Kwas azotowy

Wygląd przypnij ukryj Kwas azotowy

Czysty 70% HNO 3 Stężony HNO 3 zabarwiony na żółto tlenkami azotu
Struktury rezonansowe kwasu azotowego
Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) podst. hydroksyazanodion addyt. hydroksydodioksydoazot wodor. wodoro(trioksydoazotan) Inne nazwy i oznaczenia półsyst. kwas azotowy Stocka kwas azotowy(V) farm. łac. acidum nitricum
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	HNO3
Inne wzory	HONO2
Masa molowa	63,01 g/mol
Wygląd	przezroczysta, bezbarwna ciecz
Identyfikacja
Numer CAS	7697-37-2
PubChem	944
DrugBank	DB15995 DB15995, DB15995
SMILES O(=O)
InChI InChI=1S/HNO3/c2-1(3)4/h(H,2,3,4) InChIKey GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 1,5129 g/cm³ (20 °C); ciecz Rozpuszczalność w wodzie bez ograniczeń Temperatura topnienia −41,6 °C Temperatura wrzenia 83 °C Kwasowość (pKa) −1,4 Współczynnik załamania 1,393 (589 nm, 25 °C)
Budowa Moment dipolowy 2,17 ± 0,02 D
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Niebezpieczeństwo Zwroty H H272, H314, EUH071 Zwroty P P210, P221, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P405, P501 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 3 2 OX Numer RTECS QU5775000
Podobne związki
Inne aniony	kwas metafosforowy kwas fosforowy kwas arsenowy
Podobne związki	kwas azotawy
Pochodne	azotany: • sole, np. KNO3, NaNO3, NH4NO3 • estry, np. azotan metylu, nitrogliceryna
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Kwas azotowy (nazwa Stocka: kwas azotowy(V)), HNO
3 – nieorganiczny związek chemiczny, jeden z najsilniejszych kwasów tlenowych. Resztą kwasową jest w nim grupa azotanowa zawierająca azot na V stopniu utlenienia.

Otrzymywanie

Destylacja kwasu azotowego powstałego z KNO
3 i H
2SO
4

Pierwszą metodą otrzymywania kwasu azotowego było ogrzewanie saletry potasowej z kwasem siarkowym:

KNO3 + H2SO4 _Δ_͕ HNO3 + KHSO4

W ten sposób związek ten otrzymał Johann Rudolf Glauber w roku 1650, choć prawdopodobnie kwas azotowy znany był już wcześniej. Metoda ta może być stosowana nadal w laboratoriach do otrzymywania 100% kwasu azotowego. Destylację produktu należy prowadzić w możliwie najniższej temperaturze, aby uniknąć jego rozkładu.

Henry Cavendish przedstawił metodę otrzymywania kwasu azotowego z powietrza. Podczas jego przepuszczania przez łuk elektryczny powstaje ok. 2% NO (N2 + O2 → 2NO), który po dalszym spontanicznym utlenieniu i rozpuszczeniu w wodzie daje pożądany kwas. Metoda ta jest mało ekonomiczna. Jej wariant przemysłowy opracował polski wynalazca Ignacy Mościcki w latach 1903–1905; zastosował on wirujący płomień w polu magnetycznym. Pierwsza duża fabryka wytwarzająca kwas azotowy metodą Mościckiego powstała w 1910 roku w Chippis w Szwajcarii.

Współcześnie kwas azotowy na skalę przemysłową otrzymuje się wyłącznie metodą Ostwalda w reakcji katalitycznego utleniania amoniaku na siatce platynowej lub platynowo-rodowej:

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

Amoniak do procesu uzyskuje się na dużą skalę metodą Habera i Boscha. Reakcja jest silnie egzotermiczna i podczas jej przebiegu katalizator rozgrzewa się do czerwoności.

Tak uzyskany tlenek azotu(II) utlenia się w obecności powietrza do tlenku azotu(IV):

2NO + O2 → 2NO2

Następnie powstały tlenek ulega dysproporcjowaniu w wodzie według równania:

2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2

W reakcji powstaje kwas azotowy i kwas azotawy. Ten drugi jest nietrwały i ulega dalszemu dysproporcjowaniu:

3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O

Powstały tlenek azotu(II) jest ponownie utleniany i wykorzystywany w procesie.

