Acide nitrique

Acide nitrique
Nom IUPAC Acide nitrique
Autres noms Aqua fortis; Esprit de nitre; acide salp??tre
Identificateurs
Num??ro CAS	7697-37-2
Num??ro RTECS	QU5775000
images de Jmol-3D	Image 1
SMILES O [N +] (= O) [O]
Propri??t??s
Formule mol??culaire	H NO 3
Masse molaire	63,012 g / mol
Apparence	Liquide clair, incolore
Densit??	1,51 g / cm??, liquide incolore
Point de fusion	-42 ?? C (231 K)
Point d'??bullition	83 ?? C (356 K)
Solubilit?? dans l'eau	miscible
Viscosit??	? CP au? ?? C
Moment de dip??le	2,17 ?? 0,02 R??
Risques
Classification UE	Oxydant (O) Corrosif (C)
Phrases-R	R8, R35
Phrases S	(S1 / 2), S23, S26, S36, S45
Point d'??clair	pas applicable
Des compos??s apparent??s
Des compos??s apparent??s	L'acide nitreux Pentoxyde de diazote
Sauf indication contraire, les donn??es sont donn??es pour le mat??riel dans leur ??tat standard (?? 25 ?? C, 100 kPa)
R??f??rences d'Infobox

L'acide nitrique ( H N O _3), aussi connu comme l'eau-forte et l'esprit de nitre, est un tr??s corrosive et toxique acide fort qui peut causer de graves br??lures. La synth??se de l'acide nitrique a ??t?? enregistr?? vers 800 J.-C. par le musulman alchimiste Jabir ibn Hayyan.

Incolore ?? l'??tat pur, des ??chantillons plus ??g??s ont tendance ?? acqu??rir une dominante jaune en raison de l'accumulation de les oxydes d'azote. Si la solution contient de l'acide nitrique plus de 86%, il est d??sign?? comme l'acide nitrique fumant. L'acide nitrique fumant est caract??ris?? comme blanc acide nitrique fumant et rouge acide nitrique fumant, en fonction de la quantit?? de le dioxyde d'azote de pr??sente.

Propri??t??s

L'acide nitrique pur anhydre (100%) est un liquide incolore avec une densit?? de 1522 kg / m?? qui se solidifie ?? -42 ?? C pour former des cristaux blancs et qui bout ?? 83 ?? C. Lorsque l'??bullition ?? la lumi??re, m??me ?? temp??rature ambiante, il ya une partielle d??composition avec formation de dioxyde d'azote suivant la r??action:

4HNO ₃ → 2H ₂ O + ₂ 4NO + O ₂ (72 ?? C)

ce qui signifie que l'acide nitrique anhydre doit ??tre conserv?? au-dessous de 0 ?? C pour ??viter la d??composition. Le le dioxyde d'azote (NO ₂₎ reste en solution dans l'acide nitrique coloration en jaune, rouge ou ?? des temp??ratures plus ??lev??es. Bien que l'acide pur tend ?? donner des fum??es blanches lorsqu'il est expos?? ?? l'air, de l'acide avec du dioxyde d'azote dissous d??gage des vapeurs brun rouge??tre, d'o?? le nom commun "d'acide fumant rouge" ou "acide nitrique fumant".

L'acide nitrique est miscible avec l'eau en toutes proportions et la distillation donne une az??otrope avec une concentration de 68% de HNO ₃ et ?? une temp??rature d'??bullition de 120,5 ?? C ?? 1 atm. Deux hydrates solides sont connus; le monohydrate de (HNO ₃ ?? H ₂ O) et le trihydrate (HNO ₃ ?? 3H ₂ O).

Les oxydes d'azote _{(NO x)} sont solubles dans l'acide nitrique et cette propri??t?? des influences plus ou moins, toutes les caract??ristiques physiques en fonction de la concentration des oxydes. Ceux-ci comprennent principalement la pression de vapeur au dessus du liquide et la temp??rature d'??bullition, ainsi que la couleur mentionn?? ci-dessus.

L'acide nitrique est soumis ?? la d??composition thermique ou la lumi??re de plus en plus concentration et cette augmentation peut donner ?? certaines variations non n??gligeables de la pression de vapeur au dessus du liquide parce que les oxydes d'azote produits se dissolvent partiellement ou compl??tement dans l'acide.

Propri??t??s acides

??tre un acide typique, l'acide nitrique r??agit avec alcalis, des oxydes basiques et des carbonates pour former des sels , tels que nitrate d'ammonium. En raison de sa nature oxydante, g??n??ralement l'acide nitrique ne lib??re pas l'hydrog??ne par r??action avec les m??taux et les sels r??sultants sont g??n??ralement plus ??lev??e dans les ??tats oxyd??s. Pour cette raison, lourd corrosion peut ??tre pr??vu et doit ??tre surveill?? par contre l'utilisation appropri??e des m??taux r??sistant ?? la corrosion ou alliages.

