Як з нітрату натрію отримати азотну кислоту

Одержання азотної кислоти

Азотну кислоту вперше почали одержувати ще XVII столітті. Сучасний лабораторний метод передбачає одержання кислоти з нітратів. Для отримання азотної кислоти у промисловості використовується метод окислення аміаку.

Загальний опис

Формула азотної кислоти HNO₃. Це сильна безбарвна кислота із різким запахом. Вона необмежено розчинна у воді. Має невеликі температури плавлення (-41 ° C) та кипіння (82,6 ° С). Щільність кислоти – 1,52 г/см3.

Мал. 1. Азотна кислота.

Концентрована азотна кислота виділяє отруйні гази – оксиди азоту. Азотна кислота окислює органічні речовини: руйнує папір, натуральну тканину, спричиняє опіки на шкірі.

Азотна кислота у невеликій кількості утворюється у дощовій воді при розрядах блискавки.

Отримання

Азотну кислоту вперше отримали алхіміки із селітри та залізного купоросу при термічній реакції:

У сучасній хімії існують лабораторні та промислові способи одержання азотної кислоти. У лабораторіях кислоту отримують шляхом нагрівання суміші з нітратів та концентрованої сірчаної кислоти:

У промисловості азотну кислоту одержують окисленням аміаку. Метод здійснюється у три етапи.

Спочатку аміак окислюють на платинових каталізаторах до оксиду азоту (II):

Це реакція необоротна.

Оксид азоту (II) або монооксид окислюють до діоксиду або оксиду азоту (IV):

Кінцевим етапом є поглинання діоксиду азоту водою надлишку кисню:

Усі реакції протікають із тепла, тобто. є екзотермічними. Дві останні реакції оборотні, тому підсумкова концентрація чистої азотної кислоти невисока (45-58%).

Мал. 2.Установка отримання азотної кислоти промисловим способом.

Для підвищення концентрації реакції оксиду азоту (IV) з водою зміщують рівновагу, збільшуючи тиск. Також розведену азотну кислоту можуть змішувати із сірчаною кислотою та нагрівати. Азотна кислота випаровується та конденсується.

Лабораторний метод отримання азотної кислоти виявив німецький алхімік Йоганн Рудольф Глаубер у XVII столітті.

Застосування

Азотна кислота використовується:

під час виробництва добрив;
у виготовленні вибухових речовин;
як окислювач ракетного палива;
для травлення друкарських форм у друкарні;
при виготовленні фарб та лаків;
у виробництві ліків;
для визначення золота у сплавах;
для одержання органічних сполук.

Азотна кислота отруйна. При попаданні на шкіру руйнує білок, залишаючи виразки, що довго гояться.

Що ми дізналися?

Азотну кислоту отримують промисловим та лабораторним шляхом. У промисловості використовується метод окиснення аміаку, який включає три реакції. Спочатку окислюється аміак, потім оксид азоту (ІІ). Кінцевою реакцією є поглинання діоксиду азоту водою. Для підвищення концентрації у оборотних реакціях підвищують тиск. У лабораторіях кислоту одержують дією сірчаної кислоти на нітрати. Азотна кислота використовується у промисловості для виробництва добрив, вибухівки, ліків, фарб.

Як зробити азотну кислоту

Співавтором цієї статті є наша навчена команда редакторів та дослідників, які перевірили її точність та повноту. Команда керування контентом wikiHow уважно стежить за роботою редакції, щоб гарантувати, що кожна стаття підкріплена достовірними дослідженнями та відповідає нашим високим стандартам якості.

У цій статті цитується 21 посилання, яке можна знайти внизу сторінки.

Ця стаття була переглянута 27487 раз (а).

Азотна кислота - це різновид сильнодіючої мінеральної кислоти, що використовується для виробництва добрив, барвників та вибухових речовин. Їдка безбарвна рідина зазвичай виробляється у промислових масштабах з використанням вузькоспеціалізованих хімічних процесів та обладнання. Тим не менш, також можна отримати азотну кислоту різного ступеня чистоти зі звичайних лабораторних матеріалів, таких як солі нітрату, сірчана кислота та мідь. Деякі речовини, необхідні для цього експерименту, є їдкими, тому не забудьте надіти відповідне захисне екіпірування, перш ніж поводитися з ними. Також не завадить освіжити у пам'яті процедури безпеки у вашій лабораторії, щоб бути готовими у разі аварії.

\u00a9 2021 wikiHow, Inc. Усі права захищені. wikiHow, Inc. є власником авторських прав на це зображення відповідно до американських та міжнародних законів про авторські права. Це зображення не ліцензовано відповідно до ліцензії Creative Commons, яка застосовується до текстового контенту та деяких інших зображень, розміщених на веб-сайті wikiHow. Це зображення не може використовуватись іншими організаціями без явної письмової згоди wikiHow, Inc.
\n
\n">

Важливо використовувати дистильовану воду, а чи не звичайну водопровідну воду. Більшість водопровідної води містить сліди інших хімікатів, які можуть порушити склад виробленої вами кислоти. [2] Ікс Джерело дослідження
Для цього експерименту найпростіше використовувати нітрат натрію, нітрат калію або нітрат амонію.Всі ці хімічні речовини легко доступні у будь-якому інтернет-магазині хімікатів.
Деякі магазини хімії продають лише установам, а не приватним особам. Це може ускладнити отримання необхідних вам предметів, якщо у вас немає вчителя або керівника, який замовляє їх від вашого імені. [3] Ікс Надійне джерело Приятелі науки База даних наукових проектів, пояснень та навчальних матеріалів, створена експертами Перейти до джерела

Ви можете придбати пляшку концентрованої соляної кислоти за ціною 1 долар за унцію (29,57 мл).
Рекомендується працювати під витяжною шафою або встановлювати обладнання на добре вентильованому відкритому місці, оскільки матеріали, що тестуються, виділятимуть сильні пари при контакті з кислотою.

