Experiment?lne bolo dok?zan?, ?e v molekule kyseliny dusi?nej medzi dvoma at?mami kysl?ka a at?mom dus?ka s? dve chemick? v?zby ?plne rovnak? – jeden a pol v?zby. Oxida?n? stav dus?ka je +5 a valencia je IV.

Fyzik?lne vlastnosti

Kyselina dusi?n? HNO 3 v ?istej forme - bezfarebn? kvapalina s ostr?m dusiv?m z?pachom, neobmedzene rozpustn? vo vode; t°pl.= -41°C; t ° var. \u003d 82,6 °C, r \u003d 1,52 g / cm3. V malom mno?stve vznik? pri v?bojoch blesku a nach?dza sa v da??ovej vode.

P?soben?m svetla sa kyselina dusi?n? ?iasto?ne rozklad? s uvo??ovan?m N O 2 a pre cAj potom z?ska svetlohned? farbu:

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

2NO + O2 -> 2NO2

4HN03 svetlo -> 4N O 2 (hned? plyn)+ 2H20 + 02

Kyselina dusi?n? vysokej koncentr?cie uvo??uje do vzduchu plyny, ktor? sa nach?dzaj? v uzavretej f?a?i vo forme hned?ch v?parov (oxidy dus?ka). Tieto plyny s? vysoko toxick?, preto d?vajte pozor, aby ste ich nevd?chli. Kyselina dusi?n? oxiduje mnoh? organick? l?tky. Papier a l?tky sa ni?ia v d?sledku oxid?cie l?tok, ktor? tvoria tieto materi?ly. Koncentrovan? kyselina dusi?n? sp?sobuje pri dlh?om kontakte ?a?k? pop?leniny a pri kr?tkom kontakte zo?ltnutie poko?ky na nieko?ko dn?. Zo?ltnutie ko?e nazna?uje de?trukciu prote?nu a uvo??ovanie s?ry (kvalitat?vnou reakciou na koncentrovan? kyselinu dusi?n? je ?lt? farba v d?sledku uvo??ovania element?rnej s?ry pri p?soben? kyseliny na prote?n - xantoprote?nov? reakcia). To znamen?, ?e ide o sp?lenie ko?e. Pri manipul?cii s koncentrovanou kyselinou dusi?nou noste gumen? rukavice, aby ste predi?li pop?lenin?m.

Potvrdenie

1. Laborat?rna met?da

KNO3 + H2S04 (konc) -> KHS04 + HNO3 (pri zahrievan?)

2. Priemyseln? sp?sob

Vykon?va sa v troch etap?ch:

a) Oxid?cia amoniaku na platinovom katalyz?tore na NO

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

b) Oxid?cia NO vzdu?n?m kysl?kom na NO 2

2NO + O2 -> 2NO2

c) Absorpcia NO 2 vodou v pr?tomnosti prebytku kysl?ka

4N02 + O2 + 2H20 <-> 4HNO 3

alebo 3 N02 + H20 <-> 2 HN03 + NO (bez prebyto?n?ho kysl?ka)

Simul?tor "Z?skanie kyseliny dusi?nej"

Aplik?cia

• pri v?robe miner?lnych hnoj?v;
• vo vojenskom priemysle;
• vo fotografii - okyslenie niektor?ch t?novac?ch roztokov;
• v stojanovej grafike - na leptanie tla?ov?ch foriem (leptan? dosky, zinkografick? tla?ov? formy a magn?ziov? kli??).
• pri v?robe v?bu?n?n a jedovat?ch l?tok

Ot?zky na kontrolu:

?. 1. Oxida?n? stav at?mu dus?ka v molekule kyseliny dusi?nej

a. +4

b. +3

c. +5

d. +2

?. 2. At?m dus?ka v molekule kyseliny dusi?nej m? valenciu rovn? -

a. II

b. V

c. IV

d. III

??slo 3. Ak? s? fyzik?lne vlastnosti ?istej kyseliny dusi?nej?

a. ?iadna farba

b. nem? z?pach

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

d. dymiaca kvapalina

e. zafarben? na ?lto

?. 4. Vytvorte s?lad medzi v?chodiskov?mi l?tkami a reak?n?mi produktmi:

?. 5. Usporiadajte koeficienty pomocou met?dy elektronickej rovnov?hy, uk??te prechod elektr?nov, uve?te procesy oxid?cie (redukcia; oxida?n? ?inidlo (reduk?n? ?inidlo):

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

?truktur?lny vzorec

Pravdiv?, empirick? alebo hrub? vzorec: HNO3

Chemick? zlo?enie kyseliny dusi?nej

Molekulov? hmotnos?: 63,012

Kyselina dusi?n? ( HNO3) je siln? jednos?tna kyselina. Pevn? kyselina dusi?n? tvor? dve kry?talick? modifik?cie s monoklinick?mi a koso?tvorcov?mi mrie?kami.

Kyselina dusi?n? je mie?ate?n? s vodou v akomko?vek pomere. Vo vodn?ch roztokoch sa takmer ?plne disociuje na i?ny. S vodou tvor? azeotropick? zmes s koncentr?ciou 68,4 % a teplotou varu 120 °C pri norm?lnom atmosf?rickom tlaku. S? zn?me dva pevn? hydr?ty: monohydr?t (HNO3.H20) a trihydr?t (HNO3.3H20).

Dus?k v kyseline dusi?nej je ?tvormocn?, oxida?n? stupe? +5. Kyselina dusi?n? je bezfarebn? kvapalina dymiaca na vzduchu, bod topenia -41,59 °C, bod varu +82,6 °C (pri norm?lnom atmosf?rickom tlaku) s ?iasto?n?m rozkladom. Kyselina dusi?n? je mie?ate?n? s vodou vo v?etk?ch pomeroch. Vodn? roztoky HNO 3 s hmotnostn?m zlomkom 0,95-0,98 sa naz?vaj? "dymov? kyselina dusi?n?", s hmotnostn?m zlomkom 0,6-0,7 - koncentrovan? kyselina dusi?n?. Tvor? azeotropick? zmes s vodou (hmotnostn? zlomok 68,4 %, d20 = 1,41 g/cm, Tbp = 120,7 °C)

Vysoko koncentrovan? HNO 3 m? zvy?ajne hned? farbu v d?sledku procesu rozkladu prebiehaj?ceho na svetle. Pri zahrievan? sa rovnakou reakciou rozklad? kyselina dusi?n?. Kyselinu dusi?n? je mo?n? destilova? bez rozkladu len pri zn??enom tlaku (uveden? bod varu pri atmosf?rickom tlaku sa zist? extrapol?ciou).

Zlato, niektor? kovy platinovej skupiny a tantal s? inertn? vo?i kyseline dusi?nej v celom rozsahu koncentr?ci?, ostatn? kovy s ?ou reaguj?, priebeh reakcie je ur?en? jej koncentr?ciou.

Kyselina dusi?n? v akejko?vek koncentr?cii vykazuje vlastnosti oxiduj?cej kyseliny, zatia? ?o dus?k je redukovan? na oxida?n? stav +5 a? -3. H?bka redukcie z?vis? predov?etk?m od povahy reduk?n?ho ?inidla a od koncentr?cie kyseliny dusi?nej.

Zmes kyseliny dusi?nej a s?rovej sa naz?va melan?.

Kyselina dusi?n? sa ?iroko pou??va na z?skanie nitrozl??en?n.

Zmes troch objemov kyseliny chlorovod?kovej a jedn?ho objemu kyseliny dusi?nej sa naz?va aqua regia. Aqua regia rozp???a v???inu kovov vr?tane zlata a platiny. Jeho siln? oxida?n? schopnos? je sp?soben? v?sledn?m at?mov?m chl?rom a nitrozylchloridom.

