علم سرامیک

در صنایع پلاستیک‌سازی و نظامی هم از اسید نیتریک استفاده می‌شود.

از دیگر موارد استفاده اسید نیتریک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱- تولید استر (در اثر واکنش با الکل ها)

۲- تولید مواد منفجره (در اثر واکنش با هیدروکربن ها)

۳- برای تولید نمک (در اثر واکنش با بازها)

۴- به عنوان یک عامل اکسید کننده از آن استفاده می‌کنند.

        روش های تولید اسید نیتریک

همان‌گونه که اشاره شد، در زمان‌های گذشته دانشمندان روش های مختلفی را برای تولید اسید نیتریک به کار می‌بردند که در نهایت اوستوالد و براور بهترین روش تولید اسید نیتریک را ارائه کردند و اولین بار این روش در سال ۱۹۰۸ در آلمان به کار گرفته شد و سرانجام تمام دنیا پی به ارزش آن بردند و در تمام دنیا از این روش استفاده می‌شود. اما در این قسمت دو روش دیگر تولید اسید نیتریک برای آشنایی بیشتر با روش های تولید اسید نیتریک و علت عدم استفاده از آن ها در حال حاضر، شرح داده می‌شود:

1- تهیه اسید نیتریک از واکنش نیترات پتاسیم یا سدیم با اسید سولفوریک (تقطیر نیترات پتاسیم)

 چون گرمازا است دمائی در حدود °C۹۰۰ دارد که در آن اسید تولیدی به صورت بخار از محیط خارج می‌گردد و سولفات سدیم در محیط واکنش باقی می‌ماند.

این روش دارای اشکالات متعددی است که عبارتند از:

۱- احتیاج به سوخت زیادی دارد.

۲- باعث آسیب دیدن و خرابی وسایل می‌شود.

۳- اسید به اکسید و آب و اکسیژن تجزیه می شود.

۴- تولید HNO₂ که از تجزیة اسید در ظرف تقطیر و جذب آن ها در ظرف مایع کننده به وجود می‌آید.

۵- نقطة ذوب سولفات سدیم تولیدی بالا است (°C۸۸۰)، در نتیجه سخت می گردد و نمی‌توان آن را در انتهای واکنش خارج کرد.

برای برطرف کردن معایب بالا عمل تقطیر را با واکنش دادن مول های مساوی از هر دو ماده انجام می‌دهند.       

در این حالت دمای واکنش  °C۲۰۰ است و در نتیجه اسید تولید شده به صورت جامد نمی‌باشد و راحت از ظرف خارج می‌شود.

حال روش دوم تولید اسید نیتریک شرح داده می‌شود:

2- واکنش بین اکسیژن و نیتروژن در کوره‌های خالص و تولید گاز دی اکسید نیتروژن و جذب آن توسط آب و تولید اسید نیتریک

این روش به علت هزینه اقتصادی خیلی زیاد کاربردی ندارد

Ag + 2HNO3 --> AgNO3 + NO2 + H2O

و اگه رقیق باشه اسید نیترو تولید میشه که در محلول باقی میمونه:

2Ag + 3HNO3 --> 2AgNO3 + HNO2 + H2O

گاز خرمایی رنگ دی اکسید نیتروژن NO2 سمی و خورنده ست و پس از استنشاق با رطوبت داخل ریه واکنش داده و اسید نیتریک تولید میکنه و از این طریق بشدت به بافت ریه آسیب میرسونه. این گاز در دمای پایین دیمر شده و تتروکسید نیتروژن رو بوجود میاره که یک گاز بی رنگه (N2O4).

روش جدا سازی نقره  از اسید نیتریک به روش الکترولیز

روش کار بسیار ساده ست و خیلی سخت نیست. اول از همه برای جلوگیری از واکنشهای فرعی و خورده شدن الکترودها باید اسید اضافی رو خنثی کنی و اینکارو براحتی میشه با افزودن قلیا و کنترل PH انجام داد. حالا براحتی میشه محلول خنثی شده رو با قرار دادن دو الکترود و اتصال به جریان ملایم برق مستقیم الکترولیز کرد. کاتد و آند باید حتماً از جنس یه ماده مقاوم شیمیایی باشن؛ مثله پلاتین، نقره یا حتی المقدور گرافیت (زغال باطری). در کاتد نقره و در آند گاز اکسیژن آزاد میشه. نقره بدست اومده به شرط عاری بودن محلول از یونهای فلزات (مخصوصاً فلزات نجیب) کاملاً خالصه. در صورتی که احتمال ناخالصی وجود داره با تنظیم ولتاژ به حدود 0.4 ولت (ولتاژ حداقل برای رسوب نقره) از رسوب کردن فلزات فعالتر از نقره جلوگیری میشه البته فلزات غیر فعالتر از نقره نظیر جیوه، طلا، پلاتین و ... در هر حالت همراه اون ته نشین میشن و باید از روشهای دیگه ای برای جداکردنشون استفاده کرد.

