Experiment?ln? bylo prok?z?no, ?e v molekule kyseliny dusi?n? mezi dv?ma atomy kysl?ku a atomem dus?ku jsou dv? chemick? vazby naprosto stejn? – jedna a p?l vazby. Oxida?n? stav dus?ku je +5 a valence je IV.

Fyzik?ln? vlastnosti

Kyselina dusi?n? HNO 3 v ?ist? form? - bezbarv? kapalina s ostr?m dusiv?m z?pachem, neomezen? rozpustn? ve vod?; t°pl.= -41°C; t ° var. \u003d 82,6 °C, r \u003d 1,52 g / cm3. V mal?m mno?stv? vznik? p?i v?boj?ch blesku a je p??tomen v de??ov? vod?.

P?soben?m sv?tla se kyselina dusi?n? s uvol?ov?n?m ??ste?n? rozkl?d? N O 2 a pro CI pot? z?sk? sv?tle hn?dou barvu:

N 2 + O 2 blesk el. ??slice -> 2NO

2NO + O 2 -> 2NO 2

4HN03 sv?tlo -> 4 N Asi 2 (hn?d? plyn)+ 2H20 + 02

Kyselina dusi?n? o vysok? koncentraci uvol?uje do vzduchu plyny, kter? se nach?zej? v uzav?en? l?hvi ve form? hn?d?ch v?par? (oxid? dus?ku). Tyto plyny jsou vysoce toxick?, proto d?vejte pozor, abyste je nevdechli. Kyselina dusi?n? oxiduje mnoho organick?ch l?tek. Pap?r a tkaniny se ni?? v d?sledku oxidace l?tek, kter? tyto materi?ly tvo??. Koncentrovan? kyselina dusi?n? zp?sobuje t??k? pop?leniny p?i del??m kontaktu a ze?loutnut? k??e na n?kolik dn? p?i kr?tk?m kontaktu. ?loutnut? k??e sv?d?? o destrukci proteinu a uvol?ov?n? s?ry (kvalitativn? reakc? na koncentrovanou kyselinu dusi?nou je ?lut? barva v d?sledku uvol?ov?n? element?rn? s?ry p?i p?soben? kyseliny na protein – xantoproteinov? reakce). To znamen?, ?e se jedn? o pop?len? k??e. P?i manipulaci s koncentrovanou kyselinou dusi?nou pou??vejte gumov? rukavice, abyste p?ede?li pop?len?.

??tenka

1. Laboratorn? metoda

KNO3 + H2SO4 (konc) -> KHS04 + HNO3 (p?i zah??t?)

2. Pr?myslov? cesta

Prov?d? se ve t?ech f?z?ch:

a) Oxidace amoniaku na platinov?m katalyz?toru na NO

4NH 3 + 5O 2 -> 4NO + 6H 2 O (Podm?nky: katalyz?tor - Pt, t = 500?С)

b) Oxidace NO vzdu?n?m kysl?kem na NO 2

2NO + O 2 -> 2NO 2

c) Absorpce NO 2 vodou za p??tomnosti p?ebytku kysl?ku

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O <-> 4HNO 3

nebo 3 NO 2 + H 2 O <-> 2 HNO 3 + NO (bez p?ebytku kysl?ku)

Simul?tor "Z?sk?n? kyseliny dusi?n?"

aplikace

• p?i v?rob? miner?ln?ch hnojiv;
• ve vojensk?m pr?myslu;
• ve fotografii - okyselen? n?kter?ch t?novac?ch roztok?;
• ve stojanov? grafice - pro lept?n? tiskov?ch forem (leptan? desky, zinkografick? tiskov? formy a ho???kov? kli??).
• p?i v?rob? v?bu?nin a jedovat?ch l?tek

Ot?zky ke kontrole:

?.1. Oxida?n? stav atomu dus?ku v molekule kyseliny dusi?n?

A. +4

b. +3

C. +5

d. +2

?. 2 Atom dus?ku v molekule kyseliny dusi?n? m? valenci rovnou -

A. II

b. PROTI

C. IV

d. III

??slo 3. Jak? fyzik?ln? vlastnosti m? ?ist? kyselina dusi?n??

A. ??dn? barva

b. nem? z?pach

C. m? siln? dr??div? z?pach

d. d?mav? kapalina

E. obarven? ?lut?

?. 4. Stanovte soulad mezi v?choz?mi l?tkami a reak?n?mi produkty:

?. 5. Uspo??dejte koeficienty metodou elektronick? rovnov?hy, zn?zorn?te p?echod elektron?, uve?te procesy oxidace (redukce; oxida?n? ?inidlo (reduk?n? ?inidlo):

NO 2 + O 2 + H 2 O <-> HNO 3

Strukturn? vzorec

Pravdiv?, empirick? nebo hrub? vzorec: HNO3

Chemick? slo?en? kyseliny dusi?n?

Molekulov? hmotnost: 63,012

Kyselina dusi?n? ( HNO3) je siln? jednosytn? kyselina. Pevn? kyselina dusi?n? tvo?? dv? krystalick? modifikace s monoklinick?mi a rombick?mi m???kami.

Kyselina dusi?n? je m?siteln? s vodou v jak?mkoli pom?ru. Ve vodn?ch roztoc?ch t?m?? ?pln? disociuje na ionty. S vodou tvo?? azeotropn? sm?s o koncentraci 68,4 % a bp t 120 °C za norm?ln?ho atmosf?rick?ho tlaku. Jsou zn?my dva pevn? hydr?ty: monohydr?t (HNO3.H20) a trihydr?t (HNO3.3H20).

Dus?k v kyselin? dusi?n? je ?ty?mocn?, oxida?n? stupe? +5. Kyselina dusi?n? je bezbarv? kapalina d?maj?c? se na vzduchu, bod t?n? -41,59 °C, bod varu +82,6 °C (za norm?ln?ho atmosf?rick?ho tlaku) s ??ste?n?m rozkladem. Kyselina dusi?n? je m?siteln? s vodou ve v?ech pom?rech. Vodn? roztoky HNO 3 s hmotnostn?m zlomkem 0,95-0,98 se naz?vaj? "d?mav? kyselina dusi?n?", s hmotnostn?m zlomkem 0,6-0,7 - koncentrovan? kyselina dusi?n?. Tvo?? azeotropn? sm?s s vodou (hmotnostn? frakce 68,4 %, d20 = 1,41 g/cm, Tbp = 120,7 °C)

Vysoce koncentrovan? HNO 3 m? obvykle hn?dou barvu v d?sledku rozkladn?ho procesu prob?haj?c?ho na sv?tle. P?i zah??v?n? se stejnou reakc? rozkl?d? kyselina dusi?n?. Kyselinu dusi?nou lze destilovat bez rozkladu pouze za sn??en?ho tlaku (uv?d?n? bod varu p?i atmosf?rick?m tlaku se zjist? extrapolac?).

Zlato, n?kter? kovy platinov? skupiny a tantal jsou v??i kyselin? dusi?n? inertn? v cel?m rozsahu koncentrac?, zbytek kov? s n? reaguje, pr?b?h reakce je d?n jej? koncentrac?.

Kyselina dusi?n? v jak?koli koncentraci vykazuje vlastnosti oxida?n? kyseliny, zat?mco dus?k je redukov?n na oxida?n? stav +5 a? -3. Hloubka redukce z?vis? p?edev??m na povaze reduk?n?ho ?inidla a na koncentraci kyseliny dusi?n?.

Sm?s kyseliny dusi?n? a s?rov? se naz?v? melan?.

Kyselina dusi?n? se ?iroce pou??v? k z?sk?n? nitroslou?enin.

Sm?s t?? objem? kyseliny chlorovod?kov? a jednoho objemu kyseliny dusi?n? se naz?v? aqua regia. Aqua regia rozpou?t? v?t?inu kov?, v?etn? zlata a platiny. Jeho siln? oxida?n? schopnost je zp?sobena v?sledn?m atom?rn?m chlorem a nitrosylchloridem.

