Ácido nítrico | |||
---|---|---|---|
| |||
General | |||
nombres tradicionales | Ácido nítrico | ||
química fórmula | HNO3 _ | ||
Propiedades físicas | |||
Estado | Líquido | ||
Masa molar | 63,012 g/ mol | ||
Densidad | 1,513 g/cm³ | ||
Energía de ionización | 11,95 ± 0,01 eV [2] | ||
Propiedades termales | |||
La temperatura | |||
• fusión | -41,59°C | ||
• hirviendo | +82,6°C | ||
• descomposición | +260°C | ||
mol. capacidad calorífica | 109,9 J/(mol·K) | ||
entalpía | |||
• educación | −174,1 kJ/mol | ||
• fusión | 10,47 kJ/mol | ||
• hirviendo | 39,1 kJ/mol | ||
• disolución | −33,68 kJ/mol | ||
Presion de vapor | 56 hPa | ||
Propiedades químicas | |||
Constante de disociación ácida | −1,64 [1] | ||
Solubilidad | |||
• en agua | Soluble | ||
Propiedades ópticas | |||
Índice de refracción | 1.397 | ||
Estructura | |||
Momento bipolar | 2,17 ± 0,02 D | ||
Clasificación | |||
registro número CAS | 7697-37-2 | ||
PubChem | 944 | ||
registro Número EINECS | 231-714-2 | ||
SONRISAS | O[N+](=O)[O-] | ||
InChI | InChI=1S/HNO3/c2-1(3)4/h(H,2,3,4)GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | QU5775000 | ||
CHEBI | 48107 | ||
un numero | 2031 | ||
ChemSpider | 919 | ||
La seguridad | |||
LD 50 | 430 mg/kg | ||
Toxicidad | Grado 3 (moderadamente peligroso) | ||
Pictogramas SGA | |||
NFPA 704 | 0 cuatro 0COR | ||
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |||
Archivos multimedia en Wikimedia Commons |
El ácido nítrico ( fórmula química - HNO 3 ), es un ácido inorgánico químico fuerte que corresponde al estado de oxidación más alto del nitrógeno (+5). venenoso _
En condiciones estándar, el ácido nítrico es un ácido monobásico , en su forma pura es un líquido incoloro con un olor acre y sofocante . El ácido nítrico sólido forma dos modificaciones cristalinas con redes monoclínicas y rómbicas .
El ácido nítrico es miscible con agua en cualquier proporción. En soluciones acuosas, se disocia casi por completo en iones. Forma una mezcla azeotrópica con agua con una concentración de 68,4% y una pe de 120 °C a presión atmosférica normal . Se conocen dos hidratos sólidos : monohidrato (HNO 3 H 2 O) y trihidrato (HNO 3 3H 2 O). El ácido nítrico y sus sales, los nitratos , son venenosos y cancerígenos , y son fuertes agentes oxidantes .
La técnica para obtener ácido nítrico diluido por destilación seca de salitre con alumbre y sulfato de cobre aparentemente fue descrita por primera vez en los tratados de Jabir (Geber en traducciones latinizadas) en el siglo VIII . Este método, con varias modificaciones, la más significativa de las cuales fue la sustitución del sulfato de cobre por sulfato de hierro , fue utilizado en la alquimia europea y árabe hasta el siglo XVII .
En el siglo XVII, Glauber propuso un método para obtener ácidos volátiles por reacción de sus sales con ácido sulfúrico concentrado, incluido el ácido nítrico a partir de nitrato de potasio , lo que permitió introducir el ácido nítrico concentrado en la práctica química y estudiar sus propiedades. El método Glauber se utilizó hasta principios del siglo XX , y la única modificación significativa fue la sustitución del nitrato de potasio por nitrato de sodio (chileno) más económico .
Durante la época de M. V. Lomonosov y hasta mediados del siglo XX, el ácido nítrico se llamaba comúnmente vodka fuerte [3] .
El nitrógeno en el ácido nítrico tiene un estado de oxidación de +5. El ácido nítrico es un líquido incoloro que echa humo en el aire, punto de fusión −41,59 °C, punto de ebullición +82,6 °C (a presión atmosférica normal) con descomposición parcial. El ácido nítrico es miscible con agua en todas las proporciones. Las soluciones acuosas de HNO 3 con una fracción de masa de 0,95-0,98 se denominan "ácido nítrico fumante", con una fracción de masa de 0,6-0,7 - ácido nítrico concentrado.