Właściwości

Czysty kwas azotowy jest bezbarwną cieczą. Podczas dłuższego przechowywania ulega częściowemu rozkładowi i zabarwia się na żółto lub brązowo; rozkład ten przyspiesza podwyższona temperatura i światło. Na powietrzu dymi, można zaobserwować wydzielanie brunatnego tlenku azotu(IV):

4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O

Stężony roztwór kwasu azotowego ma silne działanie korodujące, jest on bardzo aktywny chemicznie, a reakcje mogą być gwałtowne, nawet wybuchowe. Może spowodować zapłon materiałów palnych. Rozcieńczanie stężonego kwasu azotowego jest procesem egzoenergetycznym.

Gęstość stężonego 65% kwasu azotowego wynosi 1,40 g/cm³, temperatura wrzenia ok. 120 °C, a temperatura topnienia ok. –32 °C. Jest mocnym kwasem – ulega całkowitej dysocjacji po dodaniu minimalnej ilości wody. Kwas azotowy i jego sole są bardzo silnymi utleniaczami – dlatego gwałtownie reaguje nawet z metalami nie wypierającymi wodoru (np. miedź lub srebro). Utlenia także pewne niemetale:

S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO 3C + 4HNO3 → 3CO2 + 4NO + 2H2O P4 + 20HNO3 → 4H3PO4 + 20NO2 + 4H2O

Metale takie, jak np. glin, chrom i żelazo w zetknięciu ze stężonym kwasem azotowym ulegają pasywacji.

Przebieg reakcji miedzi z kwasem azotowym przedstawiają równania:

Cu + 4HNO3(stężony) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(rozcieńczony) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Powstający w reakcji ze stężonym kwasem tlenek azotu(IV) jest silnie trującym gazem, o bardzo intensywnym, nieprzyjemnym zapachu i brunatnym zabarwieniu.

W mieszaninie z kwasem solnym (w stosunku 1:3) tworzy wodę królewską, roztwarzającą większość metali, także szlachetnych.

Zastosowanie

W handlu najczęściej spotyka się 65% roztwór kwasu azotowego (azeotrop).

• Z kwasu azotowego otrzymuje się ważne, łatwo rozpuszczalne sole azotany, estry (np. nitrogliceryna), a także związki nitrowe (np. trinitrotoluen). Wszystkie te związki są utleniaczami i mają tendencję do gwałtownego, mniej lub bardziej wybuchowego rozkładu.
• W chemii analitycznej do wykrywania białek w reakcji ksantoproteinowej.
• W przemyśle farmaceutycznym.
• Do oczyszczania powierzchni metali, np. mycie urządzeń przemysłu spożywczego w procesie CIP.
• W warunkach amatorskich nadaje się do wytrawiania obwodów drukowanych (nie pozostawia uciążliwych zanieczyszczeń, jakie powstają przy wytrawianiu chlorkiem żelazowym, poza tym trawienie kwasem azotowym jest dużo szybsze).
• Do otrzymywania barwników, lakierów, nawozów sztucznych, tworzyw sztucznych.
• Jako utleniacz paliw, również hipergolowych. Zwykle w postaci czerwonego dymiącego kwasu azotowego (otrzymanego po dodaniu 13–15% czterotlenku azotu do białego dymiącego kwasu azotowego) z dodatkiem, np. 0,6% fluorowodoru, w celu zmniejszenia działania korozyjnego; używany m.in. w rakietach radzieckich systemów przeciwlotniczych S-75 i S-200.

Niebezpieczeństwa

Opary kwasu azotowego mogą wywołać stany zapalne dróg oddechowych, które mogą prowadzić do obrzęku płuc i odoskrzelowego zapalenia płuc. Spożycie może spowodować śmiertelną perforację ścian żołądka lub jelit. W kontakcie ze skórą wywołuje martwicę lub zwęglenie. Większe poparzenia mogą prowadzić do zapaści lub wstrząsu. Poparzenie ponad 15% ciała stanowi zagrożenie dla życia.

Kwas azotowy należy przechowywać w pojemnikach kwasoodpornych bez dostępu światła, z dala od metali i materiałów palnych. Pomieszczenie powinno mieć zapewnioną wentylację.