Kyselina dusi?n? je siln? kyselina. Jej soli – dusi?nany – sa z?skavaj? p?soben?m HNO 3 na kovy, oxidy, hydroxidy alebo uhli?itany. V?etky dusi?nany s? vysoko rozpustn? vo vode. Dusi?nanov? i?n vo vode nehydrolyzuje. Dusi?nany s? ?iroko pou??van? ako hnojiv?. Takmer v?etky dusi?nany s? z?rove? vysoko rozpustn? vo vode, a preto s? vo forme miner?lov v pr?rode extr?mne mal?; v?nimkou s? ??lsky (sodn?) dusi?nan a indick? dusi?nan (dusi?nan draseln?). V???ina dusi?nanov sa z?skava umelo.

Kyselina dusi?n? patr? pod?a stup?a vplyvu na organizmus medzi l?tky 3. triedy nebezpe?nosti. Jeho v?pary s? ve?mi ?kodliv?: v?pary sp?sobuj? podr??denie d?chac?ch ciest a samotn? kyselina zanech?va na ko?i dlho sa hojace vredy. Pri kontakte s poko?kou vznik? v d?sledku xantoprote?novej reakcie charakteristick? ?lt? sfarbenie ko?e. Pri zahriat? alebo vystaven? svetlu sa kyselina rozklad? za vzniku vysoko toxick?ho oxidu dusi?it?ho NO 2 (hned? plyn). MPC pre kyselinu dusi?n? vo vzduchu pracovn?ho priestoru pre NO 2 2 mg/m 3 .

Kyselina dusi?n? je jednou z hlavn?ch zl??en?n dus?ka. Chemick? vzorec - HNO 3. Ak? s? teda fyzik?lne a chemick? vlastnosti tejto l?tky?

Fyzik?lne vlastnosti

?ist? kyselina dusi?n? nem? farbu, m? ?tip?av? z?pach a vo vzduchu m? zvl??tnos? „faj?enia“. Mol?rna hmotnos? je 63 g/mol. Pri teplote -42 stup?ov prech?dza do pevn?ho stavu agreg?cie a men? sa na snehovo bielu hmotu. Bezvod? kyselina dusi?n? vrie pri 86 stup?och. V procese mie?ania s vodou vytv?ra roztoky, ktor? sa navz?jom l??ia koncentr?ciou.

T?to l?tka je jednos?tna, to znamen?, ?e m? v?dy jednu karboxylov? skupinu. Medzi kyselinami, ktor? s? siln?mi oxida?n?mi ?inidlami, je kyselina dusi?n? jednou z najsilnej??ch. Reaguje s mnoh?mi kovmi a nekovmi, organick?mi zl??eninami v d?sledku redukcie dus?ka

Dusi?nany s? soli kyseliny dusi?nej. Naj?astej?ie sa pou??vaj? ako hnojiv? v po?nohospod?rstve.

Chemick? vlastnosti

Elektronick? a ?trukt?rny vzorec kyseliny dusi?nej je zn?zornen? nasledovne:

Ry?a. 1. Elektr?nov? vzorec kyseliny dusi?nej.

Koncentrovan? kyselina dusi?n? je vystaven? svetlu a pod jeho p?soben?m sa m??e rozklada? na oxidy dus?ka. Oxidy, ktor? interaguj? s kyselinou, sa v nej rozp???aj? a dod?vaj? kvapaline ?ltkast? odtie?:

4HNO3 \u003d 4N02 + O2 + 2H20

Hmotu skladujte na chladnom a tmavom mieste. So zv??en?m jeho teploty a koncentr?cie prebieha proces rozkladu ove?a r?chlej?ie. Dus?k v molekule kyseliny dusi?nej m? v?dy valenciu IV, oxida?n? stav +5, koordina?n? ??slo 3.

Ke??e kyselina dusi?n? je ve?mi siln? kyselina, v roztokoch sa ?plne rozklad? na i?ny. Reaguje so z?sadit?mi oxidmi, so z?sadami, so so?ami slab??ch a prchavej??ch kysel?n.

Ry?a. 2. Kyselina dusi?n?.

T?to jednos?tna kyselina je najsilnej??m oxida?n?m ?inidlom. Kyselina dusi?n? p?sob? na mnoh? kovy. V z?vislosti od koncentr?cie, aktivity kovu a reak?n?ch podmienok sa m??e redukova? za s??asnej tvorby soli kyseliny dusi?nej (dusi?nanu) na zl??eniny.

Ke? kyselina dusi?n? interaguje s neakt?vnymi kovmi, vznik? NO 2:

Cu + 4HN03 (konc.) \u003d Cu (N03)2 + 2N02 + 2H20

Zrieden? kyselina dusi?n? sa v tejto situ?cii redukuje na NO:

3Cu + 8HN03 (razb.) \u003d 3Сu (N03) 2 + 2NO + 4H20

Ak akt?vnej?ie kovy reaguj? so zriedenou kyselinou dusi?nou, potom sa uvo??uje NO 2:

4Mg + 10HN03 (razb.) \u003d 4Mg (N03)2 + N20 + 5H20

Ve?mi zrieden? kyselina dusi?n? sa pri interakcii s akt?vnymi kovmi redukuje na am?nne soli:

4Zn + 10HNO3 (ve?mi zrieden?) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + NH4NO3 + 3H20

Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti s? stabiln? v koncentrovanej kyseline dusi?nej. „Pasivuje“ kovy Al, Fe, Cr v d?sledku tvorby oxidov?ch filmov na povrchu kovov.

Zmes vytvoren? z jedn?ho objemu koncentrovanej kyseliny dusi?nej a troch objemov koncentrovanej kyseliny chlorovod?kovej (chlorovod?kovej) sa naz?va aqua regia.

Ry?a. 3. Kr??ovsk? vodka.

Nekovy sa oxiduj? kyselinou dusi?nou na zodpovedaj?ce kyseliny a kyselina dusi?n? sa v z?vislosti od koncentr?cie redukuje na NO alebo NO 2:

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

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

Kyselina dusi?n? je schopn? oxidova? niektor? kati?ny a ani?ny, ako aj anorganick? kovalentn? zl??eniny, ako je s?rovod?k.

3H2S + 8HN03 (razb.) \u003d 3H2S04 + 8NO + 4H20

Kyselina dusi?n? interaguje s mnoh?mi organick?mi l?tkami, pri?om jeden alebo viac at?mov vod?ka v molekule organickej hmoty je nahraden?ch nitroskupinami - NO 2. Tento proces sa naz?va nitr?cia.

Kyselina dusi?n?(HNO 3), -- siln? jednos?tna kyselina. Pevn? kyselina dusi?n? tvor? dve kry?talick? modifik?cie s monoklinick?mi a koso?tvorcov?mi mrie?kami. Kyselina dusi?n? je mie?ate?n? s vodou v akomko?vek pomere. Vo vodn?ch roztokoch sa takmer ?plne disociuje na i?ny. S vodou tvor? azeotropick? zmes s koncentr?ciou 68,4 % a teplotou varu 120 °C pri atmosf?rickom tlaku. S? zn?me dva pevn? hydr?ty: monohydr?t (HNO3.H20) a trihydr?t (HNO3.3H20).

