Det har experimentellt bevisats att i en salpetersyramolekyl mellan tv? syreatomer och en kv?veatom ?r tv? kemiska bindningar exakt likadana - en och en halv bindning. Oxidationstillst?ndet f?r kv?ve ?r +5, och valensen ?r IV.

Fysikaliska egenskaper

Salpetersyra HNO 3 i sin rena form - en f?rgl?s v?tska med en skarp kv?vande lukt, obegr?nsat l?slig i vatten; t°pl.= -41°C; t ° koka. \u003d 82,6 ° C, r \u003d 1,52 g / cm 3. I sm? m?ngder bildas det vid blixtnedslag och finns i regnvatten.

Under inverkan av ljus s?nderfaller salpetersyra delvis med fris?ttningen N O 2 och f?r c?ven efter detta f?r den en ljusbrun f?rg:

N 2 + O 2 blixt el. siffror -> 2NO

2NO + O2 -> 2NO2

4H N O 3 ljus -> 4 N Ungef?r 2 (brun gas)+ 2H2O + O2

Salpetersyra med h?g koncentration frig?r gaser i luften, som finns i en sluten flaska i form av bruna ?ngor (kv?veoxider). Dessa gaser ?r mycket giftiga, s? var f?rsiktig s? att du inte andas in dem. Salpetersyra oxiderar m?nga organiska ?mnen. Papper och tyger f?rst?rs p? grund av oxidation av de ?mnen som bildar dessa material. Koncentrerad salpetersyra orsakar sv?ra br?nnskador vid l?ngvarig kontakt och gulf?rgning av huden i flera dagar vid kortvarig kontakt. Gulf?rgning av huden indikerar f?rst?relsen av proteinet och fris?ttningen av svavel (en kvalitativ reaktion p? koncentrerad salpetersyra ?r en gul f?rg p? grund av fris?ttningen av element?rt svavel n?r syran verkar p? proteinet - en xantoproteinreaktion). Det vill s?ga, det ?r en hudbr?nna. Anv?nd gummihandskar n?r du hanterar koncentrerad salpetersyra f?r att f?rhindra br?nnskador.

Mottagande

1. Laboratoriemetod

KNO 3 + H 2 SO 4 (konc) -> KHSO 4 + HNO 3 (vid uppv?rmning)

2. Industriellt s?tt

Det utf?rs i tre steg:

a) Oxidation av ammoniak p? en platinakatalysator till NO

4NH 3 + 5O 2 -> 4NO + 6H 2 O (F?ruts?ttningar: katalysator - Pt, t = 500?С)

b) Oxidation av NO med luftsyre till NO 2

2NO + O2 -> 2NO2

c) Absorption av NO 2 av vatten i n?rvaro av ?verskott av syre

4NO2 + O2 + 2H2O <-> 4HNO3

eller 3 N02 + H2O <-> 2 HNO3 + NO (utan ?verfl?digt syre)

Simulator "Erh?lla salpetersyra"

Ans?kan

• vid produktion av mineralg?dselmedel;
• inom milit?rindustrin;
• inom fotografering - f?rsurning av vissa f?rgningsl?sningar;
• i staffligrafik - f?r etsning av tryckpl?tar (etsningsbr?dor, zinkografiska tryckformer och magnesiumklich?er).
• vid tillverkning av spr?ng?mnen och giftiga ?mnen

Fr?gor att kontrollera:

Nr 1. Oxidationstillst?ndet f?r kv?veatomen i salpetersyramolekylen

a. +4

b. +3

c. +5

d. +2

Nr 2. Kv?veatomen i salpetersyramolekylen har en valens lika med -

a. II

b. V

c. IV

d. III

Nummer 3. Vilka ?r de fysikaliska egenskaperna hos ren salpetersyra?

a. ingen f?rg

b. har ingen lukt

c. har en stark irriterande lukt

d. rykande v?tska

e. f?rgad gul

Nr 4. Uppr?tta en ?verensst?mmelse mellan utg?ngs?mnena och reaktionsprodukterna:

Nr 5. Ordna koefficienterna med den elektroniska balansmetoden, visa ?verg?ngen av elektroner, ange oxidationsprocesserna (reduktion; oxidationsmedel (reduktionsmedel):

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

Strukturformel

Sann, empirisk eller grov formel: HNO3

Kemisk sammans?ttning av salpetersyra

Molekylvikt: 63,012

Salpetersyra ( HNO3) ?r en stark monobasisk syra. Fast salpetersyra bildar tv? kristallina modifikationer med monoklina och rombiska gitter.

Salpetersyra ?r blandbar med vatten i vilket f?rh?llande som helst. I vattenl?sningar dissocierar det n?stan fullst?ndigt till joner. Den bildar en azeotrop blandning med vatten med en koncentration p? 68,4 % och en bp t p? 120 °C vid normalt atmosf?rstryck. Tv? fasta hydrater ?r k?nda: monohydrat (HNO3-H2O) och trihydrat (HNO3-3H2O).

Kv?ve i salpetersyra ?r fyrv?rt, oxidationstillst?nd +5. Salpetersyra ?r en f?rgl?s v?tska som ryker i luft, sm?ltpunkt -41,59 °C, kokpunkt +82,6 °C (vid normalt atmosf?rstryck) med partiell s?nderdelning. Salpetersyra ?r blandbar med vatten i alla proportioner. Vattenl?sningar av HNO 3 med en massfraktion av 0,95-0,98 kallas "rykande salpetersyra", med en massfraktion av 0,6-0,7 - koncentrerad salpetersyra. Bildar en azeotrop blandning med vatten (massfraktion 68,4%, d20 = 1,41 g/cm, Tbp = 120,7 °C)

H?gkoncentrerad HNO 3 har vanligtvis en brun f?rg p? grund av nedbrytningsprocessen som sker i ljuset. Vid upphettning s?nderdelas salpetersyra genom samma reaktion. Salpetersyra kan endast destilleras utan s?nderdelning under reducerat tryck (den angivna kokpunkten vid atmosf?rstryck hittas genom extrapolering).

Guld, vissa metaller fr?n platinagruppen och tantal ?r inerta mot salpetersyra i hela koncentrationsintervallet, resten av metallerna reagerar med det, reaktionsf?rloppet best?ms av dess koncentration.

Salpetersyra i valfri koncentration uppvisar egenskaperna hos en oxiderande syra, medan kv?ve reduceras till ett oxidationstillst?nd av +5 till -3. Reduktionsdjupet beror i f?rsta hand p? reduktionsmedlets natur och p? koncentrationen av salpetersyra.

En blandning av salpetersyra och svavelsyra kallas melange.

Salpetersyra anv?nds ofta f?r att erh?lla nitrof?reningar.

En blandning av tre volymer saltsyra och en volym salpetersyra kallas aqua regia. Aqua regia l?ser de flesta metaller, inklusive guld och platina. Dess starka oxiderande f?rm?ga beror p? den resulterande atom?ra klor och nitrosylklorid.

