Il l'acido nitrico È un composto inorganico costituito da un acido ossido di azoto. È considerato un acido forte, sebbene il suo pKa (-1,4) sia simile al pKa dello ione idronio (-1,74). Da questo punto in poi, è forse il "più debole" di molti acidi forti conosciuti..
Il suo aspetto fisico è costituito da un liquido incolore che durante la conservazione assume un colore giallastro, a causa della formazione di gas azotati. La sua formula chimica è HNO3.
È alquanto instabile, subendo una leggera decomposizione per esposizione alla luce solare. Inoltre, può essere completamente decomposto per riscaldamento, dando origine a biossido di azoto, acqua e ossigeno..
L'immagine sopra mostra dell'acido nitrico contenuto in un matraccio volumetrico. Si nota la sua colorazione gialla, indicativa di una parziale decomposizione.
Viene utilizzato nella produzione di nitrati inorganici e organici, nonché in composti nitrosi utilizzati nella produzione di fertilizzanti, esplosivi, agenti intermedi per coloranti e diversi composti chimici organici..
Questo acido era già noto agli alchimisti dell'VIII secolo, che chiamavano "agua fortis". Il chimico tedesco Johan Rudolf Glauber (1648) ha progettato un metodo per la sua preparazione, che consisteva nel riscaldamento del nitrato di potassio con acido solforico.
Viene preparato industrialmente seguendo il metodo ideato da Wilhelm Oswald (1901). Il metodo, in generale, consiste nell'ossidazione catalitica dell'ammonio, con la successiva generazione di ossido nitrico e biossido di azoto per formare acido nitrico..
Nell'atmosfera, NODue prodotto dall'attività umana reagisce con l'acqua delle nuvole, formando HNO3. Poi, durante le piogge acide, precipita insieme a gocce d'acqua, divorando, ad esempio, statue nelle piazze pubbliche..
L'acido nitrico è un composto molto tossico e l'esposizione continua ai suoi vapori può portare a bronchite cronica e polmonite chimica..
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L'immagine in alto mostra la struttura di una molecola HNO.3 con un modello di sfere e barre. L'atomo di azoto, la sfera blu, si trova al centro, circondato da una geometria del piano trigonale; tuttavia, il triangolo è distorto da uno dei suoi vertici più lunghi.
Le molecole di acido nitrico sono quindi piatte. I legami N = O, N-O e N-OH costituiscono i vertici del triangolo piatto. Se osservato in dettaglio, il legame N-OH è più allungato degli altri due (dove si trova la sfera bianca che rappresenta l'atomo H).
Esistono due legami della stessa lunghezza: N = O e N-O. Questo fatto va contro la teoria del legame di valenza, in cui si prevede che i doppi legami siano più brevi dei singoli legami. La spiegazione di ciò sta nel fenomeno della risonanza, come si vede nell'immagine sotto.
Entrambi i legami, N = O e N-O, sono quindi equivalenti in termini di risonanza. Questo è rappresentato graficamente nel modello di struttura utilizzando una linea tratteggiata tra due atomi di O (vedi struttura).
Quando HNO è deprotonato3, si forma il nitrato anionico stabile NO3-. In esso, la risonanza ora coinvolge tutti e tre gli atomi di O. Questo è il motivo per cui HNO3 ha un'elevata acidità di Bronsted-Lowry (specie donatrici di ioni H+).
-L'acido nitrico
-Acido azotico
-Nitrato di idrogeno
-Acqua Fortis.
63,012 g / mol.
Liquido incolore o giallo pallido, che può diventare marrone rossastro.
Caratteristico pungente, soffocante.
Da 181ºF a 760 mmHg (83ºC).
-41,6 ºC.
Molto solubile e miscibile con l'acqua.
1.513 g / cm3 a 20 ºC.
1.50 (rispetto all'acqua = 1).
2 o 3 volte stimato (in relazione all'aria = 1).
63,1 mmHg a 25 ºC.
In caso di esposizione all'umidità atmosferica o al calore, può decomporsi formando perossido di azoto. Quando riscaldato fino alla decomposizione, emette un fumo molto tossico di ossido di azoto e nitrato di idrogeno..
L'acido nitrico non è stabile, potendosi decomporre a contatto con il calore e l'esposizione alla luce solare ed emettendo biossido di azoto, ossigeno e acqua..
1.092 mPa a 0 ° C e 0,617 mPa a 40 ° C.