Dus?k v kyseline dusi?nej je ?tvormocn?, oxida?n? stupe? +5. Kyselina dusi?n? je bezfarebn? plyn, bez z?pachu, dymiaca kvapalina vo vzduchu, bod topenia? 41,59 °C, var + 82,6 °C s ?iasto?n?m rozkladom. Rozpustnos? kyseliny dusi?nej vo vode nie je obmedzen?. Vodn? roztoky HNO 3 s hmotnostn?m zlomkom 0,95-0,98 sa naz?vaj? "dymov? kyselina dusi?n?", s hmotnostn?m zlomkom 0,6-0,7 - koncentrovan? kyselina dusi?n?. S vodou tvor? azeotropick? zmes (hmotnostn? zlomok 68,4 %, d 20 = 1,41 g/cm, Tbp = 120,7 °C). Pri kry?taliz?cii z vodn?ch roztokov tvor? kyselina dusi?n? kry?talick? hydr?ty:

• HNO 3 monohydr?t H20, T pl \u003d? 37,62 ° C
• trihydr?t HNO 3 3 H 2 O, T pl \u003d? 18,47 ° C

Pevn? kyselina dusi?n? tvor? dve kry?talick? modifik?cie:

• monoklinick?, vesm?rna skupina P 2 1/a, a= 1,623 nm, b= 0,857 nm, c= 0,631, v = 90°, Z = 16;
• koso?tvorcov?

Monohydr?t tvor? koso?tvorcov? kry?t?ly, priestorov? skupina P na2, a= 0,631 nm, b= 0,869 nm, c= 0,544, Z = 4;

Hustota vodn?ch roztokov kyseliny dusi?nej ako funkcia jej koncentr?cie je op?san? rovnicou

kde d je hustota vg/cm?, c je hmotnostn? zlomok kyseliny. Tento vzorec zle opisuje spr?vanie sa hustoty pri koncentr?cii vy??ej ako 97 %.

P?soben?m svetla sa kyselina dusi?n? ?iasto?ne rozklad? s uvo??ovan?m NO 2 a v?aka tomu z?skava svetlohned? farbu:

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

• 2NO + 02 > 2NO2
• 4HN03 svetlo > 4N02^ (hned? plyn)+ 2H20 + 02

Kyselina dusi?n? vysokej koncentr?cie uvo??uje do vzduchu plyny, ktor? sa nach?dzaj? v uzavretej f?a?i vo forme hned?ch v?parov (oxidy dus?ka). Tieto plyny s? vysoko toxick?, preto d?vajte pozor, aby ste ich nevd?chli. Kyselina dusi?n? oxiduje mnoh? organick? l?tky. Papier a l?tky sa ni?ia v d?sledku oxid?cie l?tok, ktor? tvoria tieto materi?ly. Koncentrovan? kyselina dusi?n? sp?sobuje pri dlh?om kontakte ?a?k? pop?leniny a pri kr?tkom kontakte zo?ltnutie poko?ky na nieko?ko dn?. Zo?ltnutie ko?e nazna?uje de?trukciu prote?nu a uvo??ovanie s?ry (kvalitat?vnu reakciu na koncentrovan? kyselinu dusi?n? – ?lt? sfarbenie v d?sledku uvo??ovania element?rnej s?ry pri p?soben? kyseliny na prote?n – xantoprote?nov? reakcia). To znamen?, ?e ide o sp?lenie ko?e. Pri manipul?cii s koncentrovanou kyselinou dusi?nou noste gumen? rukavice, aby ste predi?li pop?lenin?m.

KYSELINA DUSI?N?, HNO 3 , sa z?skava rozpusten?m oxidov dus?ka vo vode:

3N02 + H20 \u003d 2HN3 + NO
N203 + H20 \u003d HN03 + NO
N205 + H20 \u003d 2HN03

Fyzik?lne vlastnosti kyseliny dusi?nej. Molov? hmotnos? - 63,016; bezfarebn? kvapalina s charakteristick?m z?pachom; teplota varu 86°, teplota topenia -47°; ?pecifick? hmotnos? 1,52 pri 15°; po?as destil?cie, v d?sledku rozkladu 2HNO3 \u003d N203 + 2O + H20, kyselina dusi?n? okam?ite uvo??uje kysl?k, N203 a vodu; absorpcia t?chto l?tok sp?sobuje zv??enie teploty varu. Vo vodnom roztoku siln? kyselina dusi?n? zvy?ajne obsahuje oxidy dus?ka a pr?prava ?plne bezvodej kyseliny dusi?nej predstavuje zna?n? ?a?kosti. Nie je mo?n? z?ska? bezvod? kyselinu dusi?n? destil?ciou, preto?e vodn? roztoky kyseliny dusi?nej maj? minim?lnu elasticitu, to znamen?, ?e pridanie vody do kyseliny a naopak zni?uje tlak p?r (a zvy?uje bod varu). Preto v d?sledku destil?cie slabej 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? sa, ?e mrazen?m nevznik? kyselina nad 99,5 %. Pri nov?ch met?dach (Valentiner) extrakcie kyseliny dusi?nej z ledku je kyselina celkom ?ist?, pri star?ch bolo potrebn? ju ?isti? najm? od chloridov?ch zl??en?n a p?r N 2 O 4 . Najsilnej?ia kyselina m? D° = 1,559, D15 = 1,53 a 100 % HN03 - D4 = 1,5421 (Weley a Manley); 100% kyselina dym? vo vzduchu a pri?ahuje vodn? paru rovnako silno ako kyselina s?rov?. Kyselina s D = 1,526 sa po zmie?an? so snehom zahrieva.

Vznikov? teplo (z 1/2 H2 + 1/2 N2 + 3/2 O2):

HNO 3 - para + 34400 kal
HNO 3 - kvapalina + 41600 kal
HNO 3 - kry?t?ly + 42200 kal
HNO 3 - roztok + 48800 kal

Teplo riedenia: ke? sa k HNO 3 prid? jedna ?astica H 2 O - 3,30 Cal, dve ?astice - 4,9 Cal, p?? ?ast?c - 6,7 Cal, desa? - 7,3 Cal. ?al?ie pridanie poskytuje zanedbate?n? zv??enie tepeln?ho ??inku. Vo forme kry?t?lov sa z?ska:
1) HN03H20 = H3NO4 - koso?tvorcov?, pripom?naj?ci AgN03 platne, teplota topenia = -34 ° (-38 °);
2) HNO 3 (H 2 O) 2 = H 5 NO 5 - ihli?ie, teplota topenia -18 °.2, stabiln? iba pod -15 °. Krivka kry?taliza?nej teploty vodnej kyseliny m? tri eutektik? (pri -66°,3, -44°,2, -43°) a dve maxim? (HNO 3 H 2 O -38°, HNO 3 3H 2 O -18 °,2). Rovnak? singul?rne body s? pozorovan? pre rozp???acie teplo a pre zlomy v krivke elektrickej vodivosti, ale druh? tie? ukazuje 2HNO3H20 a HNO310H20. Z toho, ?o bolo pr?ve povedan?, a analogicky s fosforom kyseliny, vypl?va, ?e v roztokoch kyseliny dusi?nej sa nach?dza jej hydr?t HNO 3, ktor? sa v?ak ve?mi ?ahko rozklad?, ?o sp?sobuje vysok? reaktivitu HNO 3 . Kyselina dusi?n? obsahuj?ca NO 2 v roztoku je tzv dymenie(?erven?).