Forma una mezcla azeotrópica con agua (fracción de masa 68,4%, d 20 \u003d 1,41 g / cm 3 , Tbp \ u003d 120,7 ° C )
Cuando cristaliza a partir de soluciones acuosas, el ácido nítrico forma hidratos cristalinos :
El ácido nítrico sólido forma dos modificaciones cristalinas:
El monohidrato forma cristales ortorrómbicos , grupo espacial P na 2, parámetros de celda a = 0,631 nm , b = 0,869 nm , c = 0,544 nm , Z = 4 .
La densidad de soluciones acuosas de ácido nítrico en función de su concentración se describe mediante la ecuación
donde d es la densidad en g/cm 3 , c es la fracción de masa del ácido. Esta fórmula describe pobremente el comportamiento de la densidad a una concentración superior al 97%.
1. El HNO 3 altamente concentrado tiene un color marrón debido al proceso de descomposición que tiene lugar a la luz:
2. Cuando se calienta, el ácido nítrico se descompone según la misma reacción. El ácido nítrico solo se puede destilar sin descomposición bajo presión reducida (el punto de ebullición indicado a presión atmosférica se encuentra por extrapolación).
3. El oro , el platino , el iridio , el rodio y el tántalo son inertes al ácido nítrico en todo el rango de concentraciones, otros metales reaccionan con él, el curso de la reacción está determinado por su concentración.
4. El HNO 3 como ácido monobásico fuerte interactúa:
a) con óxidos básicos y anfóteros :
b) con bases :
c) desplaza ácidos débiles de sus sales:
5. Al hervir o bajo la acción de la luz, el ácido nítrico se descompone parcialmente:
6. El ácido nítrico en cualquier concentración exhibe las propiedades de un ácido oxidante, mientras que el nitrógeno se reduce a un estado de oxidación de +5 a -3. La profundidad de la reducción depende principalmente de la naturaleza del agente reductor y de la concentración de ácido nítrico. Como ácido oxidante, el HNO 3 interactúa:
a) con metales situados en una serie de voltajes a la derecha del hidrógeno:
HNO 3 concentrado
HNO 3 diluido
b) con metales situados en la serie electroquímica de voltajes a la izquierda del hidrógeno:
Todas las ecuaciones anteriores reflejan solo el curso dominante de la reacción. Esto significa que bajo estas condiciones, los productos de esta reacción son más que los productos de otras reacciones, por ejemplo, cuando el zinc reacciona con ácido nítrico (fracción de masa de ácido nítrico en una solución de 0.3), los productos contendrán la mayor cantidad de NO , pero también contendrá (sólo en cantidades más pequeñas) y NO 2 , N 2 O , N 2 y NH 4 NO 3 .
7. El único patrón general en la interacción del ácido nítrico con los metales: cuanto más diluido es el ácido y más activo el metal, más profundo se reduce el nitrógeno:
aumento de la concentración de ácido aumento de la actividad del metal8. El ácido nítrico, incluso concentrado, no interactúa con el oro y el platino. El hierro, el aluminio y el cromo se pasivan con ácido nítrico concentrado en frío. El hierro interactúa con el ácido nítrico diluido y, dependiendo de la concentración de ácido, no solo se forman varios productos de reducción de nitrógeno, sino también varios productos de oxidación de hierro:
9. El ácido nítrico oxida los no metales , mientras que el nitrógeno suele reducirse a NO o NO 2 :
y sustancias complejas, por ejemplo:
10. Algunos compuestos orgánicos (por ejemplo , aminas , trementina ) se encienden espontáneamente al contacto con ácido nítrico concentrado.
11. Algunos metales ( hierro , cromo , aluminio , cobalto , níquel , manganeso , berilio ), al reaccionar con ácido nítrico diluido, son pasivados por ácido nítrico concentrado y son resistentes a sus efectos.
Una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico se llama melange.
El ácido nítrico se usa ampliamente para preparar compuestos nitro .
12. Una mezcla de tres volúmenes de ácido clorhídrico y un volumen de ácido nítrico se denomina " agua regia ". A temperatura ambiente, la reacción está en equilibrio. Se desplaza hacia la derecha cuando se calienta. El agua regia disuelve la mayoría de los metales, incluidos el oro y el platino . Su fuerte capacidad oxidante se debe al cloro atómico resultante y al cloruro de nitrosilo , que también se descompone y libera cloro :
Total:
La misma reacción también ocurre con el ácido bromhídrico :
13. Interacción de los ácidos nítrico y clorhídrico concentrados con metales nobles :
14. El ácido nítrico, al disolverse en agua, reacciona parcial y reversiblemente con él para formar ácido ortonítrico, que no existe en forma libre:
El ácido nítrico es un ácido fuerte. Sus sales -nitratos- se obtienen por la acción del HNO 3 sobre los metales y algunos compuestos no metálicos, óxidos , hidróxidos o carbonatos . Todos los nitratos son altamente solubles en agua. El ion nitrato no se hidroliza en agua.
