Acid nitric – Wikipedia tiếng Việt

Acid nitric là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học HNO3. Acid nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm. Trong tự nhiên, acid nitric hình thành trong những cơn mưa giông kèm sấm chớp và hiện nay chúng là một trong những tác nhân gây ra mưa acid.

Nó là một chất acid độc và ăn mòn và dễ gây cháy. Acid nitric tinh khiết không màu còn nếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ của các nitơ oxide. Nếu một dung dịch có hơn 86% acid nitric, nó được gọi là acid nitric bốc khói. Acid nitric bốc khói có đặc trưng acid nitric bốc khói trắng và acid nitric bốc khói đỏ, tùy thuộc vào số lượng nitơ dioxide hiện diện.

Sự tổng hợp acid nitric đã được ghi nhận lần đầu vào khoảng chừng năm 800 AD bởi một nhà giả kim người Ả Rập tên là Jabir ibn Hayyan. [ 1 ]

Tính chất vật lý[sửa|sửa mã nguồn]

Acid nitric khan tinh khiết (100%) là một chất lỏng với tỷ trọng khoảng 1522 kg/m³, đông đặc ở nhiệt độ -42 ℃ tạo thành các tinh thể trắng, sôi ở nhiệt độ 83 ℃. Khi sôi trong ánh sáng, kể cả tại nhiệt độ phòng, sẽ xảy ra một sự phân hủy một phần với sự tạo ra nitơ dioxide theo phản ứng sau:

4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2 (72 ℃)

Điều này có nghĩa acid nitric khan nên được cất chứa ở nhiệt độ dưới 0 ℃ để tránh bị phân hủy. Chất nitơ dioxide (NO2) vẫn hòa tan trong acid nitric tạo cho nó có màu vàng, hoặc đỏ ở nhiệt độ cao hơn. Trong khi acid tinh khiết có xu hướng bốc khói trắng khi để ra không khí, acid với NO2 bốc khói hơi có màu nâu hơi đỏ cho nên mới có tên acid bốc khói trắng và acid bốc khói đỏ như nêu trên.[cần dẫn nguồn]

Acid nitric hoàn toàn có thể trộn lẫn với nước với bất kể tỷ suất nào và khi chưng cất tạo ra một azeotrope một nồng độ 68 % HNO3 và có nhiệt độ sôi ở 120,5 ℃ tại áp suất 1 atm. Có hai hydrat được biết đến ; monohydrat ( HNO3 · H2O ) và trihydrat ( HNO3 · 3H2 O ) .Nitơ oxide ( NOx ) tan được trong acid nitric và đặc thù này tác động ảnh hưởng không ít đến tổng thể những đặc trưng lý tính nhờ vào vào nồng độ của những oxide này, hầu hết gồm có áp suất hơi trên chất lỏng và nhiệt độ sôi cũng như sắc tố được đề cập ở trên. Acid nitric bị phân hủy khi có nhiệt độ cao hoặc ánh sáng với nồng độ tăng lên mà điều này hoàn toàn có thể làm tăng lên sự biến hóa tương đối áp suất hơi trên mặt phẳng chất lỏng do những oxide nitơ tạo ra một phần hoặc hàng loạt trong acid .
Acid nitric là một monoacid mạnh, một chất oxy hóa mạnh hoàn toàn có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ và là một acid một nấc vì chỉ có một sự phân ly .

Các đặc thù acid[sửa|sửa mã nguồn]

Là một acid nổi bật, acid nitric có mọi đặc thù của acid như phản ứng với base, oxide base và muối để tạo thành những muối mới, trong số đó quan trọng nhất là muối amoni nitrat. Do đặc thù oxy hóa mạnh của nó, acid nitric ( ngoại trừ 1 số ít ngoại lệ ) không giải phóng hydro khi phản ứng với sắt kẽm kim loại và tạo ra những muối thường có trạng thái oxy hóa cao hơn. Vì nguyên do này, thực trạng ăn mòn nặng hoàn toàn có thể xảy ra và cần phải bảo vệ thích hợp bằng cách sử dụng những sắt kẽm kim loại hoặc kim loại tổng hợp chống ăn mòn khi chứa acid này .Acid nitric là một acid mạnh với một hắng số cân đối acid ( pKa ) = – 2 : trong dung dịch nước, nó trọn vẹn điện ly thành những ion nitrat NO3 − và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hydroni, H3O + :

HNO3 + H2O → H3O+ + NO3−

Các đặc tính oxy hóa[sửa|sửa mã nguồn]

Phản ứng với sắt kẽm kim loại[sửa|sửa mã nguồn]

Là một chất oxy hóa mạnh, acid nitric phản ứng mãnh liệt với nhiều sắt kẽm kim loại và phản ứng hoàn toàn có thể gây nổ. Tùy thuộc vào nồng độ acid, nhiệt độ và tác nhân gây tương quan, loại sản phẩm tạo ra sau cuối hoàn toàn có thể gồm nhiều loại và nhiều loại sản phẩm khử phong phú như N2, NO, NO2, N2O, NH4NO3. Phản ứng xảy ra với hầu hết những sắt kẽm kim loại, ngoại trừ những sắt kẽm kim loại quý ( Au, Pt ) và 1 số ít kim loại tổng hợp. Trong hầu hết những trường hợp, những phản ứng oxy hóa hầu hết với acid đặc thường tạo ra nitơ dioxide ( NO2 ) .

Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

Tính chất acid biểu lộ rõ so với acid loãng, thường tạo ra nitơ oxide ( NO ) :

3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Do acid nitric là một chất oxy hóa mạnh, H + thường hiếm khi được tạo ra. Cho nên khi sắt kẽm kim loại phản ứng với acid nitric rất loãng ( 1 – 2 % hay 0,2 – 0,3 M ) và lạnh ( gần 0 ℃ ) thì mới giải phóng hydro :

Sự thụ động hóa ( không phản ứng / không tính năng )[sửa|sửa mã nguồn]

Dù chromi ( Cr ), sắt ( Fe ), cobalt ( Co ), nickel ( Ni ), mangan ( Mn ) và nhôm ( Al ) dễ hòa tan trong dung dịch acid nitric loãng, nhưng so với acid đặc nguội lại tạo một lớp oxide sắt kẽm kim loại Al2O3, Fe2O3, … bảo vệ chúng khỏi bị oxy hóa thêm, hiện tượng kỳ lạ này gọi là sự thụ động hóa .

Phản ứng với phi kim[sửa|sửa mã nguồn]

Khi phản ứng với những nguyên tố phi kim, ngoại trừ silic và những nguyên tố nhóm halogen, những nguyên tố phi kim này thường bị oxy hóa đến trạng thái oxy hóa cao nhất và tạo ra nitơ dioxide so với acid đặc và nitơ oxide so với acid loãng :

C + 4HNO3 → CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O hoặc 3C + 4HNO3 → 3CO2↑ + 4NO↑ + 2H2O

P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2↑ + H2O

Phản ứng với hợp chất[sửa|sửa mã nguồn]

3H2S + 2HNO3 (> 5%) → 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O

PbS + 8HNO3 (đặc) → PbSO4↓ + 8NO2↑ + 4H2O

Ngoài ra, Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không công dụng với HNO3 .

Phản ứng với hợp chất hữu cơ[sửa|sửa mã nguồn]

Nhiều hợp chất hữu cơ bị tàn phá khi tiếp xúc với acid nitric, nên acid này rất nguy khốn nếu rơi vào khung hình người .

Tổng hợp và sản xuất acid nitric[sửa|sửa mã nguồn]

Acid nitric được tạo ra bằng cách trộn lẫn nitơ dioxide ( NO2 ) và nước với sự xuất hiện của oxy hoặc sử dụng không khí để oxy hóa acid nitrơ cũng tạo ra acid nitric :

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

Acid nitric loãng có thể cô đặc đến 68% với một hỗn hợp azeotropic 32% nước. Việc cô đặc hơn được thực hiện bằng cách chưng cất với acid sunfuric với vai trò là chất khử nước. Trong quy mô phòng thí nghiệm, cách chưng cất như thế phải được tiến hành bằng dụng cụ thủy tinh với áp suất thấp để tránh phân hủy acid này. Các mối nối bằng thủy tinh và nút bần cũng nên tránh dùng do acid nitric tấn công các chất này. Dung dịch acid nitric cấp thương mại thường có nồng độ giữa 52% và 68%. Việc sản xuất acid nitric được thực hiện bằng công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh.

Trong phòng thí nghiệm, acid nitric hoàn toàn có thể điều chế bằng cách cho đồng ( II ) nitrat hoặc cho phản ứng những khối lượng bằng nhau kali nitrat ( KNO3 ) với acid sunfuric ( H2SO4 ) 96 %, và chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của acid nitric là 83 ℃ cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng, kali bisunfat ( KHSO4 ), còn lưu lại trong bình. Acid nitric bốc khói đỏ thu được hoàn toàn có thể chuyển thành acid nitric màu trắng. Cần chú ý quan tâm khi thí nghiệm thì phải dùng những trang thiết bị bằng thủy tinh, hay nhất là bình cổ cong nguyên khối do acid nitric khan tiến công cả nút bần, cao su đặc và da nên sự rò rỉ hoàn toàn có thể cực kỳ nguy hại :