Chemick? vlastnosti. ?ist? HNO 3 sa ?ahko rozklad? a men? sa na ?ltkast? v d?sledku reakcie 2HNO 3 \u003d 2NO 2 + O 2 + H 2 O a absorpcie v?sledn?ho anhydridu dusn?ho. ?ist? kyselina dusi?n? a v?eobecne siln? kyselina dusi?n? je stabiln? len pri n?zkych teplot?ch. Hlavnou ?rtou kyseliny dusi?nej je jej mimoriadne siln? oxida?n? sila v d?sledku uvo??ovania kysl?ka. Tak?e pri p?soben? na kovy (okrem Pt, Rh, Ir, Au, na ktor? HNO 3 v nepr?tomnosti chl?ru nep?sob?), kyselina dusi?n? oxiduje kov za uvo??ovania oxidov dus?ka, ??m ni??? je stupe? oxid?cie, t?m energickej?? bol oxidovan? kov ako reduk?n? ?inidlo. Napr?klad olovo (Pb) a c?n (Sn) poskytuj? N204; striebro - preva?ne N2O3. S?ra, najm? ?erstvo vyzr??an?, ?ahko oxiduje, fosfor sa pri miernom zahriat? men? na kyselinu fosforit?. Uhlie, roz?eraven? do ?ervena, sa vznieti v par?ch kyseliny dusi?nej a v samotnej kyseline dusi?nej. Oxida?n? ??inok dymivej ?ervenej kyseliny je v???? ako u bezfarebnej kyseliny. ?elezo, ktor? je v ?om ponoren?, sa st?va pas?vnym a u? nie je pr?stupn? p?sobeniu kyseliny. Bezvod? kyselina dusi?n? alebo zmie?an? s kyselinou s?rovou p?sob? ve?mi silne na cyklick? organick? zl??eniny (benz?n, naftal?n at?.), pri?om poskytuje nitrozl??eniny C 6 H 5 H + HNO 3 \u003d C 6 H 5 NO 2 + HOH. Nitr?cia paraf?nov je pomal? a iba p?soben?m slabej kyseliny (vysok? stupe? ioniz?cie). V d?sledku interakcie l?tok obsahuj?cich hydroxyl (glycer?n, vl?knina) s kyselinou dusi?nou vznikaj? estery kyseliny dusi?nej, nespr?vne naz?van? nitroglycer?n, nitrocelul?za at?. V?etky pokusy a v?etky pr?ce s kyselinou dusi?nou je potrebn? vykon?va? v dobre vetranej miestnosti. miestnos?, ale lep?ie pod ?peci?lnym ?ahom .

Anal?za . Na detekciu st?p kyseliny dusi?nej sa pou??vaj?: 1) difenylendanylodihydrotriazol (komer?ne zn?my ako nitro); 5 alebo 6 kvapiek 10% roztoku nitr?nu v 5% kyseline octovej sa naleje do 5-6 cm3 testovacieho roztoku, pri?om sa k nemu vopred prid? jedna kvapka H2SO4: v pr?tomnosti vidite?n?ch mno?stiev NO 3 i?nov, uvo??uje sa hojn? zrazenina, vo ve?mi slab?ch roztokoch sa uvo??uj? ihli?kovit? kry?t?ly; pri 0° mo?no nitr?nom otvori? aj 1/80 000 HNO 3; 2) bruc?n vo vodnom roztoku; zmie?a sa so sk??obn?m roztokom a opatrne sa naleje pozd?? steny sk?mavky na siln? kyselinu s?rov?; v mieste styku oboch vrstiev v sk?mavke sa vytvor? ru?ovo?erven? sfarbenie, prech?dzaj?ce zospodu do zelenkast?ho.

Na stanovenie mno?stva HNO 3 v roztoku dymovej kyseliny dusi?nej je potrebn? N 2 O 4 titrova? roztokom KMnO 4, hustomerom ur?i? hustotu kvapaliny a odpo??ta? korekciu na obsah N 2 O 4 uveden? v ?peci?lnej tabu?ke.

Priemyseln? met?dy extrakcie kyseliny dusi?nej. ?a?? sa kyselina dusi?n?. arr. z ?adku. Predt?m sa ?adok ?a?il v tzv. "Neltrinitsa" (salpetriere) alebo "hromady", kde v d?sledku mie?ania hnoja, mo?u at?. pri starej omietke sa postupne, ?iasto?ne p?soben?m bakt?ri?, mo?ovina a in? organick? zl??eniny dus?ka (am?ny, amidy a pod.) oxiduj? v kyseline dusi?nej, ktor? tvor? s v?pencom dusi?nan v?penat?. V hor?cich d?och, najm? na juhu (napr?klad v Indii a Strednej ?zii), ide proces ve?mi r?chlo.

Vo Franc?zsku sa v roku 1813 z ledku vy?a?ilo a? 2 000 000 kg ledku. 25 ve?k?ch zvierat vyprodukuje ro?ne okolo 500 kg ?adku. V niektor?ch lokalit?ch, kde je hlavn? p?da bohat? na zvy?ky zvierat (napr?klad oblas? Kub??), m??e by? v p?de badate?n? mno?stvo ?adku, ale nie dostato?n? na ?a?bu. Zna?n? mno?stv? sa vy?a?ili v ?dol? Gangy a nach?dzaj? sa v na?ich stredo?zijsk?ch pevnostiach, kde z?soby p?dy s obsahom ledku dosahuj? na ka?dom mieste 17 ton, ale obsah ledku v nej nie je vy??? ako 3 %. Lo?isk? dusi?nanu sodn?ho – ?ilsk?ho – boli objaven? v roku 1809; nach?dzaj? sa hlavne v provincii Tarapaca, medzi 68° 15" a 70° 18" v?chodnej zemepisnej d??ky a 19° 17" a 21° 18" ju?nej zemepisnej ??rky, ale nach?dzaj? sa na juhu aj na severe (v Peru a Bol?vii); Ich lo?isko sa nach?dza v nadmorskej v??ke 1100 m n. Lo?isk? s? dlh? cca 200 km, ?irok? 3-5 km, obsah NaNO 3 je v priemere 30-40%. Z?soby pri ro?nom n?raste spotreby o 50 000 ton m??u vydr?a? 300 rokov. V roku 1913 sa vyviezlo 2 738 000 ton, ale v?voz do Eur?py sa o nie?o zn??il, aj ke? po ve?mi cite?nom poklese v?vozu po?as vojny sa od roku 1920 op?? mierne zv??il. Zvy?ajne le?? „ohe?“ (hr?bka 50 cm - 2 m). na vrchu pozost?vaj?ci z kremenn?ho a ?ivcov?ho piesku a pod n?m „kalihe“ (25 cm - 1,5 m) s obsahom ledku (lo?isk? sa nach?dzaj? v p??ti ved?a lo??sk soli a b?r-v?penatej soli). Zlo?enie "kalihe" je ve?mi r?znorod?; obsahuje NaNO 3 - od 30% do 70%, j?d a soli j?du - do 2%, chlorid sodn? - 16-30%, s?ranov? soli - do 10%, hor??k - do 6%. Najlep?ie odrody obsahuj? v priemere: NaNO 3 - 50%, NaCl - 26%, Na 2 SO 4 - 6%, MgSO 4 - 3%. Rozp???anie NaNO 3 prebieha pri vysokej teplote, tak?e do roztoku prech?dza ove?a viac NaN03 ako NaCl, ktor?ho rozpustnos? s teplotou mierne st?pa. Z 3 ton „kalihe“ sa z?ska 1 tona surov?ho ledku s priemern?m obsahom 95 – 96 % ledku. Z 1 litra materskej so?anky sa zvy?ajne z?ska 2,5-5 g j?du. Surov? ?adok m? zvy?ajne hned? farbu v d?sledku pr?mes? oxidu ?eleza. Ako hnojivo sa pou??va liadok, obsahuj?ci a? 1-2% chloridov?ch zl??en?n. ?ist? dusi?nan sodn? je bezfarebn?, prieh?adn?, nehygroskopick?, ak neobsahuje chloridov? zl??eniny; kry?talizuje v kock?ch. Na z?skanie kyseliny dusi?nej sa dusi?nan zahrieva s kyselinou s?rovou; interakcia prebieha pod?a rovnice:

