Tổng quan về Axit nitric

Axít nitric là một hợp chất hóa học có công thức hóa học (HNO3), là một dung dịch nitrat hiđrô (axít nitric khan). Trong tự nhiên, axít nitric hinh thành trong những cơn mưa giông kèm sấm chớp và hiện nay chúng là một trong những tác nhân gây ra mưa axít.Nó là một chất axít độc và ăn mòn có thể dễ gây cháy. Axit nitric tinh khiết không màu sắc còn nếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ của các ôxít nitơ. Nếu một dung dịch có hơn 86% axít nitric, nó được...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan về Axit nitricAxit nitricAxít nitric là một hợp chất hóa học có công thức hóa học (HNO3), là một dung dịch nitrat hiđrô(axít nitric khan). Trong tự nhiên, axít nitric hinh thành trong những cơn mưa giông kèm s ấmchớp và hiện nay chúng là một trong những tác nhân gây ra mưa axít.Nó là một chất axít độc và ăn mòn có thể dễ gây cháy. Axit nitric tinh khiết không màu s ắc cònnếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ của các ôxít nitơ. Nếu một dung dịch có hơn 86%axít nitric, nó được gọi là axít nitric bốc khói. Axít nitric bốc khói có đặc trưng axít nitric bốc khóitrắng và axít nitric bốc khói đỏ, tùy thuộc vào số lượng điôxít nitơ hiện diện.Lịch sửSự tổng hợp axít nitric đã được ghi nhận lần đầu vào khoảng năm 800 AD bởi một nhà giảkim người Ả Rập tên là Jabir ibn Hayyan.Lý tínhAxít nitric khan tinh khiết (100%) là một chất lỏng với t ỷ trọng khoảng 1522 kg/m3 đông đặc ởnhiệt độ -42 °C tạo thành các tinh thể trắng, sôi ở nhiệt độ 83 °C. Khi sôi trong ánh sáng, kể cảtại nhiệt độ trong phòng, sẽ xảy ra một sự phân hủy một phần với sự tạo ra nitơ điôxít theo phảnứng sau: 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2 (72 °C)điều này có nghĩa axít nitric khan nên được cất chứa ở nhi ệt độ d ưới 0 °C để tránh bị phân hủy.Chất nitơ điôxít (NO2) vẫn hòa tan trong axít nitric tạo cho nó có màu vàng, hoặc đỏ ở nhiệt đ ộcao hơn. Trong khi axít tinh khiết có xu hướng bốc khói trắng khi đ ể ra không khí, axít v ới điôxítnitơ bốc khói hơi có màu nâu hơi đỏ cho nên mới có tên axít bốc khói trắng và axít b ốc khói đ ỏnhư nêu trên. [cần dẫn nguồn]Axít nitric có thể pha trộn với nước với bất kỳ tỷ lệ nào và khi chưng cất tạo ramột azeotrope một nồng độ 68% HNO3 và có nhiệt độ sôi ở 120,5 °C tại áp suất 1 atm. Có haichất hydrat được biết đến; monohydrat (HNO3·H2O) và trihydrat (HNO3·3H2O).Ôxít nitơ (NOx) tan được trong axít nitric và đặc điểm này ảnh hưởng ít nhiều đến tất cả các đặctrưng lý tính phụ thuộc vào nồng độ của các ôxít này, chủ yếu bao gồm áp suất hơi trên ch ấtlỏng và nhiệt độ sôi cũng như màu sắc được đề cập ở trên. Axít nitric bị phân h ủy khi có nhi ệtđộ cao hoặc ánh sáng với nồng độ tăng lên mà điều này có thể làm tăng lên s ự bi ến đ ổi t ươngđối áp suất hơi trên bề mặt chất lỏng do các ôxít nitơ t ạo ra m ột ph ần hoặc toàn b ộ trong axít.Hóa tínhAxít nitric là một monoaxít mạnh, một chất ôxi hóa mạnh có th ể nitrat hóa nhi ều h ợp ch ất vô c ơvà là một axít monoproton vì chỉ có một sự phân ly.Các tính chất axítLà một axít điển hình, axít nitric phản ứng với chất kiềm, ôxít bazơ và cacbonat để tạo thànhcác muối, trong số đó quan trọng nhất là muốis amoni nitrat. Do tính chất ôxi hóa của nó, axítnitric không (ngoại trừ một số ngoại lệ) giải phóng hiđrô khi phản ứng với kim loại và tạo ra cácmuối thường có trạng thái ôxi hóa cao hơn. Vì lý do này, tình tr ạng ăn mòn n ặng có th ể x