Kyselina dusi?n? je siln? kyselina. Jej? soli – dusi?nany – se z?sk?vaj? p?soben?m HNO 3 na kovy, oxidy, hydroxidy nebo uhli?itany. V?echny dusi?nany jsou vysoce rozpustn? ve vod?. Dusi?nanov? iont ve vod? nehydrolyzuje. Dusi?nany jsou ?iroce pou??v?ny jako hnojiva. T?m?? v?echny dusi?nany jsou p?itom vysoce rozpustn? ve vod?, a proto jsou ve form? miner?l? v p??rod? extr?mn? mal?; v?jimkou jsou chilsk? (sodn?) dusi?nan a indick? dusi?nan (dusi?nan draseln?). V?t?ina dusi?nan? se z?sk?v? um?le.

Podle m?ry dopadu na organismus pat?? kyselina dusi?n? k l?tk?m 3. t??dy nebezpe?nosti. Jej? v?pary jsou velmi ?kodliv?: v?pary zp?sobuj? podr??d?n? d?chac?ch cest a samotn? kyselina zanech?v? na k??i dlouho se hoj?c? v?edy. P?i kontaktu s poko?kou doch?z? v d?sledku xantoproteinov? reakce k charakteristick?mu ?lut?mu zbarven? k??e. P?i zah??t? nebo vystaven? sv?tlu se kyselina rozkl?d? za vzniku vysoce toxick?ho oxidu dusi?it?ho NO 2 (hn?d? plyn). MPC pro kyselinu dusi?nou ve vzduchu pracovn?ho prostoru pro NO 2 2 mg/m 3 .

Kyselina dusi?n? je jednou z hlavn?ch slou?enin dus?ku. Chemick? vzorec - HNO 3. Jak? jsou tedy fyzik?ln? a chemick? vlastnosti t?to l?tky?

Fyzik?ln? vlastnosti

?ist? kyselina dusi?n? nem? barvu, m? ?tiplav? z?pach a ve vzduchu m? zvl??tnost „kou?en?“. Mol?rn? hmotnost je 63 g/mol. P?i teplot? -42 stup?? p?ech?z? do pevn?ho stavu agregace a m?n? se ve sn?hov? b?lou hmotu. Bezvod? kyselina dusi?n? v?e p?i 86 stupn?ch. V procesu m??en? s vodou vytv??? roztoky, kter? se od sebe li?? koncentrac?.

Tato l?tka je jednosytn?, to znamen?, ?e m? v?dy jednu karboxylovou skupinu. Mezi kyselinami, kter? jsou siln?mi oxida?n?mi ?inidly, je kyselina dusi?n? jednou z nejsiln?j??ch. Reaguje s mnoha kovy a nekovy, organick?mi slou?eninami v d?sledku redukce dus?ku

Dusi?nany jsou soli kyseliny dusi?n?. Nej?ast?ji se pou??vaj? jako hnojiva v zem?d?lstv?.

Chemick? vlastnosti

Elektronov? a strukturn? vzorec kyseliny dusi?n? je zn?zorn?n n?sledovn?:

R??e. 1. Elektronov? vzorec kyseliny dusi?n?.

Koncentrovan? kyselina dusi?n? je vystavena sv?tlu a p?i jeho p?soben? je schopna se rozlo?it na oxidy dus?ku. Oxidy, kter? zase interaguj? s kyselinou, se v n? rozpou?t?j? a d?vaj? kapalin? na?loutl? odst?n:

4HNO3 \u003d 4NO2 + O2 + 2H20

Hmotu skladujte na chladn?m a tmav?m m?st?. Se zv??en?m jeho teploty a koncentrace prob?h? proces rozkladu mnohem rychleji. Dus?k v molekule kyseliny dusi?n? m? v?dy valenci IV, oxida?n? stav +5, koordina?n? ??slo 3.

Jeliko? je kyselina dusi?n? velmi siln? kyselina, v roztoc?ch se zcela rozkl?d? na ionty. Reaguje se z?sadit?mi oxidy, se z?sadami, se solemi slab??ch a t?kav?j??ch kyselin.

R??e. 2. Kyselina dusi?n?.

Tato jednosytn? kyselina je nejsiln?j?? oxida?n? ?inidlo. Kyselina dusi?n? p?sob? na mnoho kov?. V z?vislosti na koncentraci, aktivit? kovu a reak?n?ch podm?nk?ch m??e b?t redukov?n za sou?asn? tvorby soli kyseliny dusi?n? (dusi?nanu) na slou?eniny.

Kdy? kyselina dusi?n? interaguje s neaktivn?mi kovy, vznik? NO 2:

Cu + 4HNO 3 (konc.) \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H20

Z?ed?n? kyselina dusi?n? se v t?to situaci redukuje na NO:

3Cu + 8HNO3 (razb.) \u003d 3Сu (NO 3) 2 + 2NO + 4H20

Pokud aktivn?j?? kovy reaguj? se z?ed?nou kyselinou dusi?nou, pak se uvol?uje NO 2:

4Mg + 10HN03 (razb.) \u003d 4Mg (NO3)2 + N20 + 5H20

Velmi z?ed?n? kyselina dusi?n? se p?i interakci s aktivn?mi kovy redukuje na amonn? soli:

4Zn + 10HNO3 (velmi z?ed?n?) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + NH4NO3 + 3H20

Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti jsou stabiln? v koncentrovan? kyselin? dusi?n?. „Pasivuje“ kovy Al, Fe, Cr v d?sledku tvorby oxidov?ch film? na povrchu kov?.

Sm?s vytvo?en? z jednoho objemu koncentrovan? kyseliny dusi?n? a t?? objem? koncentrovan? kyseliny chlorovod?kov? (chlorovod?kov?) se naz?v? aqua regia.

R??e. 3. Kr?lovsk? vodka.

Nekovy se oxiduj? kyselinou dusi?nou na odpov?daj?c? kyseliny a kyselina dusi?n? se v z?vislosti na koncentraci redukuje na NO nebo NO 2:

C + 4HN03 (konc.) \u003d CO2 + 4N02 + 2H20

S + 6HN03 (konc.) \u003d H2S04 + 6N02 + 2H20

Kyselina dusi?n? je schopna oxidovat n?kter? kationty a anionty, stejn? jako anorganick? kovalentn? slou?eniny, jako je sirovod?k.

3H2S + 8HNO3 (razb.) \u003d 3H2S04 + 8NO + 4H20

Kyselina dusi?n? interaguje s mnoha organick?mi l?tkami, p?i?em? jeden nebo v?ce atom? vod?ku v molekule organick? hmoty je nahrazeno nitroskupinami - NO 2. Tento proces se naz?v? nitrace.

Kyselina dusi?n?(HNO 3), -- siln? jednosytn? kyselina. Pevn? kyselina dusi?n? tvo?? dv? krystalick? modifikace s monoklinick?mi a rombick?mi m???kami. Kyselina dusi?n? je m?siteln? s vodou v jak?mkoli pom?ru. Ve vodn?ch roztoc?ch t?m?? ?pln? disociuje na ionty. S vodou tvo?? azeotropn? sm?s o koncentraci 68,4 % a teplot? varu 120 °C p?i atmosf?rick?m tlaku. Jsou zn?my dva pevn? hydr?ty: monohydr?t (HNO3.H20) a trihydr?t (HNO3.3H20).