Salpetersyra ?r en stark syra. Dess salter - nitrater - erh?lls genom inverkan av HNO 3 p? metaller, oxider, hydroxider eller karbonater. Alla nitrater ?r mycket l?sliga i vatten. Nitratjonen hydrolyserar inte i vatten. Nitrater anv?nds i stor utstr?ckning som g?dningsmedel. Samtidigt ?r n?stan alla nitrater mycket l?sliga i vatten, d?rf?r ?r de i form av mineraler extremt sm? till sin natur; undantagen ?r chilenskt (natrium)nitrat och indiskt nitrat (kaliumnitrat). De flesta nitrater erh?lls p? konstgjord v?g.

Beroende p? graden av p?verkan p? kroppen tillh?r salpetersyra ?mnen av den 3:e faroklassen. Dess ?ngor ?r mycket skadliga: ?ngorna orsakar irritation i luftv?garna, och sj?lva syran l?mnar l?ngl?kande s?r p? huden. Vid exponering f?r huden uppst?r en karakteristisk gul f?rgning av huden p? grund av xantoproteinreaktionen. N?r den v?rms upp eller uts?tts f?r ljus s?nderdelas syran och bildar mycket giftig kv?vedioxid NO 2 (brun gas). MPC f?r salpetersyra i luften i arbetsomr?det f?r NO 2 2 mg/m 3 .

Salpetersyra ?r en av de viktigaste kv?vef?reningarna. Kemisk formel - HNO 3. S? vad ?r de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos detta ?mne?

Fysikaliska egenskaper

Ren salpetersyra har ingen f?rg, har en stickande lukt och i luften har den egenheten att "r?ka". Molmassan ?r 63 g/mol. Vid en temperatur p? -42 grader ?verg?r den till ett fast aggregationstillst?nd och f?rvandlas till en sn?vit massa. Vattenfri salpetersyra kokar vid 86 grader. I processen att blandas med vatten bildar det l?sningar som skiljer sig fr?n varandra i koncentration.

Detta ?mne ?r monobasiskt, det vill s?ga det har alltid en karboxylgrupp. Bland de syror som ?r kraftfulla oxidationsmedel ?r salpetersyra en av de starkaste. Det reagerar med m?nga metaller och icke-metaller, organiska f?reningar p? grund av kv?vereduktion

Nitrater ?r salter av salpetersyra. Oftast anv?nds de som g?dningsmedel i jordbruket.

Kemiska egenskaper

Den elektroniska och strukturella formeln f?r salpetersyra ?r avbildad enligt f?ljande:

Ris. 1. Elektronisk formel f?r salpetersyra.

Koncentrerad salpetersyra uts?tts f?r ljus och kan under dess verkan s?nderdelas till kv?veoxider. Oxider, i sin tur, interagerar med syran, l?ser sig i den och ger v?tskan en gulaktig nyans:

4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

F?rvara ?mnet svalt och m?rkt. Med en ?kning av dess temperatur och koncentration sker nedbrytningsprocessen mycket snabbare. Kv?ve i en salpetersyramolekyl har alltid valens IV, oxidationstillst?nd +5, koordinationsnummer 3.

Eftersom salpetersyra ?r en mycket stark syra, s?nderdelas den i l?sningar helt till joner. Det reagerar med basiska oxider, med baser, med salter av svagare och mer flyktiga syror.

Ris. 2. Salpetersyra.

Denna monobasiska syra ?r det starkaste oxidationsmedlet. Salpetersyra verkar p? m?nga metaller. Beroende p? koncentrationen, aktiviteten hos metallen och reaktionsbetingelserna kan den reduceras med samtidig bildning av ett salt av salpetersyra (nitrat) till f?reningar.

N?r salpetersyra interagerar med inaktiva metaller bildas NO 2:

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

Utsp?dd salpetersyra i denna situation reduceras till NO:

3Cu + 8HNO 3 (razb.) \u003d 3Сu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Om mer aktiva metaller reagerar med utsp?dd salpetersyra frig?rs NO 2:

4Mg + 10HNO3 (razb.) \u003d 4Mg (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

Mycket utsp?dd salpetersyra, n?r den interagerar med aktiva metaller, reduceras till ammoniumsalter:

4Zn + 10HNO 3 (mycket utsp?dd) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

Au, Pt, Rh, Ir, Ta, Ti ?r stabila i koncentrerad salpetersyra. Det "passiverar" metaller Al, Fe, Cr som ett resultat av bildandet av oxidfilmer p? ytan av metaller.

En blandning bildad av en volym koncentrerad salpetersyra och tre volymer koncentrerad saltsyra (saltsyra) kallas aqua regia.

Ris. 3. Kunglig vodka.

Icke-metaller oxideras av salpetersyra till motsvarande syror, och salpetersyra, beroende p? koncentrationen, reduceras till NO eller NO 2:

C + 4HNO 3 (konc.) \u003d CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

S + 6HNO 3 (konc.) \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

Salpetersyra kan oxidera vissa katjoner och anjoner, s?v?l som oorganiska kovalenta f?reningar, s?som v?tesulfid.

3H2S + 8HNO3 (razb.) \u003d 3H2SO4 + 8NO + 4H2O

Salpetersyra interagerar med m?nga organiska ?mnen, medan en eller flera v?teatomer i en molekyl av organiskt material ers?tts av nitrogrupper - NO 2. Denna process kallas nitrering.

Salpetersyra(HNO 3), -- stark monobasisk syra. Fast salpetersyra bildar tv? kristallina modifikationer med monoklina och rombiska gitter. Salpetersyra ?r blandbar med vatten i vilket f?rh?llande som helst. I vattenl?sningar dissocierar det n?stan fullst?ndigt till joner. Den bildar en azeotropisk blandning med vatten med en koncentration p? 68,4 % och en bp p? 120 °C vid atmosf?rstryck. Tv? fasta hydrater ?r k?nda: monohydrat (HNO3-H2O) och trihydrat (HNO3-3H2O).

