Nitrik asit (HNO3) yapısı, özellikleri, sentezi ve kullanımları

nitrik asit bir azot oksoasitten oluşan inorganik bir bileşiktir. PKa'sı (-1,4), hidronyum iyonunun pKa'sına (-1,74) benzer olmasına rağmen, güçlü bir asit olarak kabul edilir. Bu noktadan sonra, bilinen birçok güçlü asitin belki de en "zayıfı" dır..

Fiziksel görünümü azot gazlarının oluşumu nedeniyle depolanarak sarımsı bir renge dönüşen renksiz bir sıvıdan oluşur. Kimyasal formülü HNO₃.

Biraz dengesizdir, güneş ışığına maruz kalmasından hafifçe ayrışır. Ek olarak, azot dioksit, su ve oksijene neden olarak ısıtılarak tamamen ayrışabilir..

Üstteki görüntü, hacimsel bir şişede bulunan bir miktar nitrik asidi göstermektedir. Kısmi ayrışmanın göstergesi olan sarı renklenme not edilebilir..

İnorganik ve organik nitratların yanı sıra gübre, patlayıcı madde, boya ara maddeleri ve farklı organik kimyasal bileşiklerin üretiminde kullanılan azotlu bileşiklerin yapımında kullanılır..

Bu asit, zaten "su fortis" olarak adlandırdıkları sekizinci yüzyılın simyacıları tarafından biliniyordu. Alman kimyager Johan Rudolf Glauber (1648) hazırlanması için potasyum nitratın sülfürik asit ile ısıtılmasından oluşan bir yöntem tasarladı..

Wilhelm Oswald (1901) tarafından tasarlanan metodu takip ederek endüstriyel olarak hazırlanır. Yöntem, genel olarak, amonyumun katalitik oksidasyonundan oluşur, ardışık nitrik oksit ve nitrik asit oluşturmak için azot dioksit üretilir.

Atmosferde, NO₂ insan aktivitesi tarafından üretilen bulutların suyu ile reaksiyona girerek HNO oluşturur.₃. Daha sonra, asit yağmurları sırasında, yemek yiyen su damlaları ile birlikte çökelir, örneğin kamusal meydanların heykelleri.

Nitrik asit çok toksik bir bileşiktir ve buharlarına sürekli maruz kalmak kronik bronşit ve kimyasal zatürreye yol açabilir..

indeks

1 Nitrik asit yapısı
- 1.1 Rezonans yapıları
2 Fiziksel ve kimyasal özellikler
- 2.1 Kimyasal isimler
- 2.2 Moleküler ağırlık
- 2.3 Fiziksel görünüm
- 2.4 Koku
- 2.5 Kaynama noktası
- 2.6 Erime noktası
- 2.7 Suda çözünürlük
- 2.8 Yoğunluk
- 2.9 Bağıl yoğunluk
- 2.10 Bağıl buhar yoğunluğu
- 2.11 Buhar basıncı
- 2.12 Ayrıştırma
- 2.13 Viskozite
- 2.14 Korozyon
- 2.15 Molar buharlaşma entalpi
- 2.16 Standart molar entalpi
- 2.17 Standart molar entropi
- 2.18 Yüzey gerilimi
- 2.19 Koku eşiği
- 2.20 Ayrışma sabiti
- 2.21 Kırılma indisi (η / D)
- 2.22 Kimyasal reaksiyonlar
3 Özet
- 3.1 Endüstriyel
- 3.2 Laboratuvarda
4 Kullanım
- 4.1 Gübrelerin üretimi
- 4.2 Endüstriyel
- 4.3 Metal temizleyici
- 4.4 Regia suyu
- 4.5 Mobilya
- 4.6 Temizleme
- 4.7 Fotoğrafçılık
- 4.8 Diğer
5 Toksisite
6 Kaynakça

Nitrik asit yapısı

Bir HNO molekülünün yapısı üst resimde gösterilmiştir.₃ bir küre ve çubuk modeliyle. Mavi küre olan azot atomu merkezde, bir trigonal düzlem geometrisi ile çevrili; ancak, üçgen en uzun köşelerinden biri tarafından bozuluyor.

Nitrik asit molekülleri daha sonra düzdür. N = O, N-O ve N-OH bağları düz üçgenin köşelerini oluşturur. Ayrıntılı olarak gözlemlenirse, N-OH bağı diğer ikisinden daha uzundur (beyaz kürenin H atomunu temsil ettiği yerde).

Rezonans yapıları

Aynı uzunlukta iki bağlantı vardır: N = O ve N = O. Bu gerçek, çift bağın basit bağlardan daha kısa olacağı tahmin edilen değerlik bağ teorisine aykırıdır. Bu açıklama, aşağıdaki resimde görüldüğü gibi rezonans olgusunda yer almaktadır..