Przypisy

1. ↑ a b c Farmakopea Polska IX, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2011, s. 4574, ISBN 978-83-88157-77-6 .
2. ↑ a b Podręczny słownik chemiczny, RomualdR. Hassa (red.), JanuszJ. Mrzigod (red.), JanuszJ. Nowakowski (red.), Katowice: Videograf II, 2004, s. 208, ISBN 83-7183-240-0 .
3. ↑ a b c d CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-76, 4-132, ISBN 978-1-4987-5429-3  (ang.).
4. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 9-64, ISBN 978-1-4987-5429-3  (ang.).
5. ↑ Kwas azotowy, Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów   (ang.).
6. ↑ Nitric acid, fuming, karta charakterystyki wydana na obszar Polski, Alfa Aesar (Thermo Fisher Scientific), numer katalogowy 45479  .
7. ↑ Kwas azotowy (nr 438073) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. . (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
8. ↑ JamesJ. House JamesJ. (red.), Inorganic Chemistry, wyd. 2, Elsevier, 2013, s. 469–470, ISBN 978-0-12-385110-9  (ang.).
9. ↑ a b c d e f Nitric acid, PradyotP. Patnaik PradyotP., Handbook of Inorganic Chemicals, McGraw-Hill, 2002, s. 635–641, ISBN 0-07-049-439-8  (ang.).
10. ↑ BolesławB. Orłowski BolesławB., Nie tylko szablą i piórem, Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1985, s. 218, ISBN 83-206-0509-1 .
11. ↑ a b c d GeoffG. Rayner-Canham GeoffG., TinaT. Overton TinaT., Descriptive Inorganic Chemistry, W.H. Freeman and Company, 2010, s. 386–387, ISBN 978-1-4292-2434-5  (ang.).
12. ↑ a b c AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 667–668, ISBN 83-01-13654-5 .
13. ↑ a b c d Kwas azotowy. Karta charakterystyki , Azoty Tarnów  .

Kwasy nieorganiczne

Kwasy beztlenowe i ich analogi

kwasy tlenowcowodorowe H 2S aq H 2Se aq H 2Te aq H 2Po aq kwasy halogenowodorowe HF aq HCl aq HBr aq HI aq HAt aq kwasy pseudohalogenowodorowe HN 3 aq HCN aq HOCN HCNO HSCN HNSC Inne HAuCl 4 HAuBr 4 HBF 4 H 2PtCl 6 H 2SiF 6 HPF 6 HSbF 6 HAsF 6

Kwasy tlenowe

grupa 6 H 2CrO 4/H 2Cr 2O 7 H 2MoO 4 H 2WO 4 grupa 7 HMnO 4 HTcO 4 HReO 4 grupa 13 HBO 2 H 3BO 3 grupa 14 H 2CO 3 H 4SiO 4/H 2SiO 3 grupa 15 HNO 2 HNO 3 HNO 4 H 3PO 2 H 3PO 3 H 3PO 4 HPO 3 H 4P 2O 6 H 4P 2O 7 H 3AsO 3 H 3AsO 4 grupa 16 H 2S 2O 4 H 2SO 2 H 2SO 3 ⇄ HSHO3 H 2S 2O 2 H 2SO 4 H 2S 2O 7 H 2SO 5 H 2S 2O 8 H 2S 2O 3 H 2S 2O 6 H 2SeO 3 H 2SeO 4 H 2TeO 3 H 6TeO 6 grupa 17 HClO HClO 2 HClO 3 HClO 4 HBrO HBrO 2 HBrO 3 HBrO 4 HIO HIO 2 HIO 3 HIO 4 pochodne HSO 3F HSO 3Cl H 2NSO 3H HNOSO 4 H 2CS 3 H 2PO 3F HPO 2F 2

• Kategoria:Kwasy nieorganiczne

Kontrola autorytatywna (rodzaj indywiduum chemicznego):

• LCCN: sh85092048
• GND: 4178973-8
• NDL: 00572280
• BnF: 12141895d
• BNCF: 25617
• NKC: ph237389
• J9U: 987007531394505171

Encyklopedia internetowa:

• Britannica: science/nitric-acid
• Universalis: acide-nitrique
• SNL: salpetersyre
• Catalana: 0234432
• DSDE: salpetersyre