Kv?ve i salpetersyra ?r fyrv?rt, oxidationstillst?nd +5. Salpetersyra ?r en f?rgl?s gas, luktfri, rykande v?tska i luften, sm?ltpunkt? 41,59 °C, kokande + 82,6 °C med partiell s?nderdelning. L?sligheten av salpetersyra i vatten ?r inte begr?nsad. Vattenl?sningar av HNO 3 med en massfraktion av 0,95-0,98 kallas "rykande salpetersyra", med en massfraktion av 0,6-0,7 - koncentrerad salpetersyra. Bildar en azeotrop blandning med vatten (massfraktion 68,4%, d 20 = 1,41 g/cm, T bp = 120,7°C). N?r den kristalliseras fr?n vattenl?sningar bildar salpetersyra kristallina hydrater:

• HNO 3 monohydrat H 2 O, T pl \u003d? 37,62 ° C
• trihydrat HNO 3 3H 2 O, T pl \u003d? 18,47 ° C

Fast salpetersyra bildar tv? kristallina modifikationer:

• monoklinisk, rymdgrupp P 2 1/a, a= 1,623 nm, b= 0,857 nm, c= 0,631, v = 90°, Z = 16;
• rombisk

Monohydrat bildar rombiska kristaller, rymdgrupp P na2, a= 0,631 nm, b= 0,869 nm, c= 0,544, Z = 4;

Densiteten av vattenl?sningar av salpetersyra som funktion av dess koncentration beskrivs av ekvationen

d?r d ?r densiteten i g/cm?, c ?r syrans massfraktion. Denna formel beskriver d?ligt beteendet hos densitet vid en koncentration p? mer ?n 97%.

Under inverkan av ljus s?nderfaller salpetersyra delvis med fris?ttning av NO 2 och p? grund av detta f?r den en ljusbrun f?rg:

N 2 + O 2 blixtnedslag elektriska urladdningar > 2NO

• 2NO + O 2 > 2NO 2
• 4HNO 3 ljus > 4NO 2 ^ (brun gas)+ 2H2O + O2

Salpetersyra med h?g koncentration frig?r gaser i luften, som finns i en sluten flaska i form av bruna ?ngor (kv?veoxider). Dessa gaser ?r mycket giftiga, s? var f?rsiktig s? att du inte andas in dem. Salpetersyra oxiderar m?nga organiska ?mnen. Papper och tyger f?rst?rs p? grund av oxidation av de ?mnen som bildar dessa material. Koncentrerad salpetersyra orsakar sv?ra br?nnskador vid l?ngvarig kontakt och gulf?rgning av huden i flera dagar vid kortvarig kontakt. Gulf?rgning av huden indikerar f?rst?relsen av proteinet och fris?ttningen av svavel (en kvalitativ reaktion p? koncentrerad salpetersyra - gul f?rgning p? grund av fris?ttningen av element?rt svavel n?r syran verkar p? protein-xantoproteinreaktionen). Det vill s?ga, det ?r en hudbr?nna. Anv?nd gummihandskar n?r du hanterar koncentrerad salpetersyra f?r att f?rhindra br?nnskador.

SALPETERSYRA, HNO 3 , erh?lls genom att l?sa upp kv?veoxider i vatten:

3NO2 + H2O \u003d 2HN3 + NO
N 2 O 3 + H 2 O \u003d HNO 3 + NO
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3

Fysikaliska egenskaper hos salpetersyra. Molvikt - 63,016; f?rgl?s v?tska med en karakteristisk lukt; kokpunkt 86°, sm?ltpunkt -47°; specifik vikt 1,52 vid 15°; under destillation, p? grund av nedbrytningen av 2HNO 3 \u003d N 2 O 3 + 2O + H 2 O, sl?pper salpetersyra omedelbart syre, N 2 O 3 och vatten; absorption av den senare orsakar en ?kning av kokpunkten. I vattenl?sning inneh?ller stark salpetersyra vanligtvis kv?veoxider, och framst?llningen av helt vattenfri salpetersyra medf?r avsev?rda sv?righeter. Det ?r om?jligt att erh?lla vattenfri salpetersyra genom destillation, eftersom vattenhaltiga l?sningar av salpetersyra har ett minimum av elasticitet, det vill s?ga att tills?tta vatten till syra och vice versa s?nker ?ngtrycket (och ?kar kokpunkten). D?rf?r, som ett resultat av destillationen av en svag syra (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.

Frysning verkar inte producera en syra ?ver 99,5 %. Med nya metoder (Valentiner) att utvinna salpetersyra fr?n salpeter ?r syran ganska ren, med de gamla var det n?dv?ndigt att rena den fr?mst fr?n kloridf?reningar och N 2 O 4 ?ngor. Den starkaste syran har Do = 1,559, D15 = 1,53 och 100 % HNO3 - D4 = 1,5421 (Weley och Manley); 100 % syra ryker i luften och drar till sig vatten?nga lika starkt som svavelsyra. Syra med D = 1,526 v?rms upp n?r den blandas med sn?.

Bildningsv?rme (fr?n 1/2 H 2 + 1/2 N 2 + 3/2 O 2):

HNO 3 - ?nga + 34400 cal
HNO 3 - flytande + 41600 kal
HNO 3 - kristaller + 42200 cal
HNO 3 - l?sning + 48800 kal

Utsp?dningsv?rme: n?r en partikel H 2 O tills?tts till HNO 3 - 3,30 Cal, tv? partiklar - 4,9 Cal, fem partiklar - 6,7 Cal, tio - 7,3 Cal. Ytterligare till?gg ger en f?rsumbar ?kning av den termiska effekten. I form av kristaller erh?lls:
1) HNO3H2O = H3NO4 - rombisk, liknar AgNO3-plattor, sm?ltpunkt = -34° (-38°);
2) HNO 3 (H 2 O) 2 = H 5 NO 5 - n?lar, sm?ltpunkt -18 °.2, stabil endast under -15 °. Kristallisationstemperaturkurvan f?r vattenhaltig syra har tre eutektika (vid -66°,3, vid -44°,2, vid -43°) och tv? maxima (HNO 3 H 2 O -38°, HNO 3 3H 2 O -18 °,2). Samma singul?ra punkter observeras f?r uppl?sningsv?rmena och f?r brotten i den elektriska konduktivitetskurvan, men den senare visar ocks? 2HNO 3 H 2 O och HNO 3 10H 2 O. Av vad som nyss har sagts och i analogi med fosforsyra syror, f?ljer det att i l?sningar av salpetersyra finns dess hydrat HNO3, men det s?nderdelas mycket l?tt, vilket orsakar den h?ga reaktiviteten av HNO3. Salpetersyra som inneh?ller NO 2 i l?sning kallas rykande(r?d).