L'acide nitrique a une constante de dissociation acide _{(pK a)} de -1,4: dans aqueuse solution , il est presque compl??tement (93% ?? 0,1 mol / L) ionise dans le nitrate d'ions NO ₃ ^- et une hydrat?? proton , connu sous le nom ion hydronium, H ₃ O ^+.

HNO ₃ + H ₂ O → H ₃ O ⁺ + NO ₃ ^-

Propri??t??s oxydantes

R??agit avec des m??taux

??tre un agent oxydant puissant, l'acide nitrique r??agit violemment avec de nombreux mat??riaux organiques et les r??actions peut ??tre explosive. En fonction de la concentration en acide, la temp??rature et l'agent r??ducteur impliqu??, les produits finaux peuvent ??tre variables. R??action a alors lieu avec tous les m??taux sauf le s??rie de m??taux pr??cieux et certains alliages. En r??gle g??n??rale, bien s??r, les r??actions d'oxydation se produisent principalement avec l'acide concentr??, favorisant la formation de le dioxyde d'azote (NO _2).

Cu + 4HNO ₃ → Cu (NO _{3) 2} + 2NO ₂ + 2H ₂ O

Les propri??t??s acides ont tendance ?? dominer avec de l'acide dilu??, associ??e ?? la formation pr??f??rentielle de l'oxyde d'azote (NO).

3Cu + 8HNO ₃ → 3Cu (NO _{3) 2} + 2NO + 4H ₂ O

??tant donn?? que l'acide nitrique est un agent oxydant, un atome d'hydrog??ne (H ₂₎ est rarement form??. Seul le magn??sium (Mg) et le calcium (Ca) r??agir avec le froid, l'acide nitrique dilu?? pour donner un atome d'hydrog??ne:

Mg _(s) + 2HNO _{3 (aq)} → Mg (NO _{3) 2 (aq)} + H _{2 (g)}

Passivation

Bien que le chrome (Cr), le fer (Fe) et aluminium (Al) dissoudre facilement dans l'acide nitrique dilu??, l'acide concentr?? forme une couche d'oxyde m??tallique qui prot??ge le m??tal de l'oxydation suppl??mentaire, qui est appel?? passivation.

R??actions avec des non-m??taux

La r??action avec des ??l??ments non m??talliques, ?? l'exception du silicium et les halog??nes , les oxyde habituellement ?? leur plus haut les ??tats d'oxydation des acides avec la formation de le dioxyde d'azote et de l'acide concentr?? l'oxyde d'azote de l'acide dilu??.

C + 4HNO ₃ → CO ₂ + ₂ + 2H 4NO ₂ O

ou

3C + 4HNO ₃ → 3CO ₂ + 2H + 4NO ₂ O

Grades

Acide nitrique fumant blanc, ??galement appel?? acide nitrique ?? 100% ou WFNA, est tr??s proche du produit d'acide nitrique anhydre. Un cahier des charges de l'acide nitrique fumant blanc est qu'il a un maximum de 2% d'eau et un maximum de 0,5% dissous NO _2.

L'acide nitrique fumant rouge, ou RFNA, contient d'importantes quantit??s de dioxyde d'azote dissous (NO ₂₎ en laissant la solution avec une couleur brun rouge??tre. Une formulation de RFNA sp??cifie un minimum de 17% NO _2, une autre pr??cise 13% NO _2.

Un acide nitrique fumant inhib?? (soit IWFNA ou IRFNA) peut ??tre r??alis??e par l'addition de 0,6 ?? 0,7% le fluorure d'hydrog??ne HF. Ce fluorure est ajout?? pour la r??sistance ?? la corrosion dans des r??servoirs m??talliques (fluorure cr??e une couche de fluorure m??tallique qui prot??ge le m??tal).

La production industrielle

L'acide nitrique est pr??par?? en m??langeant le dioxyde d'azote (NO ₂₎ avec l'eau en pr??sence d'oxyg??ne ou d'air pour oxyder le l'acide nitreux a ??galement produit par la r??action.

L'acide nitrique dilu?? peut ??tre concentr?? par distillation jusqu'?? 68% d'acide, qui est un m??lange az??otropique avec 32% d'eau. Une concentration suppl??mentaire implique la distillation avec de l'acide sulfurique qui agit comme un agent d??shydratant. En laboratoire, ces distillations doivent ??tre faites avec un appareil enti??rement en verre sous pression r??duite, pour emp??cher la d??composition de l'acide.