NaN03 + H2S04 \u003d HN03 + NaS04

t.j. z?ska? kysl? s?ran. Posledne uveden? sa m??e pou?i? na v?robu chlorovod?ka kalcin?ciou zmesi NaHS04 a NaCl v mufloch. Pre interakciu pod?a rovnice

teoreticky je potrebn? na 100 kg NaNO 3 prija? 57,6 kg H2SO4 alebo 60 kg kyseliny 66°V?. V skuto?nosti, aby sa zabr?nilo rozkladu, kyselina s?rov? sa prij?ma o 20-30% viac. Interakcia sa uskuto??uje v horizont?lnych valcov?ch ?elezn?ch retort?ch s d??kou 1,5 m, priemerom 60 cm, so stenami hrub?mi 4 cm. Ka?d? valec obsahuje 75 kg ledku a 75 kg H 2 SO 4 . Pary prech?dzaj? najsk?r vodou chladenou keramickou chladni?kou alebo cez naklonen? keramick? trubicu, potom cez absorb?ry: "valce" alebo "bonb?ny", teda ve?k? keramick? "wulfovsk? f?a?e". Ak sa odoberie kyselina s?rov? 60° V? (71%) a do prv?ho absorb?ra sa umiestnia 4 kg vody na 100 kg ledku, potom sa z?ska kyselina s 40-42° V? (38-41%); pou?it?m kyseliny pri 66° B? (99,6%) a such?ho ledku dostaneme 50° B? (53%); na z?skanie kyseliny pri 36 °V sa do prv?ho absorb?ra umiestni 8 litrov vody, do druh?ho 4 litre a do ?al?ieho 2,6 litra. Dymov? kyselina dusi?n? sa z?skava p?soben?m na ?adok s polovi?n?m mno?stvom kyseliny s?rovej, ne? by sa malo vypo??ta?. Sp?sob preto produkuje kyselinu kontaminovan? nitrozylchloridom a in?mi l?tkami, ktor? odch?dzaj? na za?iatku procesu, a oxidy dus?ka na konci destil?cie. Oxidy dus?ka sa relat?vne ?ahko odstra?uj? f?kan?m vzduchu cez kyselinu. Ove?a v?hodnej?ie je pracova? v retort?ch, ktor? s? zo v?etk?ch str?n obklopen? oh?om a v spodnej ?asti maj? potrubie na uvo??ovanie bisulf?tu obsahuj?ceho zna?n? mno?stvo kyseliny. Liatina toti? nekoroduje kyselinou, ak je dostato?ne zahriata a kontakt s oh?om zo v?etk?ch str?n zabezpe?uje, ?e sa kvap??ky kyseliny nezr??aj?. V podobn?ch retort?ch (1,20 ??rky a 1,50 m v priemere, s hr?bkou steny 4-5 cm) sa ?adok upravuje kyselinou s?rovou v mno?stve 450 kg a dokonca 610 kg ledku na 660 kg H 2 SO 4 (66 ° B?). Namiesto valcov sa teraz ?asto pou??vaj? vertik?lne potrubia alebo s? tieto potrubia spojen? s valcami.

Pod?a Gutmannovej met?dy sa rozklad uskuto??uje v liatinov?ch retort?ch zlo?en?ch z nieko?k?ch ?ast? (obr. 1 a 1a); diely sa sp?jaj? tmelom, zvy?ajne pozost?va zo 100 hod?n ?elezn?ch pil?n, 5 hod?n s?ry, 5 hod?n chloridu am?nneho s pr?padne mal?m mno?stvom vody; retorty a ak je to mo?n?, nakladac? otvor s? uzavret? v murive a vyhrievan? pecn?mi plynmi.

Do retorty sa vlo?? 800 kg ledku a 800 kg 95 % kyseliny s?rovej a destiluje sa 12 hod?n; spotrebuje asi 100 kg uhlia. Pou??vaj? sa aj valcov? retorty. Uvo?nen? pary najsk?r vstupuj? do valca 8; potom sa s?ria keramick?ch r?rok 12 a 13 umiestni do drevenej krabice s vodou; tu pary kondenzuj? na kyselinu dusi?n?, ktor? stek? potrub?m 22 Gutmannovho zariadenia a 23 do zberu 28, a tie? sem vstupuje kondenz?t z valca 8; kyselina dusi?n?, nezahusten? v potrubiach 12, vstupuje cez 15a do ve?e naplnenej gu???kami a prem?vanej vodou; posledn? stopy kyseliny neabsorbovanej vo ve?i s? zachyten? vo valci 43a; plyny cez potrubie 46a s? odv?dzan? do kom?na. Na oxid?ciu oxidov dus?ka vznikaj?cich pri destil?cii sa do plynov priamo na v?stupe z retorty prid?va vzduch. Ak sa pri v?robe pou?ije siln? kyselina s?rov? a su?en? ?adok, z?ska sa bezfarebn? 96-97% kyselina dusi?n?. Takmer v?etka kyselina kondenzuje v potrubiach, len mal? ?as? (5 %) sa absorbuje vo ve?i, ??m sa z?ska 70 % kyselina dusi?n?, ktor? sa prid?va do ?al?ej n?plne ledku. To. sa z?ska bezfarebn? kyselina dusi?n? bez chl?ru s v??a?kom 98 a? 99 % te?rie. Gutmanova met?da sa roz??rila v?aka jednoduchosti a n?zkej cene in?tal?cie.

Saltpeter sa pou??va na v?robu 96-100% kyseliny pod?a Valentinerovej met?dy destil?ciou za zn??en?ho tlaku (30 mm) v liatinov?ch retort?ch zmesi 1000 kg NaNO 3, 1000 kg H2SO 4 (66 ° V?) a pod. mno?stvo slabej kyseliny HNO 3, ktor? sa s ?ou dostane do 100 kg vody. Destil?cia trv? 10 hod?n a do zliatiny sa neust?le priv?dza vzduch. Interakcia prebieha pri 120°, no na konci procesu nast?va „kr?za“ (1 hodina) a s? mo?n? siln? otrasy (pri 120-130°). Potom sa ohrev privedie na 175-210°. Spr?vne zahustenie a zachytenie kyseliny je nevyhnutn?. Pary z retorty vstupuj? do valca, z neho do 2 silne chladen?ch hadov, z toho do zbera?a (napr. Wolffova f?a?a), po ktorom je op?? umiestnen? cievka a potom 15 valcov, za ktor?mi je umiestnen? ?erpadlo. Pri za?a?en? 1000 kg NaNO 3 za 6-8 hod?n sa z?ska 600 kg HNO 3 (48 ° V?), t.j. 80 % normy.

Na z?skanie kyseliny dusi?nej z n?rskeho ledku (v?pnika) sa tento rozpust?, prid? sa siln? kyselina dusi?n? a kyselina s?rov?, potom sa kyselina dusi?n? odfiltruje zo sadry.

Skladovanie a balenie. Na uskladnenie kyseliny dusi?nej m??ete pou?i? sklenen?, ?amotov? a ?ist? hlin?kov? riad (nie viac ako 5% ne?ist?t), ako aj riad zo ?peci?lnej ocele Krupp odolnej vo?i kyseline kremi?itej (V2A). Ke??e pri p?soben? silnej kyseliny dusi?nej na drevo, piliny, handry navlh?en? rastlinn?m olejom at?., s? mo?n? ohnisk? a po?iare (napr?klad, ak po?as prepravy praskne f?a?a), kyselina dusi?n? sa m??e prepravova? iba v ?peci?lnych vlakoch. Terpent?n sa obzvl??? ?ahko rozhor? pri zahriat?, ke? vst?pi do silnej kyseliny dusi?nej.