Kemiska egenskaper. Ren HNO 3 s?nderdelas l?tt och blir gulaktig p? grund av reaktionen 2HNO 3 \u003d 2NO 2 + O 2 + H 2 O och absorption av den resulterande nitr?sa anhydriden. Ren salpetersyra, och generellt stark salpetersyra, ?r stabil endast vid l?ga temperaturer. Huvuddragen hos salpetersyra ?r dess extremt starka oxiderande kraft p? grund av frig?randet av syre. S? n?r den verkar p? metaller (f?rutom Pt, Rh, Ir, Au, p? vilka HNO 3 inte verkar i fr?nvaro av klor), oxiderar salpetersyra metallen med frig?ring av kv?veoxider, ju l?gre oxidationsgrad, desto mer energisk var den oxiderade metallen som reduktionsmedel. Till exempel ger bly (Pb) och tenn (Sn) N2O4; silver - ?verv?gande N 2 O 3. Svavel, s?rskilt nyf?llt, oxideras l?tt; fosfor, n?r det upphettas n?got, f?rvandlas till fosforsyra. Kol, uppv?rmt gl?dhett, ant?nds i ?ngorna av salpetersyra och i sj?lva salpetersyran. Den oxiderande effekten av rykande r?d syra ?r st?rre ?n den av f?rgl?s syra. J?rn, neds?nkt i det, blir passivt och ?r inte l?ngre mottagligt f?r inverkan av syra. Vattenfri salpetersyra eller blandad med svavelsyra verkar mycket starkt p? cykliska organiska f?reningar (bensen, naftalen, etc.), vilket ger nitrof?reningar C 6 H 5 H + HNO 3 \u003d C 6 H 5 NO 2 + HOH. Nitrering av paraffiner ?r l?ngsam, och endast under inverkan av en svag syra (h?g grad av jonisering). Som ett resultat av v?xelverkan av ?mnen som inneh?ller hydroxyl (glycerin, fiber) med salpetersyra erh?lls salpetersyraestrar, felaktigt kallade nitroglycerin, nitrocellulosa etc. Alla experiment och allt arbete med salpetersyra m?ste utf?ras i en v?l ventilerad rum, men b?ttre under specialdrag .

Analys . F?r att detektera sp?r av salpetersyra anv?nds f?ljande: 1) difenylendanylodihydrotriazol (kommersiellt k?nd som Nitron); 5 eller 6 droppar av en 10% l?sning av nitron i 5% ?ttiksyra h?lls i 5-6 cm 3 av testl?sningen, tills?tt en droppe H 2 SO 4 till den i f?rv?g: i n?rvaro av m?rkbara m?ngder NO 3 joner frig?rs en riklig f?llning, i mycket svaga l?sningar frig?rs n?lformade kristaller; vid 0° kan till och med 1/80 000 HNO3 ?ppnas med en nitron; 2) brucin i en vattenl?sning; blandas med testl?sningen och h?lls f?rsiktigt l?ngs provr?rets v?gg till stark svavelsyra; vid kontaktpunkten f?r b?da skikten i provr?ret bildas en rosa-r?d f?rg som ?verg?r underifr?n till gr?naktig.

F?r att best?mma m?ngden HNO 3 i en l?sning av rykande salpetersyra ?r det n?dv?ndigt att titrera N 2 O 4 med en l?sning av KMnO 4, best?mma v?tskans densitet med en hydrometer och subtrahera korrigeringen f?r inneh?llet av N 2 O 4 anges i en speciell tabell.

Industriella metoder f?r utvinning av salpetersyra. Salpetersyra bryts. arr. fr?n salpeter. Tidigare br?ts salpeter i den sk. "Neltrinitsa" (salpetriere), eller "h?gar", d?r, som ett resultat av blandning av g?dsel, urin, etc. med gammal puts oxideras gradvis, delvis p? grund av bakteriers inverkan, urea och andra organiska kv?vef?reningar (aminer, amider etc.) i salpetersyra, som bildar kalciumnitrat med kalksten. Under varma dagar, s?rskilt i s?der (till exempel i Indien och Centralasien), g?r processen v?ldigt snabbt.

I Frankrike br?ts 1813 upp till 2 000 000 kg salpeter fr?n salpeter. 25 stora djur producerar cirka 500 kg salpeter per ?r. P? vissa orter, med huvudjorden rik p? djurrester (till exempel Kuban-regionen), kan det finnas en m?rkbar m?ngd salpeter i jorden, men inte tillr?ckligt f?r utvinning. Betydande m?ngder br?ts i Gangesdalen och finns i v?ra centralasiatiska f?stningar, d?r reserverna av jord som inneh?ller salpeter n?r 17 ton p? varje plats, men inneh?llet av salpeter i den ?r inte mer ?n 3%. Avlagringar av natriumnitrat - chilenska - uppt?cktes 1809; de ligger huvudsakligen i provinsen Tarapaca, mellan 68 ° 15 "och 70 ° 18" ?stlig longitud och 19 ° 17 "och 21 ° 18" sydlig latitud, men finns b?de s?der och norr (i Peru och Bolivia); Deras fyndighet ligger p? en h?jd av 1100 m ?ver havet. Avlagringarna ?r cirka 200 km l?nga, 3-5 km breda, NaNO 3-halten ?r i genomsnitt 30-40 %. Reserverna, f?rutsatt en ?rlig ?kning av f?rbrukningen p? 50 000 ton, kan r?cka i 300 ?r. 1913 exporterades 2 738 000 ton, men exporten till Europa minskade n?got, ?ven om den efter en mycket m?rkbar nedg?ng i exporten under kriget ?kade n?got igen fr?n 1920. Vanligtvis ligger en "brasa" (50 cm - 2 m tjock) p? toppen, best?ende av kvarts och f?ltspatsand, och under den "kalihe" (25 cm - 1,5 m) inneh?llande salpeter (avlagringarna ligger i ?knen bredvid avlagringarna av salt och bor-kalciumsalt). Sammans?ttningen av "kalihe" ?r mycket varierande; den inneh?ller NaNO 3 - fr?n 30% till 70%, jod och jodsalter - upp till 2%, natriumklorid - 16-30%, sulfatsalter - upp till 10%, magnesium - upp till 6%. De b?sta sorterna inneh?ller i genomsnitt: NaNO 3 - 50%, NaCl - 26%, Na 2 SO 4 - 6%, MgSO 4 - 3%. Uppl?sningen av NaNO 3 utf?rs vid h?g temperatur, s? att mycket mer NaNO 3 passerar in i l?sningen ?n NaCl, vars l?slighet ?kar n?got med temperaturen. Fr?n 3 ton "kalihe" erh?lls 1 ton r?saltpeter med en genomsnittlig halt p? 95-96% salpeter. Fr?n 1 liter moderslake erh?lls vanligtvis 2,5-5 g jod. Vanligtvis ?r r?saltpeter brun till f?rgen, p? grund av inblandningen av j?rnoxid. F?r g?dning anv?nds salpeter som inneh?ller upp till 1-2% kloridf?reningar. Rent natriumnitrat ?r f?rgl?st, transparent, icke-hygroskopiskt om det inte inneh?ller kloridf?reningar; kristalliseras i kuber. F?r att f? salpetersyra upphettas nitrat med svavelsyra; interaktion g?r enligt ekvationen:

NaNO3 + H2SO4 \u003d HNO3 + NaSO4

dvs. f? surt sulfat. Den senare kan anv?ndas f?r att framst?lla v?teklorid genom att kalcinera en blandning av NaHSO 4 och NaCl i mufflar. F?r interaktion enligt ekvationen

teoretiskt sett ?r det n?dv?ndigt att ta 57,6 kg H 2 SO 4 eller 60 kg syra 66 ° V? per 100 kg NaNO 3. I sj?lva verket, f?r att undvika nedbrytning, tas svavelsyra 20-30% mer. Interaktionen utf?rs i horisontella cylindriska j?rnretorter 1,5 m l?nga, 60 cm i diameter, med v?ggar 4 cm tjocka. Varje cylinder inneh?ller 75 kg salpeter och 75 kg H 2 SO 4 . ?ngorna leds f?rst genom ett vattenkylt keramiskt kylsk?p eller genom ett lutande keramiskt r?r, sedan genom absorbatorer: "cylindrar" eller "bonbons", det vill s?ga stora keramiska "Wulfian-flaskor". Om svavelsyra 60° V? (71%) tas och 4 kg vatten per 100 kg saltpeter placeras i den f?rsta absorbatorn, kommer syra vid 40-42° V? (38-41%) att erh?llas; med syra vid 66° B? (99,6%) och torr salpeter f?r vi 50° B? (53%); f?r att f? syra vid 36 ° V?, placeras 8 liter vatten i den f?rsta absorbatorn, 4 liter i den andra och 2,6 liter i n?sta. Rykande salpetersyra erh?lls genom att verka p? salpeter med halva m?ngden svavelsyra ?n vad som b?r ber?knas. D?rf?r producerar metoden en syra som ?r f?rorenad med nitrosylklorid och andra ?mnen som l?mnar i b?rjan av processen, och kv?veoxider i slutet av destillationen. Kv?veoxider ?r relativt l?tta att driva bort genom att bl?sa luft genom syran. Det ?r mycket mer l?nsamt att arbeta i retorter som ?r omgivna av eld fr?n alla h?ll och har ett r?r i botten f?r frig?ring av bisulfat som inneh?ller en m?rkbar m?ngd syra. Faktum ?r att gjutj?rn inte korroderas av syra om det ?r tillr?ckligt uppv?rmt och om kontakt med eld fr?n alla h?ll s?kerst?ller att syradroppar inte f?lls ut. I liknande retorter (1,20 breda och 1,50 m i diameter, med en v?ggtjocklek p? 4-5 cm) behandlas salpeter med svavelsyra i en m?ngd av 450 kg och till och med 610 kg saltpeter per 660 kg H 2 SO 4 (66 ° B?). Ist?llet f?r cylindrar anv?nds numera ofta vertikala r?r eller s? ?r dessa r?r kopplade till cylindrar.

Enligt Gutmannmetoden utf?rs nedbrytning i gjutj?rnsretorter som best?r av flera delar (fig. 1 och 1a); delarna ?r f?rbundna med kitt, vanligen best?ende av 100 timmar j?rnsp?n, 5 timmar svavel, 5 timmar ammoniumklorid med m?jligen en liten m?ngd vatten; retorterna och om m?jligt lastluckan ?r inneslutna i tegel och v?rms upp av ugnsgaser.

800 kg salpeter och 800 kg 95 % svavelsyra laddas i retorten och destillationen utf?rs under 12 timmar; den f?rbrukar cirka 100 kg kol. Cylindriska retorter anv?nds ocks?. De frigjorda ?ngorna kommer f?rst in i cylindern 8; sedan placeras en serie keramiska r?r, 12 och 13, i en tr?l?da med vatten; h?r kondenserar ?ngorna till salpetersyra, som rinner ned genom r?ren 22 i Gutmann-anl?ggningen och 23 till samlingen 28, och h?r kommer ?ven kondensat fr?n cylindern 8 in; salpetersyra, ej f?rtjockad i r?ren 12, kommer in genom 15a i ett torn fyllt med kulor och tv?ttat med vatten; de sista sp?ren av syra som inte absorberas i tornet f?ngas i cylindern 43a; gaser genom r?ret 46a f?rs bort in i skorstenen. F?r att oxidera de kv?veoxider som bildas under destillationen tills?tts luft till gaserna direkt vid utloppet av retorten. Om stark svavelsyra och torkad salpeter anv?nds i produktionen erh?lls f?rgl?s 96-97% salpetersyra. N?stan all syra kondenserar i r?ren, endast en liten del (5%) absorberas i tornet, vilket ger 70% salpetersyra, som tills?tts n?sta laddning salpeter. Den d?r. f?rgl?s salpetersyra, utan klor, erh?lls med ett utbyte av 98-99% av det teoretiska. Gutmans metod har blivit utbredd p? grund av enkelheten och den l?ga installationskostnaden.

Salpeter anv?nds f?r att producera 96-100% syra enligt Valentinermetoden, genom destillation under reducerat tryck (30 mm) i gjutj?rnsretorter av en blandning av 1000 kg NaNO 3, 1000 kg H2SO 4 (66 ° V?) och liknande en m?ngd svag syra HNO 3 som med den kommer in i 100 kg vatten. Destillationen varar i 10 timmar och luft f?rs in i legeringen hela tiden. Interaktionen sker vid 120°, men i slutet av processen uppst?r en "kris" (1 timme) och kraftiga st?tar ?r m?jliga (vid 120-130°). D?refter bringas uppv?rmningen till 175-210°. Korrekt f?rtjockning och inf?ngning av syran ?r avg?rande. ?ngor fr?n retorten kommer in i cylindern, fr?n den in i 2 starkt kylda spolar, varav in i en uppsamlare (som en Wolff-flaska), varefter spolen ?ter placeras och sedan 15 cylindrar, bakom vilka en pump placeras. Med 1000 kg NaNO 3 laddning p? 6-8 timmar erh?lls 600 kg HNO 3 (48 ° V?), dvs 80% av normen.

F?r att f? salpetersyra fr?n norsk salpeter (kalcium) l?ses den senare, stark salpetersyra tills?tts och svavelsyra tills?tts, varefter salpetersyra filtreras fr?n gips.

F?rvaring och f?rpackning. F?r att lagra salpetersyra kan du anv?nda sk?lar av glas, eldlera och ren aluminium (h?gst 5 % f?roreningar), samt fat av Krupps speciella kiselsyrabest?ndiga st?l (V2A). Eftersom inverkan av stark salpetersyra p? tr?, s?gsp?n, trasor fuktade med vegetabilisk olja, etc., ?r utbrott och br?nder m?jliga (till exempel om en flaska spricker under transport), kan salpetersyra endast transporteras i specialt?g. Terpentin blossar upp s?rskilt l?tt vid upphettning n?r den kommer in i stark salpetersyra.