Dus?k v kyselin? dusi?n? je ?ty?mocn?, oxida?n? stupe? +5. Kyselina dusi?n? je bezbarv? plyn, bez z?pachu, d?mav? kapalina na vzduchu, bod t?n?? 41,59 °C, var + 82,6 °C s ??ste?n?m rozkladem. Rozpustnost kyseliny dusi?n? ve vod? nen? omezena. Vodn? roztoky HNO 3 s hmotnostn?m zlomkem 0,95-0,98 se naz?vaj? "d?mav? kyselina dusi?n?", s hmotnostn?m zlomkem 0,6-0,7 - koncentrovan? kyselina dusi?n?. S vodou tvo?? azeotropn? sm?s (hmot. zlomek 68,4 %, d 20 = 1,41 g/cm, Tbp = 120,7 °C). P?i krystalizaci z vodn?ch roztok? tvo?? kyselina dusi?n? krystalick? hydr?ty:

• HNO 3 monohydr?t H 2 O, T pl \u003d? 37,62 ° C
• trihydr?t HNO 3 3 H 2 O, T pl \u003d? 18,47 ° C

Pevn? kyselina dusi?n? tvo?? dv? krystalick? modifikace:

• monoklinick?, vesm?rn? skupina P 2 1/a, A= 1,623 nm, b= 0,857 nm, C= 0,631, v = 90°, Z = 16;
• koso?tvere?n?

Monohydr?t tvo?? koso?tvere?n? krystaly, prostorov? skupina P na2, A= 0,631 nm, b= 0,869 nm, C= 0,544, Z = 4;

Hustota vodn?ch roztok? kyseliny dusi?n? jako funkce jej? koncentrace je pops?na rovnic?

kde d je hustota vg/cm?, c je hmotnostn? zlomek kyseliny. Tento vzorec ?patn? popisuje chov?n? hustoty p?i koncentraci vy??? ne? 97 %.

P?soben?m sv?tla se kyselina dusi?n? ??ste?n? rozkl?d? za uvol?ov?n? NO 2 a d?ky tomu z?sk?v? sv?tle hn?dou barvu:

N 2 + O 2 bleskov? elektrick? v?boje > 2NO

• 2NO + O2 > 2NO2
• 4HNO 3 sv?tlo > 4NO 2 ^ (hn?d? plyn)+ 2H20 + 02

Kyselina dusi?n? o vysok? koncentraci uvol?uje do vzduchu plyny, kter? se nach?zej? v uzav?en? l?hvi ve form? hn?d?ch v?par? (oxid? dus?ku). Tyto plyny jsou vysoce toxick?, proto d?vejte pozor, abyste je nevdechli. Kyselina dusi?n? oxiduje mnoho organick?ch l?tek. Pap?r a tkaniny se ni?? v d?sledku oxidace l?tek, kter? tyto materi?ly tvo??. Koncentrovan? kyselina dusi?n? zp?sobuje t??k? pop?leniny p?i del??m kontaktu a ze?loutnut? k??e na n?kolik dn? p?i kr?tk?m kontaktu. ?loutnut? k??e ukazuje na destrukci proteinu a uvol?ov?n? s?ry (kvalitativn? reakce na koncentrovanou kyselinu dusi?nou – ?lut? barven? v d?sledku uvol?ov?n? element?rn? s?ry p?i p?soben? kyseliny na protein – xantoproteinov? reakce). To znamen?, ?e se jedn? o pop?len? k??e. P?i manipulaci s koncentrovanou kyselinou dusi?nou pou??vejte gumov? rukavice, abyste p?ede?li pop?len?.

KYSELINA DUSI?N?, HNO 3 , se z?sk?v? rozpu?t?n?m oxid? dus?ku ve vod?:

3NO2 + H20 \u003d 2HN3 + NO
N203 + H20 \u003d HNO3 + NO
N205 + H20 \u003d 2HNO3

Fyzik?ln? vlastnosti kyseliny dusi?n?. Mol?rn? hmotnost - 63,016; bezbarv? kapalina s charakteristick?m z?pachem; bod varu 86°, bod t?n? -47°; m?rn? hmotnost 1,52 p?i 15°; b?hem destilace, v d?sledku rozkladu 2HNO 3 \u003d N 2 O 3 + 2O + H 2 O, kyselina dusi?n? okam?it? uvol?uje kysl?k, N 2 O 3 a vodu; absorpce posledn? jmenovan?ho zp?sobuje zv??en? bodu varu. Ve vodn?m roztoku siln? kyselina dusi?n? obvykle obsahuje oxidy dus?ku a p??prava zcela bezvod? kyseliny dusi?n? p?edstavuje zna?n? pot??e. Je nemo?n? z?skat bezvodou kyselinu dusi?nou destilac?, proto?e vodn? roztoky kyseliny dusi?n? maj? minim?ln? elasticitu, tj. p?id?n? vody ke kyselin? a naopak sni?uje tlak par (a zvy?uje bod varu). Proto v d?sledku destilace slab? kyseliny (D< 1,4) получается постоянно кипящий остаток D = 1,415, с содержанием 68% HNО 3 и с температурой кипения 120°,5 (735 мм). Перегонка при пониженном давлении дает остаток с меньшим содержанием HNО 3 , при повышенном давлении - с большим содержанием HNO 3 . Кислота D = 1,503 (85%), очищенная продуванием воздуха от N 2 О 4 , дает при перегонке остаток с 77,1% HNО 3 . Кислота D = 1,55 (99,8%) дает при перегонке сначала сильно окрашенный окислами азота раствор D = 1,62, а в остатке кислоту D = 1,49. Т. о. в остатке при перегонке азотной кислоты всегда оказывается кислота, соответствующая минимуму упругости (максимуму температуры кипения). Безводную кислоту можно получить лишь при смешивании крепкой (99,1%) азотной кислоты с азотным ангидридом.

Zd? se, ?e zmra?en?m nevznikne kyselina vy??? ne? 99,5 %. U nov?ch metod (Valentiner) extrakce kyseliny dusi?n? z ledku je kyselina dosti ?ist?, u star?ch bylo nutn? ji ?istit p?edev??m od chloridov?ch slou?enin a par N 2 O 4 . Nejsiln?j?? kyselina m? D0 = 1,559, D15 = 1,53 a 100% HN03 - D4 = 1,5421 (Weley a Manley); 100% kyselina kou?? ve vzduchu a p?itahuje vodn? p?ru stejn? siln? jako kyselina s?rov?. Kyselina s D = 1,526 se p?i sm?ch?n? se sn?hem zah??v?.

Skupensk? teplo (z 1/2 H 2 + 1/2 N 2 + 3/2 O 2):

HNO 3 - p?ra + 34400 kal
HNO 3 - kapalina + 41600 kal
HNO 3 - krystaly + 42200 kal
HNO 3 - roztok + 48800 kal

Teplo ?ed?n?: kdy? se k HNO 3 p?id? jedna ??stice H 2 O - 3,30 Cal, dv? ??stice - 4,9 Cal, p?t ??stic - 6,7 Cal, deset - 7,3 Cal. Dal?? p?id?n? poskytuje zanedbateln? zv??en? tepeln?ho ??inku. Ve form? krystal? se z?sk?:
1) HNO 3 H 2 O = H 3 NO 4 - koso?tvere?n?, p?ipom?naj?c? AgN03 desky, bod t?n? = -34 ° (-38 °);
2) HNO 3 (H 2 O) 2 = H 5 NO 5 - jehlice, bod t?n? -18 °.2, stabiln? pouze pod -15 °. K?ivka krystaliza?n? teploty vodn? kyseliny m? t?i eutektika (p?i -66°.3, p?i -44°.2, p?i -43°) a dv? maxima (HNO 3 H 2 O -38°, HNO 3 3H 2 O -18 °,2). Stejn? singul?rn? body jsou pozorov?ny pro rozpou?t?c? teplo a pro zlomy v k?ivce elektrick? vodivosti, ale tato tak? ukazuje 2HNO 3 H 2 O a HNO 3 10H 2 O. Z toho, co bylo pr?v? ?e?eno, a analogicky s fosforem kyselin, z toho vypl?v?, ?e v roztoc?ch kyseliny dusi?n? je jej? hydr?t HNO 3, ale velmi snadno se rozkl?d?, co? zp?sobuje vysokou reaktivitu HNO 3 . Kyselina dusi?n? obsahuj?c? NO 2 v roztoku se naz?v? vztekat se(?erven?).