روش راحتتری هم غیر از الکترولیز وجود داره و اون انداختن یه تکه فلز مس بداخله محلول یون نقره ست. نقره به راحتی و با درجه خلوص بالا رسوب میکنه.

Synthesis

Silver nitrate can be prepared by reacting silver, such as a silver bullion or silver foil, with nitric acid, resulting in silver nitrate, water, and oxides of nitrogen.

3 Ag + 4 HNO₃ → 3 AgNO₃ + 2 H₂O + NO

3 Ag + 6 HNO₃ → 3 AgNO₃ + 3 H₂O + 3 NO₂

etc

This is performed under a fume hood because of toxic nitrogen oxide(s) evolved during the reaction.^[4]

Reactions

A typical reaction with silver nitrate is to suspend a rod of copper in a solution of silver nitrate and leave it for a few hours. The silver nitrate reacts with copper to form hairlike crystals of silver metal and a blue solution of copper nitrate:

2 AgNO₃ + Cu → Cu(NO₃)₂ + 2 Ag

Silver nitrate also decomposes when heated:

2 AgNO₃ → 2 Ag + O₂ + 2 NO₂

Most metal nitrates thermally decompose to the respective oxides, but silver oxide decomposes at a lower temperature than silver nitrate, so the decomposition of silver nitrate yields elemental silver instead.

نیتریک اسید خالص 100%، مایعی بی رنگ است که در دمای -42 درجه سانتی گراد ذوب و در دمای 83 درجه می جوشد. در صورتی که جوشش در نور انجام شود و محیط اتاق باشد، در دمای 72 درجع نیتریک اسید به صورت زیر تجزیه می شود:

4 HNO₃ → 2 H₂O + 4 NO₂ + O₂ (72°C)

اسید نیتریک ( HNO₃ ) دارای چگالی 1.5 بوده و غیر اشتعال پذیر است. محلول 68% آن در دمای 120 درجه سانتی گراد می جوشد.

نیتریک اسید خالص 100%، مایعی بی رنگ است که در دمای -42 درجه سانتی گراد ذوب و در دمای 83 درجه می جوشد. در صورتی که جوشش در نور انجام شود و محیط اتاق باشد، در دمای 72 درجع نیتریک اسید به صورت زیر تجزیه می شود:

4 HNO₃ → 2 H₂O + 4 NO₂ + O₂ (72°C)

اسید نیتریک ( HNO₃ ) دارای چگالی 1.5 بوده و غیر اشتعال پذیر است. محلول 68% آن در دمای 120 درجه سانتی گراد می جوشد.

واکنش نیتریک با فلزات

واکنش مس با نیتریک اسید غلیظ باعث تولید آنیون مس می شود:

Cu + 4 H⁺ + 2 NO₃⁻ → Cu²⁺ + 2 NO₂ + 2 H₂O

اماً واکنش مس با محلول 100% آن به شکل زیر است:

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

از تاثیر منیزیم بر نیتریک 100% نیترات منیزیم و گاز هیدروژن آزاد می شود:

Mg (s) + 2 HNO₃ (aq) → Mg(NO₃)₂ (aq) + H₂ (g)

واکنش نیتریک با نا فلزات

واکنش نیتریک اسید به جز گاز های نجیب، سلیکون و هالوژن ها باعث اکسید شدن با بیشترین عدد اکسایش ممکن می شود:

C + 4 HNO₃ → CO₂ + 4 NO₂ + 2 H₂O

3 C + 4 HNO₃ → 3 CO₂ + 4 NO + 2 H₂O

تهیه نیتریک اسید

روش استوالد:
از سوختن آمونیاک در مجاورت پلاتین نیتروژن اکسید به دست می آید:

4NH₃(g) + 5O₂ => 4NO (g) + 6H₂O (g)

نیتروژن اکسید ( نیتریک اسید ( گازی بیرنگ است که به سرعت با مقدار اضافی اکسیژن واکنش داده، گاز خرمایی رنگ نیتروژن دی اکسید را به وجود می آورد:

2NO (g) + O₂ (g) => 2NO₂

از حل کردن نیتروژن دی اکسید در آب، نیتریک اسید و نیتروژن اکسید حاصل می شود:

3NO₂ (g) + H₂O (l) => HNO₃ (aq) + NO (g)

استفاده از سولفوریک اسید:از حل کردن گاز نیتروژن تری اکسید ( نیترات ) در سولفوریک اسید بی سولفات جامد و نیتریک اسید گازی بدست می آید.

H₂SO₄ + NO₃ → HSO₄ (s) + HNO₃ (g)