Her iki bağ, N = O ve N-O, bu nedenle rezonans açısından eşdeğerdir. Bu, iki O atomu arasında kesikli bir çizgi kullanılarak yapının modelinde grafiksel olarak gösterilir (yapıya bakın).

HNO kaldırıldığı zaman₃, kararlı anyon nitrat oluşur₃^-. İçinde rezonans şimdi O'nun üç atomunu içerir. Bu, HNO'nun sebebidir.₃ Bronsted-Lowry'nin çok büyük bir asitliği vardır⁺).

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Kimyasal isimler

-Nitrik asit

-Azotik asit

-Hidrojen nitrat

-Su kalesi.

Moleküler ağırlık

63,012 g / mol.

Fiziksel görünüm

Kırmızımsı kahverengiye dönüşebilecek renksiz veya soluk sarı bir sıvı.

koku

Acrid, karakteristik boğucu.

Kaynama noktası

181 ºF ila 760 mmHg (83 ºC).

Erime noktası

-41.6 ºC.

Suda çözünürlük

Suda çok çözünür ve karışabilir.

yoğunluk

1,513 g / cm³ 20 ºC'de.

Bağıl yoğunluk

1.50 (su ile ilgili olarak = 1).

Buharın bağıl yoğunluğu

2 veya 3 kez tahmin edildi (hava ile ilgili olarak = 1).

Buhar basıncı

25 atC'de 63,1 mmHg.

ayrışma

Atmosferik neme veya ısıya maruz kalması nedeniyle azot peroksit oluşturmak üzere ayrışabilir. Bu ayrışma ısıtıldığında, çok toksik bir azot oksit ve hidrojen nitrat dumanı yayar..

Nitrik asit stabil değildir, ısı ile temasta ve güneş ışığına maruz kaldığında ayrışabilir ve azot dioksit, oksijen ve su yayabilir.

viskozite

0 ºC'de 1,092 mPa ve 40 ºC'de 0,617 mPa.

korozyon

Alüminyum ve kromik çelik hariç tüm temel metallere saldırabilir. Plastik malzeme, lastik ve kaplama çeşitlerinden bazılarına saldırır. Aşındırıcı ve aşındırıcı bir madde olduğundan aşırı dikkatle kullanılmalıdır..

Molar buharlaşma entalpisi

25 atC'de 39.1 kJ / mol.

Standart molar entalpi

-207 kJ / mol (298ºF).

Standart molar entropi

146 kJ / mol (298ºF).

Yüzey gerilimi

-0 ° C'de 0.04356 N / m

-20 ° C'de 0.04115 N / m

-40 ° C'de 0.0376 N / m

Koku eşiği

-Düşük koku: 0,75 mg / m³

-Yüksek koku: 250 mg / m³

-Tahriş edici konsantrasyon: 155 mg / m³.

Ayrışma sabiti

pKa = -1.38.

Kırılma indisi (η / D)

1.393 (16.5 ºC).

Kimyasal reaksiyonlar

hidrasyon

-HNO gibi katı hidratlar oluşturabilir₃∙ H₂O ve HNO₃∙ 3H₂Veya: "Nitrik buz".

Suda ayrışma

Nitrik asit, aşağıdaki şekilde suda hızla iyonize olan güçlü bir asittir:

HNO₃ (l) + H₂O (l) => H₃Ey⁺ (ac) + NO₃^-

Tuzların oluşumu

Nitrat tuzu ve su oluşturan bazik oksitler ile reaksiyona girer.

CaO (s) + 2 HNO₃(l) => Ca (NO)₃)₂(ac) + H₂O (l)

Aynı şekilde, bir nitrat tuzu ve suyu oluşturan bazlarla (hidroksitler) reaksiyona girer..

NaOH (ac) + HNO₃ (l) => NaNO₃ (ac) + H₂O (l)

Ayrıca karbonatlar ve asit karbonatlar (bikarbonatlar) ile de karbondioksit oluştururlar.

na₂CO₃(ac) + HNO₃ (l) => NaNO₃(ac) + H₂O (l) + CO₂ (G)

protonasyon

Nitrik asit ayrıca bir baz gibi davranabilir. Bu nedenle sülfürik asit ile reaksiyona girebilir..

HNO₃ + 2H₂GB₄ <=> HAYIR₂⁺ + 'H₃Ey⁺ + 2HSO₄^-

Otoproliz

Nitrik asit otoprotoz geçirir.