Chemick? vlastnosti. ?ist? HNO 3 se snadno rozkl?d? a m?n? se na na?loutlou v d?sledku reakce 2HNO 3 \u003d 2NO 2 + O 2 + H 2 O a absorpce v?sledn?ho anhydridu dusn?ho. ?ist? kyselina dusi?n? a obecn? siln? kyselina dusi?n? je stabiln? pouze p?i n?zk?ch teplot?ch. Hlavn?m rysem kyseliny dusi?n? je jej? extr?mn? siln? oxida?n? s?la d?ky uvol?ov?n? kysl?ku. Tak?e p?i p?soben? na kovy (krom? Pt, Rh, Ir, Au, na kter? HNO 3 za nep??tomnosti chloru nep?sob?) kyselina dusi?n? oxiduje kov za uvol?ov?n? oxid? dus?ku, ??m ni??? je stupe? oxidace, t?m aktivn?j?? byl oxidovan? kov jako reduk?n? ?inidlo. Nap??klad olovo (Pb) a c?n (Sn) poskytuj? N204; st??bro - p?ev??n? N 2 O 3. S?ra, zvl??t? ?erstv? vysr??en?, snadno oxiduje, fosfor se p?i m?rn?m zah??t? m?n? na kyselinu fosforitou. Uhl? roz?haven? do ruda se vzn?t? v par?ch kyseliny dusi?n? a v kyselin? dusi?n? sam?. Oxida?n? ??inek d?mav? ?erven? kyseliny je v?t?? ne? u bezbarv? kyseliny. ?elezo, kter? je v n?m pono?eno, se st?v? pasivn?m a ji? nen? p??stupn? p?soben? kyseliny. Bezvod? kyselina dusi?n? nebo sm?chan? s kyselinou s?rovou p?sob? velmi siln? na cyklick? organick? slou?eniny (benzen, naftalen atd.), ??m? vznikaj? nitroslou?eniny C 6 H 5 H + HNO 3 \u003d C 6 H 5 NO 2 + HOH. Nitrace parafin? je pomal? a pouze p?soben?m slab? kyseliny (vysok? stupe? ionizace). V d?sledku interakce l?tek obsahuj?c?ch hydroxyl (glycerin, vl?knina) s kyselinou dusi?nou se z?sk?vaj? estery kyseliny dusi?n?, nespr?vn? naz?van? nitroglycerin, nitrocelul?za apod. Ve?ker? pokusy a ve?ker? pr?ce s kyselinou dusi?nou je nutn? prov?d?t v dob?e v?tran?m prost?ed?. m?stnosti, ale l?pe pod zvl??tn?m pr?vanem .

Anal?za . K detekci stop kyseliny dusi?n? se pou??vaj? n?sleduj?c?: 1) difenylendanylodihydrotriazol (komer?n? zn?m? jako Nitron); 5 nebo 6 kapek 10% roztoku nitronu v 5% kyselin? octov? se nalije do 5-6 cm 3 zku?ebn?ho roztoku a p?edem se k n?mu p?id? jedna kapka H 2 SO 4: za p??tomnosti znateln?ch mno?stv? NO 3 ionty, uvol?uje se hojn? sra?enina, ve velmi slab?ch roztoc?ch se uvol?uj? jehli?kovit? krystaly; p?i 0° lze nitronem otev??t i 1/80 000 HNO 3; 2) brucin ve vodn?m roztoku; sm?ch?n se zku?ebn?m roztokem a opatrn? nalit pod?l st?ny zkumavky na silnou kyselinu s?rovou; v m?st? styku obou vrstev ve zkumavce se vytvo?? r??ovo?erven? barva p?ech?zej?c? zespodu do zelenav?.

Pro stanoven? mno?stv? HNO 3 v roztoku d?mav? kyseliny dusi?n? je nutn? N 2 O 4 titrovat roztokem KMnO 4, ur?it hustotu kapaliny hustom?rem a ode??st korekci na obsah N 2 O 4 uvedeno ve speci?ln? tabulce.

Pr?myslov? metody extrakce kyseliny dusi?n?. T??? se kyselina dusi?n?. arr. z ledku. D??ve se ledek t??il v tzv. "Neltrinitsa" (salpetriere) nebo "hromady", kde v d?sledku sm?ch?n? hnoje, mo?i atd. se starou om?tkou se postupn?, ??ste?n? p?soben?m bakteri?, mo?ovina a dal?? organick? slou?eniny dus?ku (aminy, amidy atd.) oxiduj? v kyselin? dusi?n?, kter? tvo?? s v?pencem dusi?nan v?penat?. V hork?ch dnech, zejm?na na jihu (nap??klad v Indii a st?edn? Asii), jde proces velmi rychle.

Ve Francii se v roce 1813 vyt??ilo z ledku a? 2 000 000 kg ledku. 25 velk?ch zv??at vyprodukuje ro?n? asi 500 kg ledku. V n?kter?ch lokalit?ch, kde je hlavn? p?da bohat? na zbytky zv??at (nap?. Kub??sk? oblast), m??e b?t v p?d? patrn? mno?stv? ledku, ale ne dostate?n? pro t??bu. Zna?n? mno?stv? bylo vyt??eno v ?dol? Gangy a nach?z? se v na?ich st?edoasijsk?ch pevnostech, kde z?soby p?dy obsahuj?c? ledek dosahuj? na ka?d?m m?st? 17 tun, ale obsah ledku v n? nen? v?t?? ne? 3 %. Lo?iska dusi?nanu sodn?ho – chilsk?ho – byla objevena v roce 1809; nach?zej? se hlavn? v provincii Tarapaca, mezi 68 ° 15 "a 70 ° 18" v?chodn? d?lky a 19 ° 17 "a 21 ° 18" ji?n? ???ky, ale nach?zej? se jak na jihu, tak na severu (v Peru a Bol?vii); Jejich lo?isko se nach?z? v nadmo?sk? v??ce 1100 m n.m. Lo?iska jsou dlouh? cca 200 km, ?irok? 3-5 km, obsah NaNO 3 je v pr?m?ru 30-40 %. Z?soby za p?edpokladu ro?n?ho n?r?stu spot?eby o 50 000 tun mohou vydr?et 300 let. V roce 1913 bylo vyvezeno 2 738 000 tun, ale v?voz do Evropy pon?kud poklesl, i kdy? po velmi znateln?m poklesu v?vozu b?hem v?lky od roku 1920 op?t m?rn? vzrostl. Obvykle le?? „ohe?“ (50 cm - 2 m siln?). naho?e, skl?daj?c? se z k?emenn?ho a ?ivcov?ho p?sku, a pod n?m "kalihe" (25 cm - 1,5 m) obsahuj?c? ledek (lo?iska se nach?zej? v pou?ti vedle lo?isek soli a v?penat?ho b?ru). Slo?en? "kalihe" je velmi rozmanit?; obsahuje NaNO 3 - od 30% do 70%, j?d a soli j?du - do 2%, chlorid sodn? - 16-30%, s?ranov? soli - do 10%, ho???k - do 6%. Nejlep?? odr?dy obsahuj? v pr?m?ru: NaNO 3 - 50 %, NaCl - 26 %, Na 2 SO 4 - 6 %, MgSO 4 - 3 %. Rozpou?t?n? NaNO 3 prob?h? p?i vysok? teplot?, tak?e do roztoku p?ech?z? mnohem v?ce NaNO 3 ne? NaCl, jeho? rozpustnost s teplotou m?rn? roste. Ze 3 tun „kalihe“ se z?sk? 1 tuna surov?ho ledku s pr?m?rn?m obsahem 95-96 % ledku. Z 1 litru mate?n? solanky se obvykle z?sk? 2,5-5 g j?du. Surov? ledek m? obvykle hn?dou barvu kv?li p??m?si oxidu ?eleza. Jako hnojivo se pou??v? ledek obsahuj?c? a? 1-2% chloridov?ch slou?enin. ?ist? dusi?nan sodn? je bezbarv?, pr?hledn?, nehygroskopick?, pokud neobsahuje chloridov? slou?eniny; krystalizuje v kostk?ch. Pro z?sk?n? kyseliny dusi?n? se dusi?nan zah??v? s kyselinou s?rovou; interakce prob?h? podle rovnice:

