חומצה חנקתית

חומצת monobasic חזקה, אשר בתנאים סטנדרטיים נוזל חסר צבע ההופך צהוב במהלך האחסון עלול להיות במצב מוצק, מאופיין על ידי שני שינויי גבישים (monoclinic או סריג אורתורומבי) בטמפרטורות מתחת למינוס 41.6 מעלות צלסיוס חומר זה עם הנוסחה הכימית - HNO3 - חנקתית חומצה נקרא. יש לו שומה 63.0 g / מסה טוחנת, בעוד צפיפות שלה מקביל 1.51 g / cm³. הטמפרטורה ריפלוקס חומצה היה 82.6 מעלות צלזיוס, מלווה הפירוק של (חלקית): 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2. פתרון חומצה עם שבריר המוני של החומר הבסיסי של 68% שחין בטמפרטורה של 121 מעלות צלסיוס מקדם השבירה של החומר הטהור מתאים 1397. חומצה ניתן לערבב עם מים בכל יחס, ובהיותו אלקטרוליט חזק, כמעט לחלוטין להתפרק ליונים H + ו- NO3-. טופס מוצק - הידראט ו מונוהידראט שיש את הנוסחה: HNO3 • 3H2O ו HNO3 • H2O בהתאמה.

חומצה חנקתית - קורוזיה פעילה, חומר רעיל, ועל חמצון גבוה. מימי הביניים הידועה בשם זה, כמו "» מים חזק (פורטיס אקווה). האלכימאים שגילה חומצה במאה ה -13, נתן את שמו כדי לוודא שהוא מאפיינים יוצאי דופן (אכול כל המתכות למעט זהב), מצוין מיליון פעמים את כוחו של חומצה אצטית, אשר באותם ימים נחשבה הפעילים ביותר. אבל גם אחרי שלוש מאות שנה זה כבר גילה כי לשיתוק, אפילו זהב יכול להיות תערובת של חומצות כגון חנקתית הידרוכלורית ביחס נפח של 1: 3, אשר מסיבה זו נקראת "Regia יקווה". הופעת צבע צהוב במהלך האחסון בשל הצטברות של תחמוצות חנקן בו. חומצה זמינה עם ריכוז לעתים קרובות יותר 68%, וכאשר התוכן של חומר הבסיס מעל 89% זה נקרא "רותח".

התכונות הכימיות של חומצה חנקתית, להבחין בינו לבין גופרתית מדוללת או חומצה הידרוכלורית כי HNO3 מחמצן חזק ולכן לא שוחרר מימן לתגובות עם מתכות. בשל מאפייני חמצונים, זה גם מגיב עם הלא-מתכות רבות. ובשני המקרים תמיד נוצרת תחמוצת החנקן NO2. בתגובות חיזור, התאוששות חנקן מתרחשת בדרגות שונות: HNO3, NO2, N2O3, NO, N2O, N2, NH3, אשר נקבע על ידי ריכוז פעילות חומצה של המתכת. המולקולות של התרכובות נוצר מכילות חנקן במצב חמצון 5, 4, 3, 2, 1, 0, 3, בהתאמה. לדוגמה, נחושת מתחמצן עם חומצה מרוכזת כדי חנקתי נחושת (II): Cu + 4HNO3 → 2NO2 + Cu (NO3) 2 + 2H2O, וזרחן - לחומצה metaphosphoric: P + 5HNO3 → 5NO2 + HPO3 + 2H2O.

אחרת אינטראקציה עם nonmetals חומצה חנקתית מדוללת. בדוגמה של התגובה עם זרחן: 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO לראות כי חנקן מצטמצם למדינה divalent. התוצאה היא תחמוצת חנקן זרחן הוא מתחמצן ל פוספט וחומצה. חומצה חנקתית מרוכזת ב תערובת עם חומצה הידרוכלורית מתמוסס זהב: Au + 4HCl + HNO3 → NO + H [AuCl4] + 2H2O ופלטינה: 3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 4NO + 3H2 [PtCl6] + 8H2O. בשנת התגובות האלה, בתחילה, חומצה הידרוכלורית מתחמצן עם שחרור כלור חנקתית, ולאחר מכן ליצור כלורידים מתכת מורכבים.

חומצה חנקתית מופקת שהושגה מסחרית בשלוש דרכים עיקריות:

1. מוצא - מגיבים מלחי חומצה גופריתית: H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4. בעבר, זה היה הדרך היחידה, אבל עם כניסתו של טכנולוגיות אחרות, הוא משמש כיום במעבדה לייצר רותח חומצה.
2. שנית - זו דרך של קשת. כאשר אוויר מעל קשת חשמלית עם טמפרטורה של 3000 ל 3500 מעלות צלזיוס, חלק חנקן באוויר מגיב עם חמצן, ויוצרים פחמן חד חנקן: 2NO → N2 + O2, אשר לאחר הקירור הוא מתחמצן ל חנקן דו-חמצני (לא להגיב על פחמן חד בטמפרטורה גבוהה עם חמצן) : O2 + 2NO2 → 2NO. ואז, כמעט, תחמוצות חנקן כולו, על עודף של חמצן, מומסים במים: 2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3.
3. שלישית - זו היא שיטת אמוניה. אמוניה הוא מתחמצן על זרז הפלטינה פחמן חד חנקן: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. הגזים החנקן וכתוצאה הם התקררו, ואת דו תחמוצת החנקן נוצר, אשר נספג על ידי המים. לפי שיטה זו, החומצה שיש ריכוז של 60 עד 62%.

חומצה חנקתית היא בשימוש נרחב בתעשייה לייצר תרופות, צבעים, חומרי נפץ, דשנים חנקתית ומלחי חומצה חנקתית. בנוסף, הוא משמש הפירוק של מתכות (לדוגמא, נחושת, עופרת, כסף) כי אינו מגיב עם חומצות אחרות. התכשיטים המשמשים לקביעת זהב סגסוגת (זו היא השיטה העיקרית).