2, абсорбцию NO2
водой, очистку отходящих газов (содержащих в осн. N2) от оксидов азота. Осн. способ получения NO заключается в
окислении NH3 кислородом воздуха в присут. катализатора: 4МН3 + 5О2 -> 4NO + 6Н2О + 907,3 кДж.
Катализатор-сетка из сплавов Pt (80-95%) с металлами платиновой группы. В СССР используется двухступенчатый
катализатор (первая ступень-платиновые сетки, вторая-оксидный неплатиновый катализатор), позволяющий сократить
кол-во загружаемой платины на 40-60%. Потери Pt при одноступенчатом катализаторе, в осн. из-за мех. уноса,
составляют (г Pt на 1 т HNO3): 0,05 при 0,1 МПа, 0,1 при 0,4 МПа, 0,15 при 0,7 МПа. При использовании
двухступенчатого катализатора потери Pt снижаются на 15-25%.
Окисление NO (2NO + О2 ->2NO2 + 124 кДж) протекает в газовой фазе при охлаждении нитрозного газа (полученного
на стадии окисления NH3) до 160-250°С; ниже 100°С идет димеризация (2NO2 -> N2O4 + 56,9 кДж/моль). Абсорбцию
NO2 водой (3NO2 + H2O->2HNO3 + NO + + 136,2 кДж/моль) осуществляют в тарельчатых колоннах со значит.
межтарелочными объемами. Отходящий газ содержит 0,02-0,15% по объему оксидов азота, 2-5% О2 и N2; при
содержании остаточных оксидов азота более 0,02% проводят их каталитич. восстановление до N2. В случае
восстановления аммиаком (кат.-оксиды А1 и V; 250-300СС) происходят р-ции:
3NO + 2NH3 -> 2,5N2 + ЗН2О 3NO2 + 4NH3 -> 3,5N2 + 6H2O
Отходящий газ очищают также на алюмопалладиевом кат. (т-ра начала р-ции 350-500°С) с использованием в кач-ве
восстановителя прир. газа:
СН4 + 2О2 -> СО2 + 2Н2О + 802 кДж СН4 + 2NO2 -> N2 + 2H2O + СО2 + 868 кДж СН4 + 4NO -> 2N2 + 2Н20 + СО2 +
1160кДж
Установки по произ-ву разб. HNO3 (см. рис. 1 и 2) характеризуются высокой производительностью (350-1400 т/сут),
полнотой использования теплоты хим. р-ций, экономным расходованием сырья и вспомогат. материалов.
Конц. А. к. получают двумя осн. способами. Первый заключается в ректификации тройных смесей, содержащих
HNO3, воду и к.-л. водоотнимающее в-во, обычно H2SO4 или Mg(NO3)2. В результате получают пары 100%-ной HNO3,
к-рые конденсируют, и водные р-ры водоотнимающего агента. Последние упаривают и возвращают в произ-во.
Второй способ основан на р-ции: 2N2O4M + + 2Н2О(ж) + О2(г)->4НNO3(ж) + 78,8 кДж ("ж"-жидкость, "г"-газ). При
давлении ок. 5 МПа и использовании чистого О2 образуется 97-98%-ная HNO3, содержащая до 30% по массе
растворенных оксидов азота. А. к. получают разгонкой этого р-ра. При 0,7-1,0 МПа и использовании воздуха
образуется 80-85%-ная HNO3 и азеотропная смесь А. к. с водой. Жидкий N2O4 получают гл. обр. путем растворения
NO2, содержащегося в нитрозном газе, 80-100%-ной HNO3 с послед. разгонкой этого р-ра и конденсацией жидкого
N2O4.
А. к. особой чистоты производят ректификацией 97-98,5%-ной HNO3 в аппаратуре из силикатного или кварцевого
стекла. Содержание примесей в такой к-те менее 1 * 10-6% по массе.
Метод получения А.к., основанный на взаимод. N2 и О2 воздуха выше 2200°С (N2 + О2 -> 2NO + 180,6 кДж) с послед.
быстрым охлаждением NO, его окислением и абсорбцией NO2 водой, распространения пока не получил.
Осн. кол-во разб. HNO3 расходуется в произ-ве NH4NO3 и сложных минер. удобрений, нитратов Na, К, Са и др., в
гидрометаллургии. Конц. к-та используется при получении ВВ, H2SO4, H3PO4, ароматич. нитросоединений,
красителей, входит в состав ракетного топлива. А. к. используется также для травления металлов, полупроводниковых
материалов и др.
Произ-во А. к. взрывоопасно из-за использования в нем горючих и взрывоопасных B-B-NH3 и прир. газа. Под
действием А. к. воспламеняются бумага, масло, древесина, уголь. При попадании на кожу она вызывает ожоги.
Аммиак, пары HNO3, оксиды азота токсичны. ПДК паров HNO3 и оксидов азота 2 мг/м3 (в пересчете на NO2).
Произ-во А.к. в развитых кап. странах ок. 22 млн. т (1982).

Прикрепления: 08821308.jpg (4.0 Kb)



Я в контакте
 
Форум » Всё об элементах и их свойствах » Семейство Азота и Фосфора (V главная группа) » Азотная кислота (HNO3)
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск:


Copyright MyCorp © 2006 Сайт управляется системой uCoz