NaN03 + H2S04 \u003d HNO3 + NaS04

tj. z?skat kysel? s?ran. Ten lze pou??t k v?rob? chlorovod?ku kalcinac? sm?si NaHS04 a NaCl v mufl?ch. Pro interakci podle rovnice

teoreticky je pot?eba vz?t 57,6 kg H 2 SO 4 nebo 60 kg kyseliny 66 ° V? na 100 kg NaNO 3. Ve skute?nosti, aby se zabr?nilo rozkladu, je kyselina s?rov? p?ij?m?na o 20-30% v?ce. Interakce se prov?d? v horizont?ln?ch v?lcov?ch ?elezn?ch retort?ch o d?lce 1,5 m, pr?m?ru 60 cm, se st?nami o tlou??ce 4 cm. Ka?d? v?lec obsahuje 75 kg ledku a 75 kg H 2 SO 4 . P?ry proch?zej? nejprve vodou chlazenou keramickou lednic? nebo naklon?nou keramickou trubic?, pot? absorb?ry: „v?lce“ nebo „bonbony“, tedy velk? keramick? „wulfovsk? lahve“. Jestli?e se odebere kyselina s?rov? 60° V? (71%) a do prvn?ho absorb?ru se um?st? 4 kg vody na 100 kg ledku, pak se z?sk? kyselina o 40-42° V? (38-41%); pou?it?m kyseliny p?i 66° B? (99,6 %) a such?ho ledku z?sk?me 50° B? (53 %); pro z?sk?n? kyseliny o 36 °V se do prvn?ho absorb?ru um?st? 8 litr? vody, do druh?ho 4 litry a do dal??ho 2,6 litru. D?mav? kyselina dusi?n? se z?sk?v? p?soben?m na ledek polovi?n?m mno?stv?m kyseliny s?rov?, ne? by m?lo b?t vypo?teno. Proto zp?sob produkuje kyselinu kontaminovanou nitrosylchloridem a dal??mi l?tkami odch?zej?c?mi na za??tku procesu a oxidy dus?ku na konci destilace. Oxidy dus?ku lze pom?rn? snadno zahnat fouk?n?m vzduchu p?es kyselinu. Mnohem v?hodn?j?? je pracovat v retort?ch, kter? jsou ze v?ech stran obklopeny ohn?m a maj? na dn? potrub? pro vypou?t?n? hydrogens?ranu obsahuj?c?ho znateln? mno?stv? kyseliny. Litina toti? nekoroduje kyselinou, pokud je dostate?n? zah??t? a kontakt s ohn?m ze v?ech stran zaji??uje, ?e se kapi?ky kyseliny nesr??ej?. V podobn?ch retort?ch (1,20 ???ky a 1,50 m v pr?m?ru, s tlou??kou st?ny 4-5 cm) se ledek upravuje kyselinou s?rovou v mno?stv? 450 kg a dokonce 610 kg ledku na 660 kg H 2 SO 4 (66 ° B?). M?sto v?lc? se dnes ?asto pou??vaj? vertik?ln? trubky nebo se tyto trubky spojuj? s v?lci.

Podle Gutmannovy metody se rozklad prov?d? v litinov?ch retort?ch slo?en?ch z n?kolika ??st? (obr. 1 a 1a); d?ly se spojuj? tmelem, obvykle sest?vaj?c? ze 100 hodin ?elezn?ch pilin, 5 hodin s?ry, 5 hodin chloridu amonn?ho s p??padn? mal?m mno?stv?m vody; retorty a pokud mo?no i nakl?dac? poklop jsou uzav?eny ve zdivu a vyh??v?ny pecn?mi plyny.

Do retorty se vlo?? 800 kg ledku a 800 kg 95% kyseliny s?rov? a destiluje se 12 hodin; spot?ebuje asi 100 kg uhl?. Pou??vaj? se tak? v?lcov? retorty. Uvoln?n? p?ry nejprve vstupuj? do v?lce 8; potom se ?ada keramick?ch trubek 12 a 13 um?st? do d?ev?n? krabice s vodou; zde p?ry kondenzuj? na kyselinu dusi?nou, kter? st?k? potrub?m 22 Gutmannova za??zen? a 23 do sb?ru 28, a tak? sem vstupuje kondenz?t z v?lce 8; kyselina dusi?n?, nezahu?t?n? v trubk?ch 12, vstupuje skrz 15a do v??e napln?n? kuli?kami a promyt? vodou; posledn? stopy kyseliny neabsorbovan? ve v??i jsou zachyceny ve v?lci 43a; plyny potrub?m 46a jsou odv?d?ny do kom?na. K oxidaci oxid? dus?ku vznikaj?c?ch p?i destilaci se k plyn?m p?id?v? vzduch p??mo na v?stupu z retorty. Pokud se p?i v?rob? pou?ije siln? kyselina s?rov? a su?en? ledek, z?sk? se bezbarv? 96-97% kyselina dusi?n?. T?m?? ve?ker? kyselina kondenzuje v potrub?, pouze mal? ??st (5 %) je absorbov?na ve v??i, ??m? vznik? 70 % kyselina dusi?n?, kter? se p?id?v? do dal?? n?pln? ledku. ?e. se z?sk? bezbarv? kyselina dusi?n? bez chl?ru s v?t??kem 98 a? 99 % teorie. Gutmanova metoda se roz???ila d?ky jednoduchosti a n?zk? cen? instalace.

Ledek se pou??v? k v?rob? 96-100% kyseliny podle Valentinerovy metody destilac? za sn??en?ho tlaku (30 mm) v litinov?ch retort?ch sm?si 1000 kg NaNO 3, 1000 kg H2SO 4 (66 ° V?) a pod. mno?stv? slab? kyseliny HNO 3, kter? se s n? dostane do 100 kg vody. Destilace trv? 10 hodin a po celou dobu je do slitiny p?iv?d?n vzduch. Interakce prob?h? p?i 120°, ale na konci procesu nast?v? "krize" (1 hodina) a jsou mo?n? siln? ot?esy (p?i 120-130°). Pot? se oh?ev p?ivede na 175-210°. Spr?vn? zahu?t?n? a zachycen? kyseliny je nezbytn?. P?ry z retorty vstupuj? do v?lce, z n?j do 2 siln? chlazen?ch spir?l, z toho do sb?ra?e (jako Wolffova l?hev), za kterou je op?t um?st?na spir?la a dal??ch 15 v?lc?, za nimi? je um?st?no ?erpadlo. P?i zat??en? 1000 kg NaNO 3 za 6-8 hodin se z?sk? 600 kg HNO 3 (48 ° V?), tj. 80 % normy.

Pro z?sk?n? kyseliny dusi?n? z norsk?ho ledku (v?pn?k) se tento rozpust?, p?id? se siln? kyselina dusi?n? a p?id? se kyselina s?rov?, na?e? se kyselina dusi?n? odfiltruje ze s?dry.