2HNO₃ <=> HAYIR₂⁺ + HAYIR₃^- + 'H₂Ey

Metal oksidasyonu

Metallerle reaksiyonda, nitrik asit, karşılık gelen tuzu oluşturan ve gaz halindeki hidrojeni serbest bırakan metallerle reaksiyona giren güçlü asitler gibi davranmaz.

Bununla birlikte, magnezyum ve manganez, diğer güçlü asitlerde olduğu gibi nitrik asit ile sıcak reaksiyona girer..

Mg (s) + 2 HNO₃ (l) => Mg (NO₃)₂ (ac) + H₂ (G)

diğer

Nitrik asit, metal sülfitlerle reaksiyona girerek nitrat, sülfür dioksit ve su tuzuna neden olur.

na₂GB₃ (s) + 2 HNO₃ (l) => 2 NaNO₃ (ac) + SO₂ (g) + H₂O (l)

Ayrıca, bir nitro grubu için bir hidrojenin ikame edildiği organik bileşiklerle reaksiyona girer; Böylece nitrogliserin ve trinitrotoluen (TNT) gibi patlayıcı bileşiklerin sentezi için temel teşkil eder..

sentez

endüstriyel

Oswald tarafından 1901'de tarif edilen yönteme göre, amonyumun katalitik oksidasyonu ile endüstriyel seviyede üretilir. Prosedür üç aşama veya aşamadan oluşur..

Aşama 1: Amonyumun nitrik okside oksidasyonu

Amonyum, havada mevcut olan oksijen ile oksitlenir. Reaksiyon, 800 ° C'de ve 6-7 atm'lik bir basınçta, katalizör olarak platin kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Amonyum, aşağıdaki oranlarda hava ile karıştırılır: 8 hacim hava için 1 hacim amonyum.

4NH₃ (g) + 5O₂ (g) => 4NO (g) + 6H₂O (l)

Reaksiyonda, bir sonraki aşama için oksidasyon odasına alınan nitrik oksit üretilir..

Aşama 2. Azot dioksitte nitrik oksidin oksidasyonu

Oksidasyon, havada bulunan oksijen ile 100 ºC'nin altındaki bir sıcaklıkta gerçekleştirilir..

2NO (g) + O₂ (g) => 2NO₂ (G)

Aşama 3. Azot dioksitin suda çözünmesi

Bu aşamada nitrik asit oluşumu meydana gelir.

4NO₂ + 2H₂O + O₂=> 4HNO₃

Azot dioksitin emilmesi için birkaç yöntem vardır (NO₂) suda.

Diğer yöntemler arasında: NO₂ N'ye dimerize edilir₂Ey₄ sudaki çözünürlüğünü arttırmak ve nitrik asit üretmek için düşük sıcaklıklarda ve yüksek basınçta.

3N₂Ey₄ + 2H₂O => 4HNO₃ + 2NO

Amonyum oksidasyonu ile üretilen nitrik asit,% 50-70 arasında bir konsantrasyona sahiptir, bu da susuzlaştırıcı olarak konsantre sülfürik asit kullanımıyla% 98'e getirilebilir, bu da nitrik asit konsantrasyonunu arttırır..

Laboratuarda

Nitrik asit oluşturmak için sudan geçen azot dioksit ve oksijen gazları üreten bakır (II) nitratın termal ayrışması; Daha önce tarif edilen Oswald yönteminde olduğu gibi.

2Cu (NO₃)₂ => 2CuO + 4NO₂ + Ey₂

Bir nitrat tuzunun H ile reaksiyonu₂GB₄ konsantre. Oluşan nitrik asit H'den ayrılır₂GB₄ 83 ° C'de damıtma ile (nitrik asidin kaynama noktası).

KNO₃ + 'H₂GB₄ => HNO₃ + KHSO₄

uygulamaları

Gübre üretimi

Nitrik asit üretiminin% 60'ı gübrelerin, özellikle de amonyum nitratın üretiminde kullanılır..

Bu, bitkilerin hemen nitratını kullanan, bitkilerin üç ana besleyicisinden biri olan yüksek nitrojen konsantrasyonu ile karakterize edilir. Bu arada, amonyum toprakta bulunan mikroorganizmalar tarafından oksitlenir ve uzun süreli bir gübre olarak kullanılır.

endüstriyel

-Sentetik elyaf üretiminde nitrik asit üretiminin% 15'i kullanılıyor.

-Nitrik asit esterleri ve nitroderivatiflerin hazırlanmasında kullanılır; nitroselüloz, akrilik boyalar, nitrobenzen, nitrotoluen, akrilonitriller vb..