Pou?itie: 1) vo forme sol? na hnojivo, 2) na v?robu v?bu?n?n, 3) na v?robu polotovarov pre farbiv?, ?iasto?ne aj pre farbiv? samotn?. Ch. arr. na hnojiv? sa pou??vaj? soli kyseliny dusi?nej alebo ledku (sodn?, am?nne, v?penat? a draseln?). V roku 1914 dosiahla svetov? spotreba dus?ka vo forme ??lskeho ledku 368 000 ton a vo forme kyseliny dusi?nej zo vzduchu - 10 000 ton.V roku 1925 mala spotreba dosiahnu? 360 000 ton kyseliny dusi?nej zo vzduchu. Spotreba kyseliny dusi?nej sa po?as vojny v?razne zvy?uje vzh?adom na v?davky na v?bu?niny, z ktor?ch hlavn?mi s? nitroglycer?n a nitrovl?kna r?zneho druhu, nitrozl??eniny (nitrotolu?n, TNT, melinit at?.) a l?tky na z?palnice (v?buch ortuti). V ?ase mieru sa kyselina dusi?n? vynaklad? na extrakciu nitrozl??en?n, napr?klad nitrobenz?nu, aby pre?la do farb?v cez anil?n, z?skan? z nitrobenz?nu redukciou. Na morenie kovov sa pou??va zna?n? mno?stvo kyseliny dusi?nej; soli kyseliny dusi?nej (dusi?nany) sa pou??vaj? na v?bu?niny (dusi?nan am?nny - v bezdymovom, draseln? - v ?iernom pr??ku) a na oh?ostroje (dusi?nan b?rnat? - na zele?).

Norma kyseliny dusi?nej. Norma kyseliny dusi?nej zatia? existuje iba v ZSSR a je schv?len? V?borom pre normaliz?ciu pri STO ako z?v?zn? norma celej ?nie (OST-47) pre kyselinu pri 40 ° V?. Norma stanovuje obsah HNO 3 v kyseline dusi?nej na 61,20 % a obmedzuje obsah ne?ist?t: kyselina s?rov? najviac 0,5 %, chl?r najviac 0,8 %, ?elezo najviac 0,01 %, pevn? zvy?ok najviac 0,9 %. ; ?tandardn? kyselina dusi?n? by nemala obsahova? sediment. Norma upravuje vz?ah medzi pred?vaj?cim a kupuj?cim, pri?om pr?sne upravuje metodiku odberu vzoriek a anal?zy. Obsah kyseliny dusi?nej sa stanov? pridan?m NaOH ku kyseline a sp?tnou titr?ciou kyselinou. Obsah kyseliny s?rovej sa stanov? ako BaS04 vyzr??an?m BaCl2. Obsah chl?ru sa stanov? titr?ciou v alkalickom prostred? dusi?nanom strieborn?m. Obsah ?eleza sa stanov? vyzr??an?m seskvioxidov s amoniakom, redukciou oxidu ?eleznat?ho na ?eleznat? ?elezo a n?slednou titr?ciou KMnO 4 . Balenie kyseliny dusi?nej zatia? nie je ?tandardn?. Bez toho, aby sme sa dot?kali ve?kosti, hmotnosti a kvality n?dob, norma stanovuje balenie kyseliny dusi?nej do skla a d?va pokyny na jej balenie a korkovanie.

Z?skanie kyseliny dusi?nej.

I. Zo vzduchu. Synt?za kyseliny dusi?nej zo vzduchu p?soben?m elektrick?ho obl?ka do ur?itej miery opakuje proces, ktor? prebieha v pr?rode pod vplyvom v?bojov atmosf?rickej elektriny. Cavendish ako prv? pozoroval (v roku 1781) vznik oxidov dus?ka pri spa?ovan? H 2 vo vzduchu a potom (v roku 1784) aj pri prechode elektrickej iskry vzduchom. Mutman a Gofer v roku 1903 boli prv?, ktor? sa pok?sili ?tudova? rovnov?hu: N 2 + O 2 2NO. Prechodom vzduchom voltaick?ho obl?ka striedav?ho pr?du 2000-4000 V prakticky dosiahli koncentr?ciu NO od 3,6 do 6,7 objemov?ch %. Spotreba energie na 1 kg HNO 3 dosiahla 7,71 kWh. T?to rovnov?hu potom Nernst ?tudoval prechodom vzduchu cez ir?diov? trubicu. ?alej Nernst, Jellinek a ?al?? v?skumn?ci pracovali rovnak?m smerom. Extrapol?ciou experiment?lnych v?sledkov ?t?die rovnov?hy medzi vzduchom a oxidom dusnat?m bol Nernst schopn? vypo??ta?, ?e na pravej strane rovnice je stanoven? obsah 7 % NO objemov?ch pri teplote 3750 ° (t.j. pribli?ne pri teplote elektrick?ho obl?ka).

Prioritou my?lienky technick?ho vyu?itia elektrick?ho obl?ka na fix?ciu atmosf?rick?ho dus?ka je franc?zska v?skumn??ka Lefebvre, ktor? si u? v roku 1859 v Anglicku patentovala svoju met?du z?skavania kyseliny dusi?nej zo vzduchu. Ale v tom ?ase boli n?klady na elektrick? energiu pr?li? vysok? na to, aby Lefebvrova met?da mala praktick? hodnotu. Spomen?? treba aj patenty Maca Dougala (An. P. 4633, 1899) a met?du Bradleyho a Lovejoya, uskuto?nen? v technickom meradle, prev?dzkovan? v roku 1902 americkou firmou Atmospheric Products C° (s 1 mili?nom dol?rov kapit?l) s vyu?it?m energie Niagarsk?ch vodop?dov. Pokusy pou?i? nap?tie 50 000 V na fix?ciu atmosf?rick?ho dus?ka, ktor? vykonali Kovalskij a jeho spolupracovn?k I. Mo?cicki, by sa mali prip?sa? rovnak?mu obdobiu. Prv? v?znamn? ?spech vo v?robe kyseliny dusi?nej zo vzduchu v?ak priniesla historick? my?lienka n?rskeho in?iniera Birkellanda, ktor? spo??vala v vyu?it? schopnosti n?rskeho in?iniera Birkellanda natiahnu? sa v silnom elektromagnetickom poli na zv??enie v??a?nosti dus?ka. oxidy prechodom voltaick?ho obl?ka vzduchom. Birkelland spojil t?to my?lienku s ?al??m n?rskym in?inierom Eidem do technick?ho zariadenia, ktor? okam?ite umo?nilo z?ska? kyselinu dusi?n? zo vzduchu cenovo efekt?vne. V d?sledku neust?lej zmeny smeru pr?du a p?sobenia elektromagnetu m? v?sledn? plame? galvanick?ho obl?ka neust?le tendenciu napu?iava? v r?znych smeroch, ?o vedie k vytvoreniu galvanick?ho obl?ka, ktor? r?chlo pos?va v?etky ?as r?chlos?ou a? 100 m/s, ??m vznik? dojem pokojne horiaceho ?irok?ho elektrick?ho slnka s priemerom 2 m a viac. Cez toto slnko je neust?le vh??an? siln? pr?d vzduchu a samotn? slnko je uzavret? v ?peci?lnej peci zo ?iaruvzdornej hliny sp?janej me?ou (obr. 1, 2 a 3).