Skladov?n? a balen?. K uskladn?n? kyseliny dusi?n? m??ete pou??t n?dob? ze skla, ?amotu a ?ist?ho hlin?ku (ne v?ce ne? 5 % ne?istot) a tak? n?dob? vyroben? ze speci?ln? oceli Krupp odoln? kyselin? k?emi?it? (V2A). Vzhledem k tomu, ?e p?soben?m siln? kyseliny dusi?n? na d?evo, piliny, hadry navlh?en? rostlinn?m olejem atd., jsou mo?n? ohniska a po??ry (nap??klad pokud b?hem p?epravy praskne l?hev), lze kyselinu dusi?nou p?epravovat pouze ve speci?ln?ch vlac?ch. Terpent?n se zvl??t? snadno rozho??v? p?i zah??t?, kdy? vstoup? do siln? kyseliny dusi?n?.

Pou?it?: 1) ve form? sol? na hnojivo, 2) k v?rob? v?bu?nin, 3) k v?rob? polotovar? pro barviva, ??ste?n? i pro barviva samotn?. Ch. arr. pro hnojiva se pou??vaj? soli kyseliny dusi?n? nebo ledku (sodn?, amonn?, v?penat? a draseln?). V roce 1914 dos?hla sv?tov? spot?eba dus?ku ve form? ledku chilsk?ho 368 000 tun a ve form? kyseliny dusi?n? ze vzduchu - 10 000 t. V roce 1925 m?la spot?eba dos?hnout 360 000 tun kyseliny dusi?n? ze vzduchu. Spot?eba kyseliny dusi?n? b?hem v?lky velmi vzr?st? vzhledem k v?daj?m na v?bu?niny, z nich? hlavn? jsou nitroglycerin a nitrovl?kna r?zn?ho druhu, nitroslou?eniny (nitrotoluen, TNT, melinit aj.) a l?tky do z?palnic (v?buch rtuti). V dob? m?ru se kyselina dusi?n? vynakl?d? na extrakci nitroslou?enin, nap??klad nitrobenzenu, aby p?e?la na barviva p?es anilin, z?skan? z nitrobenzenu redukc?. K mo?en? kov? se pou??v? zna?n? mno?stv? kyseliny dusi?n?; soli kyseliny dusi?n? (dusi?nany) se pou??vaj? na v?bu?niny (dusi?nan amonn? - v bezd?mn?m, draseln? - v ?ern?m prachu) a na oh?ostroje (dusi?nan barnat? - na zelenou).

Norma kyseliny dusi?n?. Norma pro kyselinu dusi?nou zat?m existuje pouze v SSSR a je schv?lena V?borem pro standardizaci p?i STO jako celounijn? z?vazn? norma (OST-47) pro kyselinu p?i 40 ° V?. Norma stanovuje obsah HNO 3 v kyselin? dusi?n? na 61,20 % a omezuje obsah ne?istot: kyselina s?rov? nejv??e 0,5 %, chl?r nejv??e 0,8 %, ?elezo nejv??e 0,01 %, pevn? zbytek nejv??e 0,9 %. ; standardn? kyselina dusi?n? by nem?la obsahovat sediment. Norma upravuje vztah mezi prod?vaj?c?m a kupuj?c?m, p??sn? upravuje metodiku vzorkov?n? a anal?zy. Obsah kyseliny dusi?n? se stanov? p?id?n?m NaOH ke kyselin? a zp?tnou titrac? kyselinou. Obsah kyseliny s?rov? se stanov? jako BaSO 4 vysr??en?m BaCl 2 . Obsah chloru se stanov? titrac? v alkalick?m prost?ed? dusi?nanem st??brn?m. Obsah ?eleza se stanov? sr??en?m seskvioxid? amoniakem, redukc? oxidu ?eleznat?ho na ?eleznat? ?elezo a n?slednou titrac? KMnO 4 . Balen? kyseliny dusi?n? zat?m nen? standardn?. Ani? bychom se dotkli velikosti, hmotnosti a kvality obal?, norma stanov? balen? kyseliny dusi?n? do skla a d?v? pokyny, jak je balit a kortovat.

Z?sk?n? kyseliny dusi?n?.

I. Ze vzduchu. Synt?za kyseliny dusi?n? ze vzduchu p?soben?m galvanick?ho oblouku do ur?it? m?ry opakuje proces, kter? prob?h? v p??rod? pod vlivem v?boj? atmosf?rick? elekt?iny. Cavendish jako prvn? pozoroval (v roce 1781) vznik oxid? dus?ku p?i spalov?n? H 2 ve vzduchu a pot? (v roce 1784) tak? p?i pr?chodu elektrick? jiskry vzduchem. Mutman a Gofer v roce 1903 byli prvn?, kdo se pokusili studovat rovnov?hu: N 2 + O 2 2NO. Proch?zej?c? vzduchem voltaick? oblouk st??dav?ho proudu 2000-4000 V prakticky dos?hli koncentrace NO od 3,6 do 6,7 objemov?ch %. Spot?eba energie na 1 kg HNO 3 dos?hla 7,71 kWh. Tuto rovnov?hu pak Nernst studoval pr?chodem vzduchu iridiovou trubic?. D?le Nernst, Jellinek a dal?? v?zkumn?ci pracovali stejn?m sm?rem. Extrapolac? experiment?ln?ch v?sledk? studia rovnov?hy mezi vzduchem a oxidem dusnat?m byl Nernst schopen vypo??tat, ?e na prav? stran? rovnice je stanoven obsah 7 % objemov?ch NO p?i teplot? 3750 ° (tj. p?i teplot? elektrick?ho oblouku).

Prioritu my?lenky technick?ho vyu?it? galvanick?ho oblouku pro fixaci atmosf?rick?ho dus?ku m? francouzsk? badatel Lefebvre, kter? si ji? v roce 1859 nechal v Anglii patentovat sv?j zp?sob z?sk?v?n? kyseliny dusi?n? ze vzduchu. Ale v t? dob? byly n?klady na elektrickou energii p??li? vysok? na to, aby Lefebvrova metoda m?la praktickou hodnotu. Je t?eba zm?nit tak? patenty Maca Dougala (An. P. 4633, 1899) a metodu Bradleyho a Lovejoye, prov?d?nou v technick?m m???tku, provozovanou v roce 1902 americkou firmou Atmospheric Products C° (s 1 milionem dolar? kapit?l) s vyu?it?m energie Niagarsk?ch vodop?d?. Do stejn? doby je t?eba p?ipsat pokusy pou??t nap?t? 50 000 V pro fixaci atmosf?rick?ho dus?ku, kter? provedli Kovalskij a jeho spolupracovn?k I. Mo?cicki. Ale prvn? v?znamn? ?sp?ch ve v?rob? kyseliny dusi?n? ze vzduchu p?inesla historick? my?lenka norsk?ho in?en?ra Birkellanda, kter? spo??vala ve vyu?it? schopnosti posledn? jmenovan?ho nap?nat se v siln?m elektromagnetick?m poli ke zv??en? v?t??nosti dus?ku. oxidy pr?chodem elektrick?ho oblouku vzduchem. Birkelland spojil tuto my?lenku s dal??m norsk?m in?en?rem Eidem do technick?ho za??zen?, kter? okam?it? umo?nilo z?skat kyselinu dusi?nou ze vzduchu levn?. V d?sledku neust?l? zm?ny sm?ru proudu a p?soben? elektromagnetu m? v?sledn? plamen galvanick?ho oblouku neust?le tendenci bobtnat v r?zn?ch sm?rech, co? vede ke vzniku galvanick?ho oblouku, kter? rychle pohybuje v?emi ?as rychlost? a? 100 m/s, co? bud? dojem klidn? ho??c?ho ?irok?ho elektrick?ho slunce o pr?m?ru 2 m a v?ce. T?mto sluncem je neust?le vh?n?n siln? proud vzduchu a samotn? slunce je uzav?eno ve speci?ln? peci ze ??ruvzdorn? hl?ny v?zan? m?d? (obr. 1, 2 a 3).

