Азотная кислота: свойства, применение

Азотная кислота (HNO3HNO3​) – одно из самых известных химических соединений, отличающееся широким диапазоном использования, интересными химическими особенностями и значительной коррозионной активностью. В концентрированных формах вещество оказывает сильное коррозионное воздействие на материалы.

При смешивании двух кислот, азотной (1 часть) и соляной (3 части), образуется «царская водка» – мощный раствор, способный переводить в жидкую фазу даже такие тугоплавкие металлы, как золото.

На практике азотная кислота обычно используется в виде разбавленных водных растворов, поскольку при концентрациях выше 86% она выделяет специфический белый дым, делая эксплуатацию неудобной и небезопасной.

Свойства азотной кислоты

Чистое вещество – прозрачная жидкость, отлично растворимая в воде. Выделяет резкий, удушливый запах. На свежем воздухе образует слабый коричневатый дым, обусловленный присутствием токсичного оксида азота (IV). Может спровоцировать слезотечение и приступ кашля при краткосрочном воздействии паров.

При долгом хранении желтеет или приобретает коричневатый оттенок из-за химического разложения. Процесс изменения окраски усиливается при освещении и повышении температуры.

При использовании следует учитывать следующие свойства кислоты:

• Концентрированные растворы чрезвычайно активны, склонны к энергичным реакциям с определенными веществами.
• Способна самовоспламеняться при контакте с легкогорючими материалами.
• Экзотермическое растворение в воде сопровождается значительным выделением тепла.
• Самостоятельно и в виде солей проявляет сильную способность окислять.
• Активно взаимодействует с металлами, не вытесняя водород (например, медь, серебро).
• Способна растворять отдельные неметаллы.
• Инертна к алюминию, железу и хрому в концентрированном виде из-за эффекта пассивации.

Технология изготовления и хранение технической азотной кислоты

Процесс производства вещества концентрацией от 52 до 68 % реализуется по методике Оствальда. Суть метода сводится к следующему: аммиак подвергается каталитическому окислению при давлении (до 9 атмосфер) и t°С около 227 °C на специальных катализаторах, выполненных из платины или сплавов платины с родием.

В результате образуются последовательно оксид азота(II) и оксид азота(IV) при участии воздуха. Окончательно, путем дальнейшего взаимодействия с водой, формируются азотная и азотистая кислоты. Учитывая нестабильность азотистой кислоты, она мгновенно переходит в состояние устойчивого азотнокислого соединения.

Заключительный этап технологического цикла – дистилляция приготовленного раствора, позволяющая достичь нужной концентрации азотной кислоты (примерно 68 %). Для достижения более высокой концентрации используется процедура сушки при помощи серной кислоты.

Учитывая высокую коррозионную активность, азотную кислоту необходимо содержать в специальной, устойчивой к действию кислоты таре и размещать в хорошо вентилируемых помещениях, защищённых от попадания солнечного света. Категорически запрещается хранение азотной кислоты совместно с горючими или взрывоопасными веществами.

Применение азотной кислоты:

• Промежуточный продукт при изготовлении удобрений и различных химических соединений, таких как коллодий, амины, фосфорная и щавелевая кислоты, краски и лекарства.
• Основа для производства взрывчатки, такой как нитроглицерин.
• Исходный материал для синтеза нитратов, сложных эфиров и нитропроизводных.
• Реагент для обнаружения белка в рамках ксантопротеиновой реакции (используется в аналитической химии).
• Чистящее средство для удаления загрязнений и оксидных плёнок с металлических изделий.
• Компонент для быстрой обработки печатных плат в электронике.
• Ингредиент в производстве красителей, лакокрасочных покрытий, удобрений и полимерных материалов.
• Компонент-окислитель в топливных системах, включая гипергольные ракеты, способные к самостоятельному воспламенению при смешивании компонентов.

И жидкая азотная кислота, и её пары оказывают серьезное негативное воздействие на здоровье человека. Вдыхание паров вызывает отек легких и пневмонию. При попадании на кожу кислота провоцирует тяжелые ожоги, которые приводят к омертвению тканей. Значительные по площади ожоги азотной кислотой могут стать причиной сильного шока или сосудистого коллапса. Особенную опасность представляет проникновение азотной кислоты внутрь организма, что часто заканчивается смертельным исходом из-за прободения стенок ЖКТ.