H2SO4 + KNO3 → KHSO4 + HNO3

Chất NOx hòa tan được vô hiệu bằng cách sử dụng áp suất giảm tại nhiệt độ phòng ( 10 – 30 phút với áp suất 200 mmHg hay 27 kPa ). Acid nitric bốc khói trắng thu được có tỷ trọng 1,51 g / cm³. Quy trình này cũng được thực thi dưới áp suất và nhiệt độ giảm trong một bước để tạo ra ít khí nitơ dioxide hơn .Acid này cũng hoàn toàn có thể được tổng hợp bằng cách oxy hóa amonia, nhưng loại sản phẩm bị pha loãng bởi nước do phản ứng tạo ra. Tuy nhiên, giải pháp tổng hợp này quan trọng trong việc sản xuất amoni nitrat từ amôniăc theo công nghệ tiên tiến Haber, do mẫu sản phẩm ở đầu cuối hoàn toàn có thể sản xuất từ nitơ, hydro và oxy là nguyên vật liệu nguồn vào chính .Acid nitric bốc khói trắng, cũng gọi là acid nitric 100 % hay WFNA, rất gần giống với mẫu sản phẩm acid nitric khan. Một đặc tính kỹ thuật của acid nitric bốc khói trắng là nó có tối đa 2 % nước và tối đa 0,5 % NO2 hòa tan. Acid nitric bốc khói đỏ hay RFNA, chứa một lượng nitơ dioxide ( NO2 ) đáng kể thoát khỏi dung dịch với màu nâu đỏ. Một công thức của RFNA biểu lộ tối thiểu 17 % NO2, nhóm khác là 13 % NO2. Trong trường hợp, acid nitric bị ức chế bốc khói ( hoặc IWFNA, hoặc IRFNA ) hoàn toàn có thể làm tăng khi cho thêm thêm khoảng chừng 0,6 đến 0,7 % hydro fluoride, HF. Chất fluorit này được bổ trợ vào để chống ăn mòn trong những bồn chứa sắt kẽm kim loại ( HF tạo ra một lớp fluoride sắt kẽm kim loại bảo vệ sắt kẽm kim loại đó ) .
Acid nitric trong phòng thí nghiệm .Thường được dùng làm thuốc thử trong phòng thí nghiệm, acid nitric được sử dụng để sản xuất thuốc nổ gồm có nitroglycerin, trinitrotoluen ( TNT ) và cychlortrimethylenetrinitramin ( RDX ), cũng như phân bón ( như phân đạm một lá nitrat amoni ) .Acid nitric cũng được sử dụng trong phòng thí nghiệm trường học để triển khai những thí nghiệm tương quan đến việc thử chloride. Cho acid nitric tính năng với mẫu thử, sau đó cho dung dịch bạc nitrat vào để tìm kết tủa trắng của bạc chloride .Trong kỹ thuật ICP-MS và ICP-AES, acid nitric ( với nồng độ từ 0,5 % đến 2,0 % ) được sử dụng như một hợp chất nền để xác lập dấu vết sắt kẽm kim loại trong những dung dịch. Trong kỹ thuật này cần phải dùng acid nitric cực tinh khiết vì một số lượng ion sắt kẽm kim loại nhỏ hoàn toàn có thể gây ảnh hưởng tác động đến tác dụng nghiên cứu và phân tích .Acid này còn được sử dụng trong ngành luyện kim và tinh lọc vì nó phản ứng với phần đông sắt kẽm kim loại và trong những tổng hợp chất hữu cơ. Khi phối hợp với acid hydrochloric, nó tạo thành nước cường toan, một trong những chất hoàn toàn có thể hòa tan vàng và bạch kim ( platin ) .Một trong những ứng dụng cho IWFNA là một chất oxy hóa trong nguyên vật liệu lỏng tên lửa .Ngoài ra, acid nitric còn được dùng làm chất thử màu ( colorometric test ) để phân biệt heroin và morphine .

NFPA 704 “Biểu đồ cháy”
3
≤ 40%

NFPA 704 “Biểu đồ cháy”
4
> 40%

NFPA 704 “Biểu đồ cháy”
41
bóc khói

Acid nitric là một chất oxy hóa mạnh, và các phản ứng của acid nitric với các hợp chất như cyanide, carbide, và bột kim loại có thể gây nổ. Các phản ứng của acid nitric với nhiều hợp chất vô cơ như turpentine, rất mãnh liệt và tự bốc cháy.

Acid đặc làm cho màu da người chuyển qua màu vàng do phản ứng với protein keratin. Vết màu vàng này sẽ chuyển thành màu cam khi được trung hòa .

1. Hóa học vô cơ, tập hai, Hoàng Nhâm, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
2. Sách giáo khoa Hóa học 11, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://taimienphi.club
Category: Chưa phân loại