Попередження: Завжди одягайте рукавички та захисні окуляри під час роботи з кислотами. Зокрема, соляна кислота дуже агресивна – без належного захисту попадання навіть невеликої краплі на шкіру може спричинити серйозні опіки. [5] Ікс Джерело дослідження

В ідеалі друга ємність також повинна бути трохи вищою за ємність для змішування.
Якщо ви використовуєте склянку на 250 мл як ємність для змішування, ви можете помістити її в склянку на 1000 мл, щоб залишити достатньо місця.

2021 wikiHow, Inc. Усі права захищені. wikiHow, Inc. є власником авторських прав на це зображення відповідно до американських та міжнародних законів про авторські права. Це зображення не ліцензовано відповідно до ліцензії Creative Commons, яка застосовується до текстового контенту та деяких інших зображень, розміщених на веб-сайті wikiHow. Це зображення не може використовуватись іншими організаціями без явної письмової згоди wikiHow, Inc.
\n
\n">

Розмістіть ємність для змішування на дно більшої ємності. Обережно поставте ємність для змішування на мілководді. Перевірте , щоб переконатися , що 1 / ₊₄ дюйма (0,64 см) води, як і раніше, піддається навколо всіх сторін ємності для змішування. Якщо це не так, знайдіть контейнер більшого розміру, який він поміститься. [7] Ікс Джерело дослідження

Якщо ви не можете знайти мідні гранули для покупки, ви також можете використовувати мідну стружку, стружку, дріт або монети. Однак майте на увазі, що кислотна суміш переважно розчиняє мідь, тому ви не отримаєте її назад. [9] Ікс Джерело дослідження
Мідь необхідна для запуску реакції окиснення, яка зрештою призведе до утворення азотної кислоти.

Склянка на один або два розміри має ідеально підходити до ємності для змішування. Ви також можете використовувати кам'яну латаття або іншу ємність для пиття, якщо вона зроблена зі скла.
Можна покласти невеликий важкий предмет, наприклад книгу або шматок дерева, на контейнер, що закриває, щоб утримувати його і не підстрибувати, коли вихідний газ штовхає його вгору.
Азотна кислота, яку ви робите цим методом, матиме чистоту близько 40-60%.Щоб отримати кислоту вищого ступеня чистоти, вам необхідно переганяти її з використанням нітратних солей та сірчаної кислоти. [11] Ікс Джерело дослідження

Для цього експерименту потрібна круглодонна колба для кип'ятіння. Вигнута поверхня і звужена шийка колби запобігають витоку азотної кислоти, що випарувалася, під час процесу дистиляції.
Ви також можете використовувати нітрат натрію або амонію, якщо вони у вас є, хоча чистота одержуваної кислоти може бути значно нижчою. [13] Ікс Джерело дослідження

Працюйте під витяжною шафою або в відкритому просторі, що добре вентилюється, і обов'язково надягніть рукавички і захисні окуляри, перш ніж працювати з будь-якими необхідними хімічними речовинами.[15] Ікс Джерело дослідження
Чим вища чистота вашої кислоти, тим краще. Використання сірчаної кислоти, розведеної водою, призведе до слабкішої азотної кислоти.

Порада: якщо ви випадково потрапили у прямий контакт із кислотою, промийте уражену ділянку холодною водою протягом як мінімум 15-20 хвилин.

Ви можете придбати базовий комплект для дистиляції з усім необхідним для проведення хімічної дистиляції у домашніх умовах у будь-якому магазині хімії.
Ще раз перевірте надійність кріплення пробок дистиляційного апарату. В іншому випадку можливий витік шкідливої пари.

Якщо у вас є термометр, вставте його у верхню частину нерухомої головки і стежте за ним, доки суміш кислоти знаходиться на джерелі тепла.Температура всередині колби для кип'ятіння дещо коливатиметься, але в ідеалі вона повинна залишатися близько точки кипіння кислоти, 337 ° C (639 ° F). [18] Ікс Джерело дослідження
Ви можете помітити, що концентрована азотна кислота набуває жовтуватого відтінку в міру накопичення. Це нормальний побічний ефект забруднення діоксид водню. Кислота, як і раніше, буде достатньо чистою, щоб її можна було використовувати для різних цілей.

Будьте дуже обережні, щоб не вдихати пари. Це може спричинити сильне подразнення дихальних шляхів.
Якщо ви носите латексні або нітрилові рукавички, зніміть їх перед перевіркою азотної кислоти. Це може здатися нелогічним, але чиста азотна кислота насправді може спричинити займання латексу та нітрилу! [20] Ікс Джерело дослідження