È in grado di attaccare tutti i metalli di base, tranne l'alluminio e l'acciaio cromato. Attacca alcune delle varietà di plastica, gomme e rivestimenti. È una sostanza caustica e corrosiva, quindi deve essere maneggiata con estrema cautela.
39,1 kJ / mol a 25 ºC.
-207 kJ / mol (298 ºF).
146 kJ / mol (298 ºF).
-0,04356 N / ma 0 ºC
-0,04115 N / ma 20 ºC
-0,0376 N / ma 40 ºC
-Basso odore: 0,75 mg / m3
-Alto odore: 250 mg / m3
-Concentrazione irritante: 155 mg / m3.
pKa = -1,38.
1,393 (16,5 ºC).
-Può formare idrati solidi, come HNO3∙ H.DueO e HNO3∙ 3HDueOppure: "ghiaccio nitrico".
L'acido nitrico è un acido forte che ionizza rapidamente in acqua come segue:
HNO3 (l) + H.DueO (l) => H3O+ (ac) + NO3-
Reagisce con gli ossidi basici formando un sale nitrato e l'acqua.
CaO (s) + 2 HNO3 (l) => Ca (NO3)Due (ac) + HDueO (l)
Allo stesso modo, reagisce con le basi (idrossidi), formando un sale di nitrato e acqua..
NaOH (aq) + HNO3 (l) => NaNO3 (ac) + HDueO (l)
E anche con carbonati e carbonati acidi (bicarbonati), che formano anche anidride carbonica.
N / ADueCO3 (ac) + HNO3 (l) => NaNO3 (ac) + HDueO (l) + CODue (g)
L'acido nitrico può anche comportarsi come una base. Per questo motivo può reagire con l'acido solforico.
HNO3 + 2HDueSW4 <=> NONDue+ + H3O+ + 2HSO4-
L'acido nitrico subisce autoprotolisi.
2HNO3 <=> NONDue+ + NON3- + HDueO
Nella reazione con i metalli, l'acido nitrico non si comporta come gli acidi forti, che reagiscono con i metalli, formando il sale corrispondente e rilasciando idrogeno in forma gassosa..
Tuttavia, il magnesio e il manganese reagiscono a caldo con l'acido nitrico, proprio come fanno gli altri acidi forti..
Mg (s) + 2 HNO3 (l) => Mg (NO3)Due (ac) + HDue (g)
L'acido nitrico reagisce con i solfiti metallici per formare un sale nitrato, anidride solforosa e acqua..
N / ADueSW3 (s) + 2 HNO3 (l) => 2 NaNO3 (ac) + SODue (g) + HDueO (l)
E reagisce anche con i composti organici, sostituendo un idrogeno con un gruppo nitro; costituendo così la base per la sintesi di composti esplosivi come nitroglicerina e trinitrotoluene (TNT).
Viene prodotto a livello industriale attraverso l'ossidazione catalitica dell'ammonio, secondo il metodo descritto da Oswald nel 1901. Il procedimento si compone di tre fasi o fasi.
L'ammoniaca viene ossidata dall'ossigeno nell'aria. La reazione viene condotta a 800ºC e ad una pressione di 6-7 atm, utilizzando platino come catalizzatore. L'ammoniaca viene miscelata con l'aria con il seguente rapporto: 1 volume di ammoniaca per 8 volumi d'aria.
4NH3 (g) + 5ODue (g) => 4NO (g) + 6HDueO (l)
L'ossido nitrico viene prodotto nella reazione, che viene portato nella camera di ossidazione per la fase successiva..
L'ossidazione viene effettuata dall'ossigeno presente nell'aria ad una temperatura inferiore a 100 ºC.
2NO (g) + ODue (g) => 2NODue (g)
In questa fase avviene la formazione di acido nitrico.
4NODue + 2HDueO + ODue => 4 HNO3
Esistono diversi metodi per l'assorbimento del biossido di azoto (NODue) in acqua.
Tra gli altri metodi: NODue è dimerizzato a NDueO4 a basse temperature e ad alta pressione, al fine di aumentarne la solubilità in acqua e produrre acido nitrico.
3NDueO4 + 2HDueO => 4 HNO3 + 2NO
L'acido nitrico prodotto dall'ossidazione dell'ammoniaca ha una concentrazione compresa tra il 50-70%, che può essere portata al 98% utilizzando acido solforico concentrato come agente disidratante, consentendo di aumentare la concentrazione di acido nitrico..
Decomposizione termica del nitrato di rame (II), che produce biossido di azoto e gas ossigeno, che vengono fatti passare attraverso l'acqua per formare acido nitrico; come nel metodo Oswald, precedentemente descritto.