Dut? elektr?dy voltaick?ho obl?ka s? zvn?tra chladen? vodou. Vzduch cez kan?ly a v ?amotovej v?stelke pece vstupuje do obl?kovej komory b; s oxidovan?m plynom op???a pec a ochladzuje sa pomocou svojho tepla na ohrev kotlov v?parn?kov. Potom sa NO dost?va do oxida?n?ch ve??, kde sa vplyvom vzdu?n?ho kysl?ka oxiduje na NO 2. Posledn? proces je exotermick? proces (2NO + O2 = 2NO2 + 27 Cal), a preto podmienky, ktor? zvy?uj? absorpciu tepla, v?razne podporuj? reakciu v tomto smere. ?alej je oxid dusi?it? absorbovan? vodou pod?a nasleduj?cich rovn?c:

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

Pod?a in?ho sp?sobu sa reak?n? plynn? zmes pred absorpciou ochlad? pod 150 °C; pri tejto teplote k sp?tn?mu rozkladu - NO 2 \u003d NO + O takmer nedoch?dza. Ber?c do ?vahy, ?e za ur?it?ch podmienok je rovnov?ha NO + NO 2 N 2 O 3 nastolen? s maxim?lnym obsahom N 2 O 3, je mo?n? ho dosiahnu? prilievan?m hor?cich dusitanov?ch plynov e?te predt?m, ne? s? ?plne zoxidovan?, pri teplote 200 °C. do 300 °, s roztokom s?dy alebo hydroxidom sodn?m, namiesto dusi?nanov?ch sol? - ?ist? dusitany (met?da Norsk Hydro). Pri v?stupe z pece obsahuje f?kan? vzduch od 1 do 2 % oxidov dus?ka, ktor? s? okam?ite zachyt?van? prich?dzaj?cimi vodn?mi pr?dmi a n?sledne neutralizovan? v?pnom za vzniku v?pnika, takzvan?ho v?pna. "N?rsky" ?adok. Samotn? proces N 2 + O 2 2NO - 43,2 Cal vy?aduje vynalo?enie relat?vne mal?ho mno?stva elektrickej energie, a to: na z?skanie 1 tony viazan?ho dus?ka vo forme NO len 0,205 kW-rok; zatia? ?o v najlep??ch modern?ch zariadeniach sa mus? min?? 36-kr?t viac, t.j. asi 7,3 a? 8 kW-rokov na 1 tonu. In?mi slovami, viac ako 97% vynalo?enej energie ide nie na tvorbu NO, ale na vytvorenie priazniv?ch podmienok pre tento proces. Na posunutie rovnov?hy smerom k najvy??iemu mo?n?mu obsahu NO je potrebn? pou?i? teplotu od 2300 do 3300 ° (obsah NO pri 2300 ° - 2 obj.% a pre 3300 ° - 6 obj. %), ale pri tak?chto teplot?ch sa 2NO r?chlo rozklad? sp?? do N 2 + asi 2 . Preto je potrebn? v zlomku sekundy odvies? plyn z hor?cich oblast? do chladnej??ch oblast? a ochladi? ho aspo? na 1500°, kedy rozpad NO prebieha pomal?ie. Rovnov?ha N2 + 02 2NO sa nastav? pri 1500 ° po 30 hodin?ch, pri 2100 ° - za 5 sek?nd, pri 2500 ° - po 0,01 sekunde. a pri 2900 ° - za 0,000035 sek.

V?razn? zlep?enia v porovnan? s met?dou Birkelanda a Eide sa l??ia v met?de Schongerra, zamestnanca BASF. Pri tejto met?de namiesto pulzuj?ceho a predsa preru?ovan?ho preru?ovan?ho plame?a elektrick?ho obl?ka premenliv? pr?d, pokojn? plame? siln? trval? pr?d. T?m sa zabr?ni ?ast?mu vyfukovaniu plame?a, ?o je pre proces ve?mi ?kodliv?. Rovnak? v?sledok v?ak mo?no dosiahnu? voltaick?m obl?kom striedav?ho pr?du, ale f?kan?m vzduchu cez horiaci plame? nie priamo?iaro, ale vo forme v?riv?ho vetra pozd?? plame?a elektrick?ho obl?ka. Preto m??e r?ra. navrhnut? vo forme pomerne ?zkej kovovej trubice, navy?e tak, aby sa plame? obl?ka nedot?kal jej stien. Sch?ma kon?trukcie pece Schongerra je zn?zornen? na obr. ?tyri.

?al?ie vylep?enie obl?kovej met?dy prin??a Paulingova met?da (obr. 5). Elektr?dy v spa?ovacej peci s? vo forme tryskov?ch r?rok. Medzi nimi vytvoren? voltaick? obl?k dlh? 1 m je vyf?knut? siln?m pr?dom vzduchu. V naju??om mieste sa preru?en? plame? obl?ka znovu zap?li pomocou pr?davn?ch elektr?d.

Trochu in? kon?trukciu pece na oxid?ciu dus?ka vo vzduchu si nechal patentova? I. Moscitsky. Jedna z oboch elektr?d (obr. 6) m? tvar ploch?ho disku a je umiestnen? vo ve?mi tesnej vzdialenosti od druhej elektr?dy. Horn? elektr?da je r?rkovit? a cez ?u pr?dia neutr?lne plyny v r?chlom pr?de, ktor? sa potom ??ri v ku?eli.

Plame? voltaick?ho obl?ka je poh??an? kruhov?m pohybom pod vplyvom elektromagnetick?ho po?a a r?chly pr?d plynu v tvare ku?e?a zabra?uje skratom. Podrobn? popis cel?ho z?vodu uv?dza B. Waeser, Luftstickstoff-Industrie, s. 475, 1922. Jeden z?vod vo ?vaj?iarsku (Chippis, Wallis) pracuje pod?a met?dy I. Moscickiho, vyr?ba 40 % HNO 3 . ?al?? z?vod v Po?sku (Bory-Jaworzno) je navrhnut? na 7000 kW a mal by vyr?ba? koncentrovan? HNO 3 a (NH 4) 2 SO 4 . Na zlep?enie v??a?nosti oxidov dus?ka a na zv??enie plame?a elektrick?ho obl?ka sa v poslednej dobe nepou??va ako po?iato?n? produkt vzduch, ale zmes dus?ka a kysl?ka bohat?ia na kysl?k, v pomere 1:1. v Laroche-de-Ram pracuje s touto zmesou.s ve?mi dobr?mi v?sledkami.

V?sledn? oxid dusnat? N204 sa odpor??a zahusti? na kvapalinu ochladen?m na -90 °C. Tak?to tekut? oxid dusnat?, z?skan? z predsu?en?ch plynov - kysl?ka a vzduchu, nereaguje s kovmi, a preto sa m??e prepravova? v oce?ov?ch bomb?ch a sl??i na v?robu siln?ch koncentr?ci? HNO 3 . Tolu?n sa v tomto pr?pade kedysi pou??val ako chladivo, ale v d?sledku nevyhnutn?ho ?niku oxidov dus?ka a ich p?sobenia na tolu?n do?lo v z?vodoch Tschernewitz (Nemecko) a Bodio (?vaj?iarsko) k hrozn?m v?buchom, ktor? zni?ili oba podniky. Extrakcia N 2 O 4 zo zmesi plynov m. tie? dosiahnut? absorpciou silikag?lu N204, pri?om sa absorbovan? N204 uvo??uje pri zahrievan?.

