Salpetersyra

Den monobasiska starka syran, som är en färglös vätska under standardbetingelser, som blir gul vid lagring, kan vara i fast tillstånd, kännetecknad av två kristallina modifieringar (monoklinisk eller rhombisk gitter) vid temperaturer under minus 41,6 ° C. Detta ämne med en kemisk formel - HNO3 - kallas salpetersyra. Den har en molvikt på 63,0 g / mol och dess densitet motsvarar 1,51 g / cm3. Syrens kokpunkt är 82,6 ° C, processen följs av sönderdelning (partiell): 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + 02. En lösning av syra med en massfraktion av grundämnet som motsvarar 68% kokar vid en temperatur av 121 ° C. Brytningsindex för en ren substans motsvarar 1,397. Syran kan blandas med vatten i vilket förhållande som helst, och är en stark elektrolyt som nästan helt bryts upp i H + och NO3-joner. Fasta former - trihydrat och monohydrat har formlerna: HNO3 • 3H2O respektive HNO3 • H2O.

Salpetersyra är en frätande giftig substans och en stark oxidationsmedel. Från medeltiden är namnet "starkt vatten" (Aqua fortis) känt. Alkymisterna, som upptäckte syra under 1200-talet, gav detta namn och försäkrade om sina extraordinära egenskaper (korroderade alla metaller utom guld) och översteg med en miljon gånger styrkan av ättiksyra, vilken i dessa dagar ansågs vara den mest aktiva. Men tre århundraden senare visade sig att en blandning av syror som salpetersyra och saltsyra i ett volymförhållande på 1: 3, som av denna anledning kallades "royal vodka", kan uthärras, jämnt guld. Utseendet av en gul nyans under lagringen förklaras av ackumulationen av kväveoxider i den. Försäljning är syre oftare i en koncentration av 68% och när innehållet i huvudämnet är mer än 89% kallas det "fuming".

Kemiska egenskaper hos salpetersyra särskiljer den från utspädda svavelsyra eller saltsyror i att HNO3 är en starkare oxidationsmedel, så väte frigörs aldrig i reaktioner med metaller. På grund av dess oxiderande egenskaper reagerar den också med många icke-metaller. I båda fallen bildas NO2 alltid. I redoxreaktioner sker kvävereduktion i olika grader: HNO3, NO2, N2O3, NO, N2O, N2, NH3, som bestäms av syrekoncentration och metallaktivitet. Molekylerna av de bildade föreningarna innehåller kväve med ett oxidationstillstånd av +5, +4, +3, +2, +1, 0, +3. Exempelvis oxideras koppar med koncentrerad syra till koppar (II) nitrat: Cu + 4HNO3 → 2NO2 + Cu (NO3) 2 + 2H2O och fosfor till metafosforsyra: P + 5HNO3 → 5NO2 + HPO3 + 2H2O.

Annars reagerar utspädd salpetersyra med nonmetals. Med användning av reaktionsexemplet med fosfor: 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO kan man se att kväve reduceras till ett divalent tillstånd. Som ett resultat bildas kvävemonoxid, och fosfor oxideras till fosforsyra. Koncentrerad salpetersyra i blandning med saltsyra löser guld: Au + 4HCl + HNO3 → NO + H [AuCl4] + 2H2O och platina: 3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 4NO + 3H2 [PtCl6] + 8H2O. I dessa reaktioner oxideras i första skedet saltsyra med kväve och klor frigörs, och sedan bildar metallerna komplexa klorider.

Salpetersyra i industriell skala erhålls på tre huvudsakliga sätt:

1. Det första är interaktionen mellan salter med svavelsyra: H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4. Tidigare var denna metod den enda, men med tillkomsten av annan teknik används den nu i laboratoriet för att producera fumingsyra.
2. Den andra är båtmetoden. När luften blåser genom en elektrisk ljusbåge med en temperatur av 3000 till 3500 ° C, reagerar något av kväve i luften med syre, med bildning av kvävemonoxid: N2 + O2 → 2NO, som efter kylning oxideras till kvävedioxid (vid höga temperaturer reagerar inte kolan med syre) : O2 + 2NO → 2NO2. Därefter löses i praktiken all kvävedioxid med ett överskott av syre i vatten: 2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3.
3. Den tredje är ammoniakmetoden. Ammoniak oxideras på en platinakatalysator till kvävemonoxid: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. De bildade nitroserna kyles och kvävedioxid bildas, som absorberas av vatten. Denna metod producerar en syra med en koncentration av 60 till 62%.

Salpetersyra i industrin används ofta för framställning av droger, färgämnen, sprängämnen, kvävegödselmedel och salpetersyra. Dessutom används det för att lösa metaller (till exempel koppar, bly, silver) som inte reagerar med andra syror. I smycken affären används för att bestämma guld i legeringen (den här metoden är den viktigaste).