Азотна кислота – Які характеристики та застосування азотної кислоти?

Азотна кислота HNO ₃ є однією з найважливіших неорганічних кислот. Будучи ключовим інгредієнтом добрив, це одна з найпоширеніших хімічних сировинних матеріалів у світі. За словами аналітиків Fortune Business Insights, попит на нього продовжить зростати в найближчі десятиліття.

Азотна кислота – властивості

Найдавніші згадки про азотну кислоту датуються 14 століттям і першими сміливими алхімічними спробами. Потім його використовували для виробництва царська горілка ( aqua regia ), тобто розчин, здатний розчиняти золото і платину. Насправді HNO ₃ є сильно корозійною та хімічно дуже активною речовиною.

Азотна кислота (V) — безбарвна рідина з надзвичайно різким запахом і корозійними властивостями . При тривалому зберіганні під впливом температури змінює колір на жовтий внаслідок самовільного розкладання на оксиди азоту і воду. Він легко реагує з багатьма речовинами, а при розчиненні у воді виділяє тепло. Значна частина реакцій за її участю майже вибухова.

Як сама азотна кислота, так і її солі є сильними окислювачами. Цим фактом пояснюється бурхлива реакція з металами, в результаті якої виділяється водень. Однак неактивні метали і деякі неметали, наприклад сірка, фосфор і вуглець у вигляді графіту, також піддаються реакціям з HNO _{3 .} Останні окислюються з утворенням кислот.

Концентрована азотна кислота є дуже небезпечною речовиною. При попаданні на шкіру викликає сильні опіки і навіть некроз. У вигляді парів вона вражає дихальні шляхи, що призводить до набряків і пневмонії. Випадкове споживання HNO ₃ може призвести до смерті внаслідок перфорації шлунка або кишечника.

Як утворюється азотна (V) кислота?

Азотну кислоту можна отримати реакцією діоксиду азоту з водою. Для комерційних цілей основним способом виробництва є т.зв процес Оствальда. Мова йде про каталітичне окислення аміаку до оксиду азоту, яке за допомогою спеціальних абсорбційних веж дозволяє отримати концентровану кислоту HNO ₃ . Для комерційних цілей найбільш бажаною є концентрація 65–68% .

В лабораторних умовах альтернативним способом виробництва є реакція нітрату калію з сірчаною кислотою, утворюючи чисту азотну (V) кислоту.

Використання азотної кислоти

В результаті нейтралізації азотної кислоти аміаком утворюється аміачна селітра – найважливіший компонент мінеральних добрив, що використовуються в усьому світі. Забезпечує культурні та декоративні рослини необхідним для росту азотом у високих, добре засвоюваних дозах. Крім того, кислоту HNO ₃ можна використовувати в садівництві для підкислення субстрату.

У хімічній промисловості азотна кислота (V) є перш за все прекурсором для отримання органічних сполук азоту, наприклад нітробензолів. У поєднанні з ароматичними сполуками він дає речовини, які використовуються у виробництві вибухових речовин, наприклад тротил (TNT) або нітрогліцерин.

Іншим важливим застосуванням є ракетне паливо. Для цього готують суміш _HNO3 , чотириокису азоту та пероксиду водню, також відому як червона димляча азотна кислота . Його використання в космічній промисловості обумовлено можливістю ефективного зберігання сировини.

Потенціал азотної кислоти у виробництві пластмас також заслуговує на увагу . Завдяки ініційованому ним окисленню утворюється адипінова кислота, яка надалі використовується для виробництва синтетичних волокон, наприклад нейлону.

Інші більш нішеві використання азотної кислоти включають:

• виробництво органічних барвників і лаків;
• фармацевтична промисловість;
• виробництво фунгіцидів;
• очищення та травлення металевих поверхонь;
• рафінування дорогоцінних металів в ювелірній промисловості;
• штучне старіння деревини для отримання потрібного відтінку;
• виробництво миючих засобів для побутового використання;
• виявлення слідів металів у лабораторно перевірених речовинах.

Концентрована азотна кислота та запобіжні заходи

Через вибуховий характер реакцій і отриманих сумішей, а також виняткову небезпеку для здоров’я, азотна кислота вимагає особливої ​​обережності під час зберігання та поводження. Згідно з правилами ADR щодо перевезення небезпечних вантажів, вони повинні транспортуватися в алюмінієвих цистернах або автоцистернах з відповідним маркуванням.

Для зберігання азотної кислоти використовують спеціальні ємності, стійкі до її дії. Вони повинні бути належним чином закриті та зберігатися подалі від сонячного світла при температурі нижче 20°C. Поруч не повинно бути металів і легкозаймистих речовин. Саме приміщення повинно добре провітрюватися.

Концентрована азотна кислота також вимагає використання засобів індивідуального захисту при роботі з сировиною. Кожен, хто контактує з кислотою, повинен носити респіратор, захисні окуляри та кислотостійкий одяг і рукавички. Після роботи бажано ретельно вимити руки та обличчя, нанести на шкіру захисний крем.

Як азотна кислота (V) впливає на навколишнє середовище?

Випадкове потрапляння HNO ₃ у навколишнє середовище становить загрозу для людей, тварин і рослин. Тому необхідно за будь-яку ціну запобігти потраплянню кислоти в поверхневі та підземні води. Будь-які витоки необхідно негайно усунути абсорбуючими матеріалами або відкачати.

Азотна кислота є сировиною, яка широко використовується і відіграє ключову роль у промисловості штучних добрив, вибухових речовин і синтетичних матеріалів. Однак переваги, пов’язані з його використанням, не можуть переважити потенційні ризики. Відповідальне дотримання чинних норм є найкращою формою запобігання нещасним випадкам, які загрожують життю.