Dut? elektrody galvanick?ho oblouku jsou chlazeny vodou zevnit?. Vzduch p?es kan?ly A v ?amotov? vyzd?vce pece vstupuje do obloukov? komory b; Oxidovan? plyn opou?t? pec a ochlazuje se pomoc? sv?ho tepla k oh?evu kotl? v?parn?k?. Pot? se NO dost?v? do oxida?n?ch v???, kde se vlivem vzdu?n?ho kysl?ku oxiduje na NO 2. Posledn? jmenovan? proces je exotermick? proces (2NO + O 2 = 2NO 2 + 27 Cal), a proto podm?nky, kter? zvy?uj? absorpci tepla, velmi podporuj? reakci v tomto sm?ru. D?le je oxid dusi?it? absorbov?n vodou podle n?sleduj?c?ch rovnic:

3N02 + H20 \u003d 2HN03 + NO
2NO2 + H20 \u003d HNO3 + HNO2

Podle dal??ho zp?sobu se reak?n? sm?s plyn? p?ed absorpc? ochlad? pod 150 °C; p?i t?to teplot? t?m?? neprob?h? zp?tn? rozklad - NO 2 \u003d NO + O. Vzhledem k tomu, ?e za ur?it?ch podm?nek je rovnov?ha NO + NO 2 N 2 O 3 ustavena s maxim?ln?m obsahem N 2 O 3, lze jej z?skat lit?m hork?ch dusitanov?ch plyn? je?t? p?ed jejich ?plnou oxidac? p?i teplot? 200 °C. do 300 °, s roztokem sody nebo louhu, m?sto dusi?nanov?ch sol? - ?ist? dusitany (metoda Norsk Hydro). Vh?n?n? vzduch p?i v?stupu z pece obsahuje od 1 do 2 % oxid? dus?ku, kter? jsou okam?it? zachyceny p?ich?zej?c?mi vodn?mi proudy a n?sledn? neutralizov?ny v?pnem za vzniku v?pn?ku, tzv. v?pna. "norsk?" ledek. Samotn? proces N 2 + O 2 2NO - 43,2 Cal vy?aduje vynalo?en? relativn? mal?ho mno?stv? elektrick? energie, a to: na z?sk?n? 1 tuny v?zan?ho dus?ku ve form? NO pouze 0,205 kW-rok; zat?mco v nejlep??ch modern?ch instalac?ch je t?eba utratit 36kr?t v?ce, tj. asi 7,3 a? 8 kW-rok? na 1 tunu. Jin?mi slovy, p?es 97 % vynalo?en? energie jde nikoli na tvorbu NO, ale na vytvo?en? p??zniv?ch podm?nek pro tento proces. Pro posunut? rovnov?hy sm?rem k co nejvy???mu obsahu NO je nutn? pou??t teplotu od 2300 do 3300 ° (obsah NO p?i 2300 ° - 2 obj. % a pro 3300 ° - 6 obj. %), ale p?i takov?ch teplot?ch se 2NO rychle rozkl?d? zp?t do N 2 + asi 2 . Proto je nutn? v mal?m zlomku vte?iny odv?st plyn z hork?ch oblast? do chladn?j??ch oblast? a ochladit jej alespo? na 1500°, kdy rozklad NO prob?h? pomaleji. Rovnov?ha N2 + O22NO se ustav? p?i 1500 ° po 30 hodin?ch, p?i 2100 ° - za 5 sekund, p?i 2500 ° - po 0,01 sekundy. a p?i 2900 ° - za 0,000035 sec.

V?razn? zlep?en? oproti metod? Birkelanda a Eide se li?? u metody Schongerra, zam?stnance BASF. V t?to metod? nam?sto pulzuj?c?ho a p?esto p?eru?ovan?ho p?eru?ovan?ho plamene elektrick?ho oblouku variabiln? proud, klidn? plamen siln? trval? proud. T?m se zabr?n? ?ast?mu vyfukov?n? plamene, kter? je pro proces velmi ?kodliv?. Stejn?ho v?sledku v?ak lze dos?hnout voltaick?m obloukem st??dav?ho proudu, ale vh?n?n?m vzduchu do spalovac?ho plamene nikoli p??mo?a?e, ale ve form? v?rov?ho v?tru pod?l plamene voltaick?ho oblouku. Proto trouba m??e. navr?eny ve form? sp??e ?zk? kovov? trubky, nav?c tak, aby se plamen oblouku nedot?kal jej?ch st?n. Sch?ma n?vrhu pece Schongerra je na Obr. ?ty?i.

Dal?? vylep?en? obloukov? metody p?in??? Paulingova metoda (obr. 5). Elektrody ve spalovac? peci jsou ve form? trycht???. Mezi nimi vznikl? 1 m dlouh? voltaick? oblouk je vyfouknut siln?m proudem vzduchu. V neju???m m?st? se p?eru?en? plamen oblouku znovu zap?l? pomoc? p??davn?ch elektrod.

Pon?kud odli?nou konstrukci pece pro oxidaci dus?ku ve vzduchu si nechal patentovat I. Moscitsky. Jedna z obou elektrod (obr. 6) m? tvar ploch?ho disku a je um?st?na ve velmi t?sn? vzd?lenosti od druh? elektrody. Horn? elektroda je trubkov? a neutr?ln? plyny p?es ni proud? rychl?m proudem, kter? se pak ???? v ku?elu.

Plamen galvanick?ho oblouku je poh?n?n kruhov?m pohybem pod vlivem elektromagnetick?ho pole a rychl? ku?elov? proud plynu zabra?uje zkratu. Podrobn? popis cel?ho z?vodu uv?d? B. Waeser, Luftstickstoff-Industrie, str. 475, 1922. Jeden z?vod ve ?v?carsku (Chippis, Wallis) pracuje podle metody I. Moscicki, vyr?b? 40% HNO 3 . Dal?? z?vod v Polsku (Bory-Jaworzno) je navr?en na 7000 kW a m?l by vyr?b?t koncentrovanou HNO 3 a (NH 4) 2 SO 4 . Pro zlep?en? v?t??k? oxid? dus?ku a pro zv??en? plamene elektrick?ho oblouku se v posledn? dob? jako v?choz? produkt nepou??v? vzduch, ale sm?s dus?ku a kysl?ku bohat?? na kysl?k, v pom?ru 1:1. v Laroche-de-Ram pracuje s touto sm?s? s velmi dobr?mi v?sledky.

V?sledn? oxid dusnat? N 2 O 4 se doporu?uje zahustit na kapalinu ochlazen?m na -90 °. Takov? kapaln? oxid dusnat?, z?skan? z p?edsu?en?ch plyn? - kysl?ku a vzduchu, nereaguje s kovy, a proto m??e b?t transportov?n v ocelov?ch bomb?ch a slou?? k v?rob? HNO 3 siln?ch koncentrac?. Toluen byl v tomto p??pad? kdysi pou??v?n jako chladivo, ale kv?li nevyhnuteln?mu ?niku oxid? dus?ku a jejich p?soben? na toluen do?lo v z?vodech Tschernewitz (N?mecko) a Bodio (?v?carsko) k hrozn?m v?buch?m, kter? zni?ily oba podniky. Extrakce N 2 O 4 ze sm?si plyn? m. tak? dosa?eno absorpc? N204 silikagelu, p?i?em? se uvol?uje absorbovan? N204 p?i zah??v?n?.