-Organik bileşiklere nitro grupları ekleyebilir, bu özellik nitrogliserin ve trinitrotoluen (TNT) gibi patlayıcılar yapmak için kullanılabilir..

-Naylonun bir öncüsü olan Adipik asit, sikloheksanon ve sikloheksanolün nitrik asit ile oksidasyonu yoluyla büyük ölçekte üretilir..

Metal arıtma

Nitrik asit, oksitlenme kapasitesinden dolayı, minerallerde bulunan metallerin saflaştırılmasında çok faydalıdır. Ayrıca fosforik asit elde etmek için uranyum, manganez, niyobyum, zirkonyum ve fosforik kayaların asitlenmesi gibi elementlerin elde edilmesinde kullanılır..

Su regia

"Agua regia" oluşturmak için konsantre hidroklorik asit ile karıştırılır. Bu çözelti, bu metallerin saflaştırılmasında kullanılmasına izin veren altın ve platini çözme yeteneğine sahiptir..

mobilya

Nitrik asit, çam ağacından yapılmış mobilyalarda antik bir etki elde etmek için kullanılır. % 10'luk bir nitrik asit çözeltisi ile işleme, mobilyaların ahşabında gri-altın bir renklenme sağlar..

temizlik

-% 5-30'luk sulu nitrik asit ve% 15-40'lık fosforik asit çözeltileri karışımı, magnezyum ve kalsiyum bileşiklerinin çökeltilerinin kalıntılarını ortadan kaldırmak için sağım işinde kullanılan ekipmanın temizliğinde kullanılır.

-Laboratuarda kullanılan cam malzemenin temizliğinde faydalıdır..

fotoğrafçılık

-Nitrik asit, fotoğrafçılıkta, özellikle ıslak plaka prosesinde demir sülfat geliştiricileri için bir katkı maddesi olarak, ambrotiplerde ve ferrotiplerde daha beyaz bir renk teşvik etmek amacıyla kullanılmıştır..

-Resimlere müdahale eden bir sisin görüntüsünde bir azalma elde etmeyi sağlayan kolleksiyon plakalarının gümüş banyosunun pH'ını düşürmek için kullanılmıştır..

diğerleri

-Solvent kapasitesi nedeniyle, farklı metallerin alev atomik absorpsiyon spektrofotometre teknikleri ve endüktif kuplaj plazma kütle spektrofotometrisi ile analizlerinde kullanılır..

-Ortak pamuğun selüloz nitrata (nitrik pamuk) dönüştürülmesi için nitrik asit ve sülfürik asit kombinasyonu kullanılmıştır.

-Harici kullanım için ilaç Salcoderm, cildin benign neoplazmalarının (siğiller, mısırlar, kondiller ve papillomlar) tedavisinde kullanılır. Koterizasyon, ağrı kesici, tahriş ve kaşıntı özelliklerine sahiptir. Nitrik asit, ilaç formülünün ana bileşenidir..

-Fümen kırmızı nitrik asit ve beyaz fümen nitrik asit, özellikle BOMARC füzesinde, sıvı roket yakıtları için oksidanlar olarak kullanılır..

toksisite

-Cilt ile temasında ciltte yanma, ciddi ağrı ve dermatite neden olabilir.

-Göz ile temasında şiddetli ağrı, yırtılma ve ciddi durumlarda kornea hasarı ve körlüğe neden olabilir.

-Buharların solunması öksürüğe, nefes darlığına, ciddi veya kronik burun kanamalarına, larenjit, kronik bronşit, zatürree ve akciğer ödemine neden olabilir..

-Yutulması nedeniyle ağızda lezyonlar, tükürük salgısı, yoğun susuzluk, yutmak için acı, tüm sindirim sisteminde yoğun ağrılar ve aynı duvarın perforasyon riski vardır..

referanslar

Vikipedi. (2018). Nitrik asit Alınan: en.wikipedia.org
Pubchem. (2018). Nitrik asit Alınan: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Ansiklopedi Britannica Editörleri. (23 Kasım 2018). Nitrik asit Ansiklopedi Britannica. Alınan: britannica.com
Shrestha B. (s.f.). Nitrik asidin özellikleri ve kullanım alanları. Kimya Rehberi: kimya öğrenmesi için öğreticiler. Şu kaynaktan alındı: chem-guide.blogspot.com
Kimyasal Kitap (2017). Nitrik asit Kimden alındı: chemicalbook.com
Imanol. (10 Eylül 2013). Nitrik asit üretimi. Alınan kaynak: ingenieriaquimica.net

kimya

« Nitroso Asit Formülasyonu, Bileşikler ve Riskler Ortosilik asit formülü, özellikleri, riskleri ve kullanımları »