Химическое предприятие " ЭкоХим". Химическая продукция промышленного назначения.

Физические и химические свойства.

Плотность безводной азотной кислоты 1522 кг/м³, t_пл — 41,15°С, t_кип 84° С. С водой смешивается во всех отношениях, причём образует азеотропную смесь, содержащую 69,2% азотная кислота с t_кип 121,8°C.

Известны кристаллогидраты HNO₃×H₂O с t_пл —37,85° С и HNO₃×3H₂O c t_пл —18,5°С. В отсутствии воды азотная кислота неустойчива, разлагается на свету с выделением кислорода уже при обычных температурах (4HNO₃ = 4NO₂ + 2H₂O + O₂), причём выделяющейся двуокисью азота окрашивается в жёлтый, а при высоких концентрациях NO₂ — в красный цвет.  

Азотная кислота — сильный окислитель, окисляет серу до серной кислоты, фосфор — до фосфорной кислоты. Только золото, тантал и некоторые платиновые металлы не реагируют с азотной кислотой.  С большинством металлов азотная кислота взаимодействует преимущественно с выделением окислов азота: ЗСu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O. Некоторые металлы, например железо, хром, алюминий, легко растворяющиеся в разбавленной азотной кислоте, устойчивы к воздействию концентрированной азотной кислоты, что объясняется образованием на поверхности металла защитного слоя окисла. Такая особенность позволяет хранить и перевозить концентрированную азотную кислоту в стальных ёмкостях. Смесь концентрированной азотной кислоты и соляной кислоты (1:3), называется царской водкой, растворяет даже золото и платину. Органические соединения под действием азотной кислоты окисляются или нитруются, причём в последнем случае остаток азотная кислота — нитрогруппа — NO₂⁺ замещает в органических соединениях водород. Соли азотной кислоты называютя нитратами, а соли с Na,K, Са, NO₄⁺ также селитрами.

  Получение и применение.

В 13 в. было описано получение азотной кислоты нагреванием калиевой селитры с квасцами, железным купоросом и глиной. В середине 17 в. И. Р. Глаубер предложил получать азотную кислоту при умеренном (до 150°C) нагревании калиевой селитры с концентрированной серной кислотой: KNO₃ + H₂SO₄ = HNO₃ + KHSO₄ До начала 20 в. этот способ применяли в промышленности, заменяя калиевую селитру более дешёвой природной чилийской селитрой NaNO₃.

Современный способ производства азотной кислоты основан на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха.

Основные стадии процесса:

контактное окисление аммиака до окиси азота: 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O;

окисление окиси азота до двуокиси и поглощение смеси так называемых "нитрозных газов" водой: 2NO + O₂ = 2NO₂; 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃+NO.

Смесь аммиака (10 — 12% ) с воздухом пропускают через нагретую до 750 — 900° С сетку катализатора, которым служат сплавы платины — тройной (93% Pt, 3% Rh, 4% Pd) или двойной (90 — 95% Pt, 10 — 5% Rh).

Используют также двухступенчатый катализатор (1-я ступень — платиноидная сетка, 2-я — неплатиновый катализатор), что позволяет на 25 — 30% сократить расход платины. Время контакта воздушно-аммиачной смеси с катализатором не должно превышать 1 мсек, иначе образовавшаяся окись азота разлагается.

Вторая стадия процесса — окисление NO до N0₂ и растворение NO₂ в воде — может быть проведена при атмосферном давлении, под давлением до 1 Мн/м² (10 кгс/см²) или комбинированным способом, при котором под давлением происходит только поглощение нитрозных газов водой.

Получают азотную кислоту с концентрациями 45 — 49% или (при использовании давления) 55 — 58% . Дистилляцией таких растворов может быть получена азотная кислота азеотропного состава.

Более концентрированную кислоту (до 100% ) получают перегонкой растворов А.к. с концентрированной H₂SO₄ или прямым синтезом — взаимодействием N₂O₄ с водой (или разбавленной азотная кислота) и кислородом: 2N₂O₄ + 2H₂O + O₂ = =4HNO₃. В СССР производят 97 — 98%-ную азотная кислота

Важнейшие области применения азотной кислоты — производство азотных и комбинированных удобрений, взрывчатых веществ (тринитротолуола и др.), органических красителей. В органическом синтезе широко применяют смесь концентрированной азотной кислоты и серной кислоты — "нитрующую смесь".

Азотная кислота используют в камерном способе производства серной кислоты, для получения фосфорной кислоты из фосфора, как окислитель ракетного топлива. В металлургии азотную кислоту применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота и серебра.

Вдыхание паров азотной кислоты приводит к отравлению, попадание азотной кислоты (особенно концентрированной) на кожу вызывает ожоги. Предельно допустимое содержание азотной кислоты в воздухе промышленных помещений равно 50 мг/м³ в пересчёте на N₂O₅. Концентрированная азотная кислота при соприкосновении с органическими веществами вызывает пожары и взрывы.