Anv?ndning: 1) i form av salter f?r konstg?dsel, 2) f?r framst?llning av spr?ng?mnen, 3) f?r framst?llning av halvfabrikat f?r f?rg?mnen, och dels f?r sj?lva f?rg?mnena. Ch. arr. salter av salpetersyra eller salpeter (natrium, ammonium, kalcium och kalium) anv?nds f?r g?dningsmedel. 1914 n?dde v?rldskonsumtionen av kv?ve i form av chilensk salpeter 368 000 ton och i form av salpetersyra fr?n luften - 10 000 ton. 1925 skulle f?rbrukningen n? 360 000 ton salpetersyra fr?n luften. Konsumtionen av salpetersyra ?kar kraftigt under kriget med tanke p? utgifterna f?r spr?ng?mnen, varav de fr?msta ?r nitroglycerin och nitrofibrer av olika slag, nitrof?reningar (nitrotoluen, TNT, melinit etc.) och ?mnen f?r s?kringar (kvicksilverfulminat). I fredstid anv?nds salpetersyra p? utvinning av nitrof?reningar, till exempel nitrobensen, f?r att passera till f?rg?mnen genom anilin, erh?llen fr?n nitrobensen genom reduktion. En betydande m?ngd salpetersyra anv?nds f?r att beta metaller; salter av salpetersyra (nitrat) anv?nds f?r spr?ng?mnen (ammoniumnitrat - i r?kfritt, kalium - i svartkrut) och f?r fyrverkerier (bariumnitrat - f?r gr?nt).

Salpetersyra standard. Salpetersyrastandarden finns hittills endast i Sovjetunionen och ?r godk?nd av kommitt?n f?r standardisering vid STO som en obligatorisk standard f?r hela unionen (OST-47) f?r syra vid 40 ° V?. Standarden anger halten HNO 3 i salpetersyra till 61,20 % och begr?nsar halten av f?roreningar: svavelsyra h?gst 0,5 %, klor h?gst 0,8 %, j?rn h?gst 0,01 %, fast rest inte mer ?n 0,9 % ; standard salpetersyra b?r inte inneh?lla sediment. Standarden reglerar f?rh?llandet mellan s?ljaren och k?paren och reglerar strikt metodiken f?r provtagning och analys. Halten av salpetersyra best?ms genom att tills?tta NaOH till syran och ?tertitrera med syra. Svavelsyrahalten best?ms som BaSO4 genom utf?llning av BaCl2. Klorhalten best?ms genom titrering i alkaliskt medium med silvernitrat. J?rnhalten best?ms genom utf?llning av seskvioxider med ammoniak, reduktion av j?rnoxid till j?rn och efterf?ljande titrering av KMnO 4 . F?rpackningen av salpetersyra ?r ?nnu inte standard. Utan att ber?ra beh?llarnas storlek, vikt och kvalitet, f?reskriver standarden f?rpackningen av salpetersyra i glasvaror och ger instruktioner om hur man packar och korkar den.

Att f? salpetersyra.

I. Fr?n luften. Syntesen av salpetersyra fr?n luften under inverkan av en voltaisk b?ge upprepar till viss del den process som ?ger rum i naturen under p?verkan av urladdningar av atmosf?risk elektricitet. Cavendish var den f?rsta som observerade (?r 1781) bildandet av kv?veoxider under f?rbr?nning av H 2 i luft, och sedan (?r 1784) ?ven under passage av en elektrisk gnista genom luft. Mutman och Gofer 1903 var de f?rsta som f?rs?kte studera j?mvikten: N 2 + O 2 2NO. Genom att passera genom luften en voltaisk b?ge med v?xelstr?m p? 2000-4000 V, uppn?dde de praktiskt taget en koncentration av NO fr?n 3,6 till 6,7 volym%. Energif?rbrukningen per 1 kg HNO 3 n?dde 7,71 kWh. Denna j?mvikt studerades sedan av Nernst genom att luft fick passera genom ett iridiumr?r. Vidare arbetade Nernst, Jellinek och andra forskare i samma riktning. Genom att extrapolera de experimentella resultaten av studien av j?mvikten mellan luft och kv?veoxid kunde Nernst ber?kna att p? h?ger sida av ekvationen fastst?lls en halt av 7 volymprocent NO vid en temperatur p? 3750° (dvs ca. vid temperaturen hos en voltaisk b?ge).

Prioriteten f?r id?n om den tekniska anv?ndningen av en voltaisk b?ge f?r fixering av atmosf?riskt kv?ve tillh?r den franska forskaren Lefebvre, som redan 1859 patenterade i England sin metod f?r att f? salpetersyra fr?n luften. Men p? den tiden var kostnaden f?r elektrisk energi f?r h?g f?r att Lefebvres metod skulle vara av praktiskt v?rde. N?mnas b?r ocks? Mac Dougals patent (An. P. 4633, 1899) och Bradley och Lovejoy-metoden, implementerad i teknisk skala, som drivs 1902 av det amerikanska f?retaget Atmospheric Products C° (med 1 miljon dollar i kapital) med anv?nder energin fr?n Niagarafallen. F?rs?k att anv?nda en sp?nning p? 50 000 V f?r att fixera atmosf?riskt kv?ve, gjorda av Kovalsky och hans medarbetare I. Mo?cicki, b?r h?nf?ras till samma tid. Men den f?rsta betydande framg?ngen i tillverkningen av salpetersyra fr?n luften kom av den norska ingenj?ren Birkellands historiska id?, som var att anv?nda den senares f?rm?ga att str?cka sig i ett starkt elektromagnetiskt f?lt f?r att ?ka utbytet av kv?ve oxiderar genom att en voltaisk b?ge passerar genom luft. Birkelland kombinerade denna id? med en annan norsk ingenj?r, Eide, till en teknisk installation som omedelbart gjorde det m?jligt att kostnadseffektivt f? salpetersyra fr?n luften. P? grund av den konstanta f?r?ndringen av str?mmens riktning och elektromagnetens verkan, tenderar den resulterande flamman i den elektriska b?gen hela tiden att sv?lla i olika riktningar, vilket leder till bildandet av en voltaisk b?ge som snabbt r?r sig hela tiden. tid med en hastighet p? upp till 100 m / s, vilket ger intrycket av en lugnt brinnande bred elektrisk sol med en diameter p? 2 m eller mer. En stark luftstr?m bl?ses st?ndigt genom denna sol, och sj?lva solen ?r innesluten i en speciell ugn gjord av eldfast lera bunden med koppar (fig. 1, 2 och 3).