1. Las sales de ácido nítrico se descomponen irreversiblemente cuando se calientan, y la composición de los productos de descomposición está determinada por el catión:
a) nitratos de metales en la serie de voltajes a la izquierda del magnesio (excluido el litio ):
b) nitratos de metales ubicados en una serie de voltajes entre el magnesio y el cobre (así como el litio ):
c) nitratos de metales ubicados en una serie de voltajes a la derecha del mercurio :
d) nitrato de amonio :
2. Los nitratos en soluciones acuosas prácticamente no muestran propiedades oxidantes, pero a altas temperaturas en estado sólido son fuertes agentes oxidantes, por ejemplo, cuando los sólidos se fusionan:
3. El zinc y el aluminio en solución alcalina reducen los nitratos a NH 3 :
Las sales de ácido nítrico -nitratos- son ampliamente utilizadas como fertilizantes . Al mismo tiempo, casi todos los nitratos son altamente solubles en agua, por lo tanto, en forma de minerales, son de naturaleza extremadamente pequeña; las excepciones son el salitre chileno (sódico) y el salitre indio ( nitrato de potasio ). La mayoría de los nitratos se obtienen artificialmente.
4. Vidrio , fluoroplast-4 no reacciona con ácido nítrico .
5. Los nitratos metálicos durante la sinterización con óxidos metálicos forman sales de ácido ortonítrico - ortonitratos .
El ácido nítrico es uno de los productos más importantes de la industria química.
El método moderno de su producción se basa en la oxidación catalítica del amoníaco sintético sobre catalizadores de platino y rodio ( proceso de Ostwald ) a una mezcla de óxidos de nitrógeno ( gases nitrosos), con su posterior absorción por el agua :
Las tres reacciones son exotérmicas , la primera es irreversible , el resto son reversibles [4] . La concentración de ácido nítrico obtenido por este método varía de 45 a 58% dependiendo del diseño tecnológico del proceso. Para obtener ácido nítrico concentrado, se cambia el equilibrio en la tercera reacción aumentando la presión a 50 atmósferas , o se agrega ácido sulfúrico para diluir el ácido nítrico y se calienta, mientras que el ácido nítrico, a diferencia del agua y el ácido sulfúrico, se evapora [5] .
En Rusia, la producción a gran escala de ácido nítrico (10,000 toneladas por año) utilizando este método comenzó en 1917 en Yuzovka , la materia prima era amoníaco del gas de horno de coque según el método de I. I. Andreev .
Por primera vez, los alquimistas obtuvieron ácido nítrico calentando una mezcla de salitre y sulfato de hierro:
El ácido nítrico puro fue obtenido por primera vez por Johann Rudolf Glauber , actuando sobre el salitre con ácido sulfúrico concentrado :
Se puede obtener una destilación adicional llamada. "ácido nítrico fumante", que prácticamente no contiene agua.
El ácido nítrico es venenoso . Según el grado de impacto en el cuerpo, pertenece a las sustancias de la 3ª clase de peligro . Sus vapores son muy dañinos: los vapores causan irritación del tracto respiratorio y el ácido en sí deja úlceras de curación prolongada en la piel. Cuando se expone a la piel, se produce una coloración amarilla característica de la piel debido a la reacción de la xantoproteína. Cuando se calienta o se expone a la luz, el ácido se descompone para formar dióxido de nitrógeno NO 2 altamente tóxico (gas marrón). MPC para ácido nítrico en el aire del área de trabajo para NO 2 2 mg/m 3 [7] .
Clasificación NFPA 704 para ácido nítrico concentrado:
Unicode tiene un símbolo alquímico para el ácido nítrico ( latín Aqua fortis ).
grafema | Unicode | HTML | |||
---|---|---|---|---|---|
El código | Nombre | hexadecimal | Decimal | Mnemotécnica | |
🜅 | U+1F705 | SÍMBOLO ALQUÍMICO PARA AQUAFORTIS | 🜅 | 🜅 | — |
F, f | Derivados de la letra latina|
---|---|
Letras | |
simbolos |
Reactivos fotográficos | |||||
---|---|---|---|---|---|
agentes de desarrollo |
| ||||
anti-velos | |||||
reguladores de pH |
| ||||
Sustancias conservantes | |||||
Ablandadores de agua | |||||
Graderío | |||||
Componentes del fijador | |||||
Componentes formadores de color |
| ||||
Componentes del tóner | nitrato de uranilo | ||||
Componentes del amplificador | |||||
Desensibilizantes | |||||
sensibilizadores |
diccionarios y enciclopedias |
| |||
---|---|---|---|---|
|