Solutions d'acide nitrique de qualit?? commerciale sont habituellement entre 52% et de l'acide nitrique ?? 68%. La production commerciale de l'acide nitrique est par l'interm??diaire du Proc??d?? Ostwald, nomm?? d'apr??s Wilhelm Ostwald.

L'acide peut ??galement ??tre synth??tis?? par oxydation de l'ammoniac , mais le produit est dilu?? par l'eau form??e ??galement dans le cadre de la r??action. Cependant, ce proc??d?? est important dans la production de de nitrate d'ammonium d??riv?? de l'ammoniac Proc??d?? Haber, car le produit final peut ??tre produit ?? partir de l'azote, de l'hydrog??ne et de l'oxyg??ne comme seul charges.

synth??se de laboratoire

En laboratoire, l'acide nitrique peut ??tre faite de cuivre (II) nitrate ou par r??action de masses ?? peu pr??s ??gales de nitrate de potassium (KNO ₃₎ avec 96% d'acide sulfurique (H ₂ SO _4), et la distillation de ce m??lange ?? la temp??rature d'??bullition de l'acide nitrique de 83 ?? C jusqu'?? ce que seule une masse cristalline blanche, un atome d'hydrog??ne sulfate de potassium (KHSO _4), reste dans le r??cipient de r??action. Le rouge acide nitrique fumant obtenu peut ??tre converti en l'acide nitrique blanc.

H ₂ SO ₄ + KNO ₃ → _KHSO4 + HNO ₃

Le dissous NO _x sont facilement ??limin??s en utilisant une pression r??duite ?? temp??rature ambiante (10-30 min ?? 200 27 mmHg ou kPa) pour donner blanc acide nitrique fumant. Cette proc??dure peut ??galement ??tre r??alis??e sous pression r??duite et la temp??rature en une seule ??tape afin de produire moins gaz de dioxyde d'azote.

Utilisations

L'acide nitrique dans un laboratoire.

IWFNA peut ??tre utilis?? comme le en oxydant fus??es ?? carburant liquide. IRFNA ??tait l'un des composants de carburant de trois liquides pour le BOMARC missiles

Une solution d'acide nitrique et de l'alcool, Nital, est utilis?? pour le d??capage de m??taux pour r??v??ler la microstructure.

M??langes aqueuses disponibles dans le commerce d'acide nitrique ?? 5-30% et 15-40% d'acide phosphorique sont couramment utilis??s pour le nettoyage du mat??riel alimentaire et des produits laitiers essentiellement ?? l'??limination de calcium et de magn??sium compos??s pr??cipit??s (soit d??pos?? ?? partir du flux de processus ou r??sultant de l'utilisation d'eau dure pendant la production et le nettoyage).

Nitration

L'acide nitrique est utilis?? dans la fabrication de nitrate -contenant explosifs tels que nitroglyc??rine, trinitrotolu??ne (TNT) et cyclotrim??thyl??netrinitramine (RDX), ainsi que des engrais tels que nitrate d'ammonium.

Digestion

En analyse ??l??mentaire par ICP-MS et ICP-AES, l'acide nitrique dilu?? (0,5 ?? 2,0%) est utilis?? en tant que compos?? de matrice pour la d??termination de traces de m??taux dans des solutions. L'acide Ultrapure est n??cessaire pour une telle d??termination, parce que les petites quantit??s d'ions m??talliques pourraient affecter le r??sultat de l'analyse.

Travail du bois

Dans une faible concentration (environ 10%), de l'acide nitrique est souvent utilis?? pour artificiellement ??ge pin et ??rable. La couleur produite est d'un gris-or beaucoup comme tr??s vieille cire ou de bois d'huile termin?? ( la finition du bois).

D'autres utilisations

Seul, il est utile dans la m??tallurgie et raffinage car il r??agit avec la plupart des m??taux , et des synth??ses organiques. En cas de m??lange avec de l'acide chlorhydrique , d'acide nitrique formes l'eau r??gale, l'un des rares r??actifs capables de dissoudre l'or et le platine .

S??curit??

L'acide nitrique est un puissant agent oxydant, et les r??actions de l'acide nitrique avec des compos??s tels que cyanures, carbures, et des poudres m??talliques peuvent ??tre explosif. Les r??actions de l'acide nitrique avec de nombreux compos??s organiques, tels que t??r??benthine, sont violents et hypergolique (auto-inflammation).

D'acide nitrique concentr?? colorants humaine jaunissement de la peau due ?? une r??action avec le k??ratine. Ces taches jaunes deviennent oranges neutralis??.