De ih?liga elektroderna i den elektriska b?gen kyls av vatten fr?n insidan. Luft genom kanaler a i eldstadens foder av ugnen kommer in i b?gkammaren b; genom med den oxiderade gasen l?mnar ugnen och kyls med sin v?rme f?r att v?rma f?r?ngarnas pannor. D?refter kommer NO in i oxidationstornen, d?r det oxideras till NO 2 p? grund av atmosf?riskt syre. Den senare processen ?r en exoterm process (2NO + O 2 = 2NO 2 + 27 Cal), och d?rf?r gynnar f?rh?llanden som ?kar v?rmeabsorptionen reaktionen i denna riktning. Vidare absorberas kv?vedioxid av vatten enligt f?ljande ekvationer:

3NO2 + H2O \u003d 2HNO3 + NO
2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 + HNO 2

Enligt en annan metod kyls den reagerande gasblandningen till under 150° f?re absorption; vid denna temperatur sker n?stan inte den omv?nda nedbrytningen - NO 2 \u003d NO + O. Med tanke p? att j?mvikten NO + NO 2 N 2 O 3 under vissa f?rh?llanden uppn?s med den maximala halten N 2 O 3, kan den erh?llas genom att h?lla heta nitritgaser redan innan de ?r helt oxiderade, vid en temperatur av 200 till 300 °, med en sodal?sning eller kaustiksoda, ist?llet f?r nitratsalter - rena nitriter (Norsk Hydro-metoden). N?r den l?mnar ugnen inneh?ller den bl?sta luften fr?n 1 till 2 % kv?veoxider, som omedelbart f?ngas upp av m?tande vattenstr?lar och sedan neutraliseras med kalk f?r att bilda kalcium, den s? kallade kalken. "norsk" salpeter. Sj?lva processen N 2 + O 2 2NO - 43,2 Cal kr?ver utgifterna f?r en relativt liten m?ngd elektrisk energi, n?mligen: f?r att erh?lla 1 ton bundet kv?ve i form av NO, endast 0,205 kW-?r; under tiden, i de b?sta moderna installationerna, m?ste man spendera 36 g?nger mer, dvs cirka 7,3 och upp till 8 kW-?r per 1 ton. Med andra ord, ?ver 97 % av energin som g?r ?t g?r inte till bildandet av NO, utan till att skapa gynnsamma f?ruts?ttningar f?r denna process. F?r att f?rskjuta j?mvikten mot h?gsta m?jliga NO-halt ?r det n?dv?ndigt att anv?nda en temperatur fr?n 2300 till 3300° (NO-halt vid 2300° - 2 vol% och f?r 3300° - 6 vol%), men vid s?dana temperaturer s?nderdelas 2NO snabbt tillbaka till N 2 + Cirka 2 . D?rf?r ?r det p? en liten br?kdel av en sekund n?dv?ndigt att avl?gsna gas fr?n varma regioner till kallare regioner och kyla den ?tminstone till 1500 °, n?r NO-s?nderfallet g?r l?ngsammare. J?mvikten N2 + O22NO etableras vid 1500° vid 30 timmar, vid 2100° - p? 5 sekunder, vid 2500° - vid 0,01 sekunder. och vid 2900 ° - p? 0,000035 sek.

Betydande f?rb?ttringar j?mf?rt med metoden f?r Birkeland och Eide skiljer sig ?t i metoden f?r Schongerr, anst?lld p? BASF. I denna metod, ist?llet f?r en pulserande och ?nd? intermittent intermittent flamma av en voltaisk b?ge variabel str?m, en lugn l?ga av stark permanent nuvarande. Detta f?rhindrar frekvent bl?sning ur l?gan, vilket ?r mycket skadligt f?r processen. Samma resultat kan dock uppn?s med en voltaisk b?ge av v?xelstr?m, men genom att bl?sa luft genom f?rbr?nningsflamman inte i en rak linje, utan i form av en virvelvind l?ngs den voltaiska b?gens flamma. D?rf?r kan ugnen. utformad i form av ett ganska smalt metallr?r, dessutom, s? att b?gsl?gan inte vidr?r dess v?ggar. Schongerra ugnsdesigndiagram visas i fig. fyra.

En ytterligare f?rb?ttring av b?gmetoden g?rs med Pauling-metoden (fig. 5). Elektroderna i f?rbr?nningsugnen ?r i form av hornurladdare. En voltaisk b?ge 1 m l?ng som bildas mellan dem bl?ses upp av en stark luftstr?le. P? det smalaste st?llet t?nds ljusb?gens trasiga l?ga igen med hj?lp av ytterligare elektroder.

En n?got annorlunda design av ugnen f?r oxidation av kv?ve i luften patenterades av I. Moscitsky. En av de b?da elektroderna (fig. 6) har formen av en platt skiva och ?r placerad p? mycket n?ra avst?nd fr?n den andra elektroden. Den ?vre elektroden ?r r?rformig och neutrala gaser str?mmar genom den i en snabb str?le, som sedan sprids i en kon.

Den voltaiska b?gsl?gan drivs i en cirkul?r r?relse under inverkan av ett elektromagnetiskt f?lt, och en snabb konformad gasstr?le f?rhindrar kortslutning. En detaljerad beskrivning av hela anl?ggningen ges av B. Waeser, Luftstickstoff-Industrie, sid. 475, 1922. En anl?ggning i Schweiz (Chippis, Wallis) arbetar enligt I. Moscickis metod och producerar 40 % HNO3. En annan anl?ggning i Polen (Bory-Jaworzno) ?r konstruerad f?r 7000 kW och ska producera koncentrerad HNO 3 och (NH 4) 2 SO 4 . F?r att f?rb?ttra utbytet av kv?veoxider och f?r att ?ka l?gan i en voltaisk b?ge har inte luft nyligen anv?nts som en initial produkt, utan en blandning av kv?ve och syre rikare p? syre, med f?rh?llandet 1: 1. Den franska anl?ggningen i Laroche-de-Ram arbetar med denna blandning med mycket bra resultat.

Den resulterande kv?vetetroxiden N 2 O 4 ?r tillr?dlig att tjockna till en v?tska genom att kyla till -90°. S?dan flytande kv?vetetroxid, erh?llen fr?n f?rtorkade gaser - syre och luft, reagerar inte med metaller och kan d?rf?r transporteras i st?lbomber och tj?na till att producera HNO 3 starka koncentrationer. Toluen anv?ndes som kylv?tska i det h?r fallet vid en tidpunkt, men p? grund av det oundvikliga l?ckaget av kv?veoxider och deras verkan p? toluen intr?ffade fruktansv?rda explosioner vid fabrikerna i Tschernewitz (Tyskland) och Bodio (Schweiz), som f?rst?rde b?da f?retagen. Extraktion av N 2 O 4 fr?n gasblandningen m. uppn?s ocks? genom absorption av N 2 O 4 silikagel, frig?r absorberad N 2 O 4 vid upphettning.

