Это азот содержащая неорганическое соединение, в концентрированном состоянии может темнеть из за частичного разложения, чрезвычайно опасная жидкость с некоторыми органическими веществами самовоспламеняться.
С металлами образовывать ядовитые соединения азота с кислорода NO2, при вдыхании больших количеств может образоваться химический оттек легких.
Гидратным соединением оксида азота (V) или (пентаоксид диазота, азотный ангидрид) N2О5 является азотная кислота HNO3 — важнейшее соединение азота.
В лаборатории азотную кислоту получают, действуя на ее соли концентрированной серной кислотой при нагревании:
NaNO3 + H2SO4 = HNO3 + NaHSO4
Ранее этот единственный метод использовался и в промышленности для получения азотной кислоты из чилийской селитры NaNO3.
Но 1898 г. на заседании Британской ассоциации ученых Крукс сформулировал важную проблему для технологов:
«Фиксации атмосферного азота есть одно из величайших открытий, которых надо ожидать от изобретательности химиков».
И уже в 1904 г. был предложен цианамидный метод связывания атмосферного азота с получением аммиака.
В 1905 г. был разработан дуговой метод «сжигания воздуха», основанный на:
В дальнейшем эти способы уступили место методу синтеза и переработки аммиака как более экономичному и пригодному для многотоннажного производства.
Промышленное получение азотной кислоты основано на каталитическом окислении синтетического аммиака.
В одном цехе синтезируют аммиак из азота воздуха и водорода природных газов.
В другом цехе окисляют аммиак кислородом воздуха в присутствии катализатора до оксида азота (II):
4NH3+ 5O2 = 4NO↑ + 6Н2O
превращающегося на воздухе в оксид азота (IV).
Последний взаимодействует с водой (в присутствии кислорода воздуха) и получат и азотная кислота:
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
В качестве катализатора при окислении аммиака используют металлическую сетку из сплава платины с родием.
На азотно-туковых комбинатах азотную кислоту перерабатывают на азотные удобрения.
Однако, несмотря на дешевизну исходною сырья (азота и водорода), синтетические азотные удобрения остаются самыми дорогими из всех минеральных удобрений вследствие технологической сложности производства.
В целом они гораздо дороже фосфорных и тем более калийных минеральных удобрений, получаемых переработкой природных солей.
Бесцветная жидкость плотностью 1,53 г/см³, кипит при +86° С, кристаллизуется при — 41° С .
Она гигроскопична, «дымит» на воздухе, так как пары ее образуют с влагой воздуха капли тумана.
Азотная кислота смешивается с водой в любых отношениях.
Промышленность выпускает 68%-ную азотную кислоту (плотность 1,4 г/см³).
В продажу поступает «дымящая» азотная кислота, содержащая 96—98% HNО3, окрашенная в красно-бурый цвет растворенной двуокисью азота. Выпускается азотная кислота и в других концентрациях.
Азотная кислота относится к сильным кислотам, в разбавленных водных растворах она полностью диссоциирована на ионы:
HNO ⇄ H⁺ + NOˉ3
Азотная кислота непрочна, разлагается под действием теплоты и света на оксид азота (IV), кислород и воду, поэтому хранят ее в прохладном и темном месте.
Кислота — один из сильнейших окислителей, в ее молекуле азот имеет степень окисления +5 и электроны может только присоединять.
Поэтому азотная кислота во всех реакциях играет роль окислителя.
При этом она может последовательно восстанавливаться до следующих соединений:
НNO3 (+5) → NO2 (+4) → HNO2 (+3) → NO (+2) → N2O (+) → N2 (0) → NH3( NH4NO3 ) (-3)
Реакции взаимодействия азотной кислоты с металлами:
2HNO3 (Конц.) + Ag = NO2↑ + AgNO3 + H2O
4HNO3 (Разб.) + 3Ag = NO↑ + 3AgNO3+ 2Н2O
4HNO3 (Конц.) + Cu = 2NO2↑+Cu(NO3)2 + 2H2O
8HNO3 (Разб.) + 3Cu = 2NO↑ + 3Cu(NO3)2 + 4H2O
10HNO3 (Конц.) + 4Ca = N2O↑ + 4Ca(NO3)2 + 5H2O
10HNO3 (Разб.) + 4Ca = NH4NO3 + 4Ca(NO3)2 + 3H2O
Но наиболее сильным окислительным действием отличается смесь одного объема концентрированной азотной с тремя объемами концентрированной соляной кислоты, называемая «царской водкой».
Она растворяет «царя металлов» — золото и другие металлы, окислительное действие ее обусловлено выделением при взаимодействии кислот атомарного хлора:
НNO3 + 3HCl = 2Сl + NOCl + 2Н2O
NOCl = NO + Cl
HNO3 + 3HCl = 3Cl + NO + 2H2O
Золото растворяется с образованием золотохлористоводородной кислоты:
Au + 3Cl + HCl = H[AuCl4]
Суммарное уравнение окисления золота царской водкой имеет вид:
Au + 4HCl + HNO3 = Н[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
Некоторые неметаллы (сера, фосфор, уголь) также окисляются азотной кислотой. При этом концентрированная азотная кислота восстанавливается до оксида (IV), а разбавленная — до оксида азота (II):
6HNO3 (Конц.) + S = 6NO2↑ + H2SO4 + 2H2O
5HNO3 (Разб.) + 3P = 5NO↑ + 3H3PO4
4HNO3 (Разб.) + 3C = 4NO↑ + 3CO2↑ + 2H2O
Азотная кислота окисляет многие органические вещества, обесцвечивает красители. Часто при этом выделяется много теплоты и вещество воспламеняется.
Например, если прилить каплю скипидар к азотной кислоте, происходит яркая вспышка.
Подобно этому нагретые древесные опилки, вата или бумага воспламеняются от действии дымящей азотной кислоты.
Лабораторная работа с концентрированной азотной кислотой требует особой осторожности.
Азотную кислоту производит основная химическая промышленность.
Эта кислота необходима для:
Статья на тему азотная кислота