II. Kontaktn? oxid?cia amoniaku. V?etky op?san? sp?soby z?skavania syntetickej kyseliny dusi?nej priamo zo vzduchu, ako u? bolo uveden?, s? n?kladovo efekt?vne len vtedy, ak je k dispoz?cii lacn? vodn? energia. Probl?m viazan?ho dus?ka (pozri Dus?k) by sa nemohol pova?ova? za definit?vne vyrie?en?, ak by sa nena?iel sp?sob na z?skanie relat?vne lacnej syntetickej kyseliny dusi?nej. Asimil?cia viazan?ho dus?ka v hnojiv?ch rastlinami je obzvl??? u?ah?en?, ak s? tieto hnojiv? soli kyseliny dusi?nej. Am?nne zl??eniny zaveden? do p?dy musia najsk?r prejs? nitrifik?ciou v samotnej p?de (pozri Dus?kat? hnojiv?). Okrem toho je kyselina dusi?n? spolu s kyselinou s?rovou z?kladom mnoh?ch odvetv? chemick?ho priemyslu a vojensk?ch z?le?itost?. Bez kyseliny dusi?nej nie je mo?n? z?ska? v?bu?niny a bezdymov? prach (TNT, nitroglycer?n, dynamit, kyselina pikrov? a mnoh? in?), anil?nov? farby, celuloid a umel? hodv?b, mnoh? lieky at?. Preto sa v Nemecku, odrezanom po?as svetovej vojny blok?dou od zdroja ??lskych dusi?nanov a z?rove? nemaj?cim lacn? vodn? energiu, v?roba syntetickej kyseliny dusi?nej kontaktnou met?dou na b?ze uhlia alebo syntetick?ho amoniaku oxid?ciou. to so vzdu?n?m kysl?kom, vyvinut? do zna?nej miery.pomocou katalyz?torov. Po?as vojny (1918) Nemecko produkovalo a? 1000 ton kyseliny dusi?nej a dusi?nanu am?nneho denne.

U? v roku 1788 Milner v Cambridge stanovil mo?nos? oxid?cie NH 3 na oxidy dus?ka p?soben?m peroxidu mang?nu pri zahrievan?. Kuhlman v roku 1839 zistil kontaktn? p?sobenie platiny po?as oxid?cie amoniaku vzduchom. Technicky met?du oxid?cie amoniaku na kyselinu dusi?n? vyvinuli Ostwald a Brauer a patentovali ju v roku 1902 (Je zauj?mav?, ?e v Nemecku bola Ostwaldova ?iados? zamietnut? vzh?adom na uznanie priority franc?zskym chemikom Kuhlmannom.) V r?mci ?aloby jemne rozomletej platiny a pomal?ho pr?denia plynnej zmesi, oxid?cia prebieha pod?a reakcie 4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O. Preto by mal by? proces. je pr?sne regulovan? ako z h?adiska v?znamnej r?chlosti pr?du plynu vyfukovan?ho cez kontaktn? „konvertor“, tak aj z h?adiska zlo?enia plynnej zmesi. zmes plynov priv?dzan? do "konvertorov" b. predt?m starostlivo o?isten? od prachu a ne?ist?t, ktor? by mohli „otr?vi?“ platinov? katalyz?tor.

D? sa predpoklada?, ?e pr?tomnos? platiny sp?sobuje rozklad molekuly NH3 a tvorbu nestabilnej medziproduktovej zl??eniny platiny s vod?kom. S??asne sa dus?k in statu nascendi oxiduje vzdu?n?m kysl?kom. Oxid?cia NH3 na HNO3 prebieha pod?a nasleduj?cich reakci?:

4NH3 + 502 = 4NO + 6H20;

ochladen? bezfarebn? plyn NO po zmie?an? s novou d?vkou vzduchu spont?nne ?alej oxiduje za vzniku NO 2 alebo N 2 O 4:

2NO + 02 \u003d 2N02 alebo N204;

rozpustenie vzniknut?ch plynov vo vode v pr?tomnosti prebytku vzduchu alebo kysl?ka je spojen? s ?al?ou oxid?ciou pod?a reakcie:

2N02 + O + H20 \u003d 2HN03,

potom sa z?ska HNO 3 s pevnos?ou asi 40 a? 50 %. Destil?ciou z?skanej HNO 3 so silnou kyselinou s?rovou m??ete nakoniec z?ska? koncentrovan? syntetick? kyselinu dusi?n?. Pod?a Ostwalda mus? katalyz?tor pozost?va? z kovovej platiny potiahnutej ?iasto?ne alebo ?plne hubovitou platinou alebo platinovou ?iernou.

Reakcia by mala prebieha? pri sotva za?atom ?ervenom ohni a pri v?znamnom prietoku plynnej zmesi pozost?vaj?cej z 10 alebo viacer?ch dielov vzduchu za 1 hodinu NH3. Pomal? pr?denie plynnej zmesi prispieva k ?pln?mu rozkladu NH 3 na prvky. Pri platinovej kontaktnej mrie?ke 2 cm by mal by? prietok plynu 1-5 m / s, t.j. ?as kontaktu plynu s platinou by nemal presiahnu? 1/100 sek. Optim?lna teplota je okolo 300°C. Zmes plynov sa predhreje. ??m v???? je prietok zmesi plynov, t?m v???? je v?stup NO. Pri pr?ci s pou?it?m ve?mi hrubej platinovej sie?ky (katalyz?tora) so zmesou amoniaku a vzduchu s obsahom asi 6,3 % NH3 dosiahli Neumann a Rose pri teplote 450 ° (s kontaktnou plochou platiny 3,35 cm2) nasleduj?ce v?sledky:

V???? alebo men?? obsah NH 3 m? ve?k? v?znam aj pre smer chemick?ho procesu, ktor? m??e nasledova? bu? pod?a rovnice: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O (s obsahom 14,38 % NH 3) alebo pod?a rovnice: 4NH3 + 7O2 \u003d 4NO2 + 6H20 (s obsahom zmesi 10,74 % NH3). S men??m ?spechom ako platina, m. b. boli pou?it? aj in? katalyz?tory (oxid ?eleza, bizmut, c?r, t?rium, chr?m, van?d, me?). Z nich si pozornos? zasluhuje len pou?itie oxidu ?eleza pri teplote 700 – 800 °, s v??a?nos?ou 80 a? 85 % NH 3 .

V oxida?nom procese prechodu NH 3 na HNO 3 zohr?va v?znamn? ?lohu teplota. V???ina oxida?n?ch reakci? amoniaku je exotermick?: 4NH3 + 5O2 \u003d 4NO + 6H20 + 215,6 Cal. Len spo?iatku je potrebn? kontaktn? zariadenie zahria?, potom reakcia prebieha vlastn?m teplom. Technick? prevedenie „konvertorov“ na oxid?ciu amoniaku r?znych syst?mov je zrejm? z obr?zkov (obr. 7-8).

Sch?ma v?roby HNO 3 pod?a v s??asnosti akceptovanej met?dy Frank-Caro je zn?zornen? na obr. 9.

Na obr. 10 je zn?zornen? sch?ma oxid?cie NH3 v tov?rni Meister Lucius and Brunning v Hechste.

V modern?ch zariadeniach sa oxid?cia NH 3 na NO uskuto??uje s v??a?nos?ou a? 90 % a n?sledn? oxid?cia a absorpcia vznikaj?cich oxidov dus?ka vodou s v??a?nos?ou a? 95 %. Cel? proces teda poskytuje v??a?ok viazan?ho dus?ka 85-90 %. Z?skanie HNO 3 z ledku v s??asnosti stoj? (v prepo?te na 100 % HNO 3) 103 dol?rov za 1 tonu, pod?a obl?kov?ho procesu 97 dol?rov 30 centov za 1 tonu, pri?om 1 tona HNO 3, z?skan? oxid?ciou NH -3 stoj? len 85 dol?rov, 80 centov. Je samozrejm?, ?e tieto ??sla m??u by? len pribli?n? a do zna?nej miery z?visia od ve?kosti podniku, n?kladov na elektrick? energiu a suroviny, no napriek tomu ukazuj?, ?e kontaktn? met?da z?skavania HNO 3 je predur?en? na to, aby v bl?zkej bud?cnosti zaujala dominantn? postavenie v porovnan? s in?mi met?dami.

pozri tie?