II. Kontaktoxidation av ammoniak. Alla de beskrivna metoderna f?r att erh?lla syntetisk salpetersyra direkt fr?n luften, som redan n?mnts, ?r l?nsamma endast om billig vattenkraft ?r tillg?nglig. Problemet med bundet kv?ve (se Kv?ve) kunde inte anses vara slutgiltigt l?st om man inte hittat en metod f?r att f? fram relativt billig syntetisk salpetersyra. Assimileringen av det bundna kv?vet i g?dselmedel av v?xter underl?ttas s?rskilt om dessa g?dningsmedel ?r salter av salpetersyra. Ammoniumf?reningar som inf?rs i jorden m?ste f?rst genomg? nitrifikation i sj?lva jorden (se Kv?veg?dselmedel). Dessutom ?r salpetersyra, tillsammans med svavelsyra, grunden f?r m?nga grenar av den kemiska industrin och milit?ra angel?genheter. Att skaffa spr?ng?mnen och r?kfritt pulver (TNT, nitroglycerin, dynamit, pikrinsyra och m?nga andra), anilinf?rger, celluloid och rayon, m?nga mediciner etc. ?r om?jligt utan salpetersyra. D?rf?r, i Tyskland, avskuren under v?rldskriget av en blockad fr?n k?llan till chilensk nitrat och samtidigt inte ha billig vattenkraft, produktionen av syntetisk salpetersyra genom kontaktmetoden, baserad p? kol eller syntetisk ammoniak genom att oxidera det med atmosf?riskt syre, utvecklat i stor utstr?ckning med hj?lp av katalysatorer. Under kriget (1918) producerade Tyskland upp till 1000 ton salpetersyra och ammoniumnitrat per dag.

Redan 1788 etablerade Milner i Cambridge m?jligheten att oxidera NH 3 till kv?veoxider under inverkan av manganperoxid vid upphettning. Kuhlman 1839 fastst?llde kontaktverkan av platina under oxidationen av ammoniak med luft. Tekniskt sett utvecklades metoden att oxidera ammoniak till salpetersyra av Ostwald och Brauer och patenterades av dem 1902 (Det ?r intressant att Ostwalds ans?kan i Tyskland avslogs med tanke p? erk?nnandet av prioritet av den franske kemisten Kuhlmann.) Enligt ?tg?rden av finf?rdelad platina och det l?ngsamma fl?det av gasblandningen, fortskrider oxidationen enligt reaktionen 4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O. D?rf?r b?r processen vara. ?r strikt reglerad b?de vad g?ller den betydande hastigheten hos gasstr?len som bl?ses genom kontakt-"omvandlaren" och vad g?ller sammans?ttningen av gasblandningen. Blandningen av gaser som tillf?rs "omvandlarna" b. tidigare noggrant rengjort fr?n damm och f?roreningar som kan "f?rgifta" platinakatalysatorn.

Det kan antas att n?rvaron av platina orsakar nedbrytningen av NH3-molekylen och bildandet av en instabil mellanliggande f?rening av platina med v?te. Samtidigt oxideras kv?ve i statu nascendi av atmosf?riskt syre. Oxidationen av NH3 till HNO3 fortskrider enligt f?ljande reaktioner:

4NH3 + 502 = 4NO + 6H20;

kyld f?rgl?s NO-gas, blandad med en ny del luft, oxiderar spontant ytterligare f?r att bilda NO 2 eller N 2 O 4:

2NO + O2 \u003d 2NO2, eller N2O4;

uppl?sningen av de resulterande gaserna i vatten i n?rvaro av ?verskott av luft eller syre ?r f?rknippad med ytterligare oxidation enligt reaktionen:

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

varefter HNO3 erh?lls, med en styrka av ca 40 till 50%. Genom destillation, erh?llen HNO 3 med stark svavelsyra, kan du ?ntligen f? koncentrerad syntetisk salpetersyra. Enligt Ostwald ska katalysatorn best? av metallisk platina belagd med delvis eller helt svampig platina eller platinasvart.

Reaktionen b?r fortg? vid en knappt p?b?rjad r?d v?rme och med en betydande fl?deshastighet av en gasblandning best?ende av 10 eller fler delar luft per 1 timme NH 3. Det l?ngsamma fl?det av gasblandningen bidrar till fullst?ndig nedbrytning av NH 3 till elementen. Med ett platinakontaktgaller p? 2 cm b?r gasfl?det vara 1-5 m/s, dvs. kontakttiden f?r gas med platina b?r inte ?verstiga 1/100 sek. De optimala temperaturerna ?r runt 300°. Gasblandningen f?rv?rms. Ju st?rre fl?deshastigheten f?r gasblandningen ?r, desto st?rre uteffekt av NO. Genom att anv?nda ett mycket tjockt platinan?t (katalysator) med en blandning av ammoniak och luft inneh?llande cirka 6,3 % NH 3 erh?ll Neumann och Rose f?ljande resultat vid en temperatur av 450 ° (med en kontaktyta av platina p? 3,35 cm 2):

Ett st?rre eller mindre inneh?ll av NH 3 ?r ocks? av stor betydelse f?r riktningen av den kemiska processen, som antingen kan f?lja ekvationen: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O (med en halt p? 14,38 % NH 3) , eller enligt ekvationen: 4NH 3 + 7O 2 \u003d 4NO 2 + 6H 2 O (med en blandningshalt av 10,74% NH 3). Med mindre framg?ng ?n platina, m. b. andra katalysatorer anv?ndes ocks? (j?rnoxid, vismut, cerium, torium, krom, vanadin, koppar). Av dessa f?rtj?nar endast anv?ndningen av j?rnoxid vid en temperatur av 700-800 °, med ett utbyte av 80 till 85% NH 3, uppm?rksamhet.

Temperaturen spelar en betydande roll i den oxidativa processen f?r ?verg?ngen av NH 3 till HNO 3. Den mest ammoniakoxidationsreaktionen ?r exoterm: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O + 215,6 Cal. Endast initialt ?r det n?dv?ndigt att v?rma kontaktapparaten, sedan forts?tter reaktionen p? grund av sin egen v?rme. Den tekniska utformningen av "omvandlare" f?r oxidation av ammoniak i olika system framg?r tydligt av figurerna (fig. 7-8).

Schemat f?r produktion av HNO 3 enligt den f?r n?rvarande accepterade metoden av Frank-Caro visas i fig. 9.

I FIG. 10 visar ett schema f?r oxidation av NH3 vid Meister Lucius och Brunnings fabrik i Hechst.

I moderna installationer utf?rs oxidationen av NH 3 till NO med ett utbyte p? upp till 90 %, och den efterf?ljande oxidationen och absorptionen av de resulterande kv?veoxiderna med vatten utf?rs med ett utbyte p? upp till 95 %. Hela processen ger s?ledes ett utbyte av bundet kv?ve p? 85-90%. Att f? HNO 3 fr?n salpeter kostar f?r n?rvarande (i termer av 100 % HNO 3) 103 dollar per 1 ton, enligt b?gprocessen 97 dollar 30 cent, per 1 ton, medan 1 ton HNO 3, erh?llen genom oxidation av NH -3 kostar bara 85 dollar, 80 cent. Det s?ger sig sj?lvt att dessa siffror kan vara endast ungef?rliga och beror till stor del p? f?retagets storlek, kostnaden f?r elektrisk energi och r?varor, men de visar ?nd? att kontaktmetoden f?r att erh?lla HNO 3 ?r avsedd att inta en dominerande st?llning inom en snar framtid j?mf?rt med andra metoder.

se ?ven