II. Kontaktn? oxidace amoniaku. V?echny popsan? zp?soby z?sk?v?n? syntetick? kyseliny dusi?n? p??mo ze vzduchu, jak ji? bylo nazna?eno, jsou n?kladov? efektivn? pouze tehdy, je-li dostupn? levn? vodn? energie. Probl?m v?zan?ho dus?ku (viz Dus?k) by nemohl b?t pova?ov?n za definitivn? vy?e?en?, pokud by nebyla nalezena metoda pro z?sk?n? relativn? levn? syntetick? kyseliny dusi?n?. Asimilace v?zan?ho dus?ku v hnojivech rostlinami je zvl??t? usnadn?na, jsou-li tato hnojiva solemi kyseliny dusi?n?. Amonn? slou?eniny vnesen? do p?dy mus? nejprve proj?t nitrifikac? v p?d? samotn? (viz Dus?kat? hnojiva). Krom? toho je kyselina dusi?n? spolu s kyselinou s?rovou z?kladem mnoha odv?tv? chemick?ho pr?myslu a vojensk?ch z?le?itost?. Z?sk?n? v?bu?nin a bezd?mn?ho pr??ku (TNT, nitroglycerin, dynamit, kyselina pikrov? a mnoho dal??ch), anilinov?ch barev, celuloidu a um?l?ho hedv?b?, mnoha l?k? atd. je nemo?n? bez kyseliny dusi?n?. Proto v N?mecku, od??znut?m b?hem sv?tov? v?lky blok?dou od zdroje chilsk?ho dusi?nanu a z?rove? nem?t levn? vodn? energie, v?roba syntetick? kyseliny dusi?n? kontaktn? metodou na b?zi uhl? nebo syntetick?ho ?pavku oxidac? to se vzdu?n?m kysl?kem, vyvinut?m do zna?n? m?ry.pomoc? katalyz?tor?. B?hem v?lky (1918) N?mecko produkovalo a? 1000 tun kyseliny dusi?n? a dusi?nanu amonn?ho denn?.

Ji? v roce 1788 Milner v Cambridge prok?zal mo?nost oxidace NH 3 na oxidy dus?ku p?soben?m peroxidu manganu p?i zah??v?n?. Kuhlman v roce 1839 prok?zal kontaktn? p?soben? platiny p?i oxidaci amoniaku vzduchem. Technicky metodu oxidace amoniaku na kyselinu dusi?nou vyvinuli Ostwald a Brauer a patentovali ji v roce 1902 (Je zaj?mav?, ?e v N?mecku byla Ostwaldova ??dost zam?tnuta s ohledem na uzn?n? priority francouzsk?m chemikem Kuhlmannem.) Pod ?alobou jemn? rozpt?len? platiny a pomal?ho proud?n? plynn? sm?si, oxidace prob?h? podle reakce 4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O. Proto by m?l b?t proces. je p??sn? regulov?na jak z hlediska v?znamn? rychlosti proudu plynu vh?n?n?ho p?es kontaktn? "p?evodn?k", tak z hlediska slo?en? plynn? sm?si. b. sm?s plyn? p?iv?d?n? do „konvertor?“. p?edt?m pe?liv? o?i?t?na od prachu a ne?istot, kter? by mohly platinov? katalyz?tor „otr?vit“.

Lze p?edpokl?dat, ?e p??tomnost platiny zp?sobuje rozklad molekuly NH3 a tvorbu nestabiln? mezislou?eniny platiny s vod?kem. Sou?asn? je dus?k in statu nascendi oxidov?n vzdu?n?m kysl?kem. Oxidace NH 3 na HNO 3 prob?h? podle n?sleduj?c?ch reakc?:

4NH3 + 502 = 4NO + 6H20;

ochlazen? bezbarv? plyn NO po sm?ch?n? s novou ??st? vzduchu spont?nn? d?le oxiduje za vzniku NO 2 nebo N 2 O 4:

2NO + 02 \u003d 2N02 nebo N204;

rozpou?t?n? vznikl?ch plyn? ve vod? za p??tomnosti p?ebytku vzduchu nebo kysl?ku je spojeno s dal?? oxidac? podle reakce:

2NO 2 + O + H 2 O \u003d 2HNO 3,

na?e? se z?sk? HN03 o s?le asi 40 a? 50 %. Destilac? z?skan? HNO 3 se silnou kyselinou s?rovou lze nakonec z?skat koncentrovanou syntetickou kyselinu dusi?nou. Podle Ostwalda mus? katalyz?tor sest?vat z kovov? platiny pota?en? ??ste?n? nebo zcela houbovitou platinou nebo platinovou ?ern?.

Reakce by m?la prob?hat p?i sotva zapo?at?m ?erven?m ??ru a p?i v?znamn?m pr?toku sm?si plyn? sest?vaj?c? z 10 nebo v?ce d?l? vzduchu za 1 hodinu NH3. Pomal? proud?n? plynn? sm?si p?isp?v? k ?pln?mu rozkladu NH 3 na prvky. S platinovou kontaktn? m???kou 2 cm by m?l b?t pr?tok plynu 1-5 m/s, tj. doba kontaktu plynu s platinou by nem?la p?es?hnout 1/100 sec. Optim?ln? teploty jsou kolem 300°. Sm?s plyn? se p?edeh?eje. ??m v?t?? je pr?tok plynn? sm?si, t?m v?t?? je v?stup NO. P?i pr?ci s pou?it?m velmi siln? platinov? s??ky (katalyz?toru) se sm?s? ?pavku a vzduchu obsahuj?c? asi 6,3 % NH3, Neumann a Rose z?skali p?i teplot? 450 ° (s kontaktn? plochou platiny 3,35 cm2) n?sleduj?c? v?sledky:

V?t?? ?i men?? obsah NH 3 m? tak? velk? v?znam pro sm?r chemick?ho procesu, kter? se m??e ??dit bu? rovnic?: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O (s obsahem 14,38 % NH 3) nebo podle rovnice: 4NH3 + 7O2 \u003d 4NO2 + 6H20 (s obsahem sm?si 10,74 % NH3). S men??m ?sp?chem ne? platina, m. b. byly pou?ity i dal?? katalyz?tory (oxid ?eleza, vizmut, cer, thorium, chrom, vanad, m??). Z nich si pozornost zaslou?? pouze pou?it? oxidu ?eleza p?i teplot? 700-800 °, s v?t??nost? 80 a? 85 % NH 3 .

V oxidativn?m procesu p?echodu NH 3 na HNO 3 hraje v?znamnou roli teplota. Nejv?ce oxida?n? reakce amoniaku je exotermick?: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O + 215,6 Cal. Pouze zpo??tku je nutn? kontaktn? aparaturu zah??t, pot? ji? reakce prob?h? vlastn?m teplem. Technick? proveden? „konvertor?“ pro oxidaci ?pavku r?zn?ch syst?m? je z?ejm? z obr?zk? (obr. 7-8).

Sch?ma v?roby HNO 3 podle sou?asn? uzn?van? metody Frank-Caro je na Obr. 9.

Na OBR. 10 ukazuje sch?ma oxidace NH3 v tov?rn? Meister Lucius and Brunning v Hechstu.

V modern?ch za??zen?ch se oxidace NH 3 na NO prov?d? s v?t??nost? a? 90 % a n?sledn? oxidace a absorpce vznikl?ch oxid? dus?ku vodou s v?t??nost? a? 95 %. Cel? proces tedy d?v? v?t??ek v?zan?ho dus?ku 85-90 %. Z?sk?n? HNO 3 z ledku v sou?asnosti stoj? (v p?epo?tu na 100% HNO 3) 103 dolar? za 1 tunu, podle obloukov?ho procesu 97 dolar? 30 cent? za 1 tunu, zat?mco 1 tuna HNO 3, z?skan? oxidac? NH -3 stoj? pouze 85 dolar?, 80 cent?. Je samoz?ejm?, ?e tyto ?daje mohou b?t pouze p?ibli?n? a do zna?n? m?ry z?vis? na velikosti podniku, n?kladech na elektrickou energii a suroviny, ale p?esto ukazuj?, ?e kontaktn? metoda z?sk?v?n? HNO 3 je p?edur?ena k tomu, aby v bl?zk? budoucnosti zaujala dominantn? postaven? oproti jin?m metod?m.

viz tak?