2Cu (NO3)Due => 2CuO + 4NODue + ODue
Reazione di un sale nitrato con HDueSW4 concentrato. L'acido nitrico formato viene separato dall'HDueSW4 per distillazione a 83 ºC (punto di ebollizione dell'acido nitrico).
KNO3 + HDueSW4 => HNO3 + KHSO4
Il 60% della produzione di acido nitrico viene utilizzato nella produzione di fertilizzanti, in particolare nitrato di ammonio.
Questo è caratterizzato dalla sua alta concentrazione di azoto, uno dei tre principali nutrienti delle piante, il nitrato viene utilizzato immediatamente dalle piante. Nel frattempo, l'ammoniaca viene ossidata dai microrganismi presenti nel terreno e viene utilizzata come fertilizzante a lungo termine..
-Il 15% della produzione di acido nitrico viene utilizzato nella produzione di fibre sintetiche.
-Viene utilizzato nella produzione di esteri dell'acido nitrico e derivati nitro; come nitrocellulosa, vernici acriliche, nitrobenzene, nitrotoluene, acrilonitrili, ecc..
-Può aggiungere gruppi nitro a composti organici e questa proprietà può essere utilizzata per produrre esplosivi come nitroglicerina e trinitrotoluene (TNT)..
-L'acido adipico, un precursore del nylon, è prodotto su larga scala dall'ossidazione del cicloesanone e del cicloesanolo da parte dell'acido nitrico..
L'acido nitrico, per la sua capacità ossidante, è molto utile nella purificazione dei metalli presenti nei minerali. Allo stesso modo, viene utilizzato per ottenere elementi come uranio, manganese, niobio, zirconio e nell'acidificazione di rocce fosforiche per ottenere acido fosforico..
Viene miscelato con acido cloridrico concentrato per formare "acqua regia". Questa soluzione è in grado di sciogliere l'oro e il platino, il che ne consente l'uso nella purificazione di questi metalli..
L'acido nitrico viene utilizzato per ottenere un effetto antico nei mobili realizzati con legno di pino. Il trattamento con una soluzione di acido nitrico al 10% produce una colorazione grigio-oro nel legno dei mobili.
-La miscela di soluzioni acquose di acido nitrico 5-30% e acido fosforico 15-40% viene utilizzata nella pulizia delle attrezzature utilizzate nel lavoro di mungitura, al fine di eliminare i residui dei precipitati dei composti di magnesio e calcio.
-È utile per pulire la vetreria utilizzata in laboratorio.
-L'acido nitrico è stato utilizzato in fotografia, in particolare come additivo per gli sviluppatori di solfato ferroso nel processo di lastra a umido, al fine di promuovere un colore più bianco negli ambrotipi e nei coloranti..
-È stato utilizzato per abbassare il pH del bagno d'argento delle piastre al collodio, che ha permesso di ottenere una riduzione dell'aspetto di una nebbia che interferiva con le immagini.
-Grazie alla sua capacità di solvente, viene utilizzato nell'analisi di diversi metalli mediante tecniche di spettrofotometria ad assorbimento atomico a fiamma e spettrofotometria di massa plasmatica accoppiata induttivamente..
-La combinazione di acido nitrico e acido solforico è stata utilizzata per la conversione del cotone comune in nitrato di cellulosa (cotone nitrico).
-Il farmaco Salcoderm per uso esterno viene utilizzato nel trattamento delle neoplasie benigne della pelle (verruche, calli, condilomi e papillomi). Possiede proprietà di cauterizzazione, sollievo dal dolore, irritazione e prurito. L'acido nitrico è il componente principale della formula del farmaco.
-L'acido nitrico fumante rosso e l'acido nitrico fumante bianco sono usati come ossidanti per i combustibili liquidi per missili, specialmente nel missile BOMARC..
-A contatto con la pelle, può provocare ustioni cutanee, forti dolori e dermatiti..
-A contatto con gli occhi può provocare forti dolori, lacrimazione e, nei casi più gravi, danni alla cornea e cecità..
-L'inalazione dei vapori può provocare tosse, distress respiratorio, provocando epistassi, laringiti, bronchiti croniche, polmoniti ed edema polmonare in esposizioni gravi o croniche..
-A causa della sua ingestione, si verificano lesioni in bocca, salivazione, sete intensa, dolore alla deglutizione, dolore intenso in tutto il tratto digerente e rischio di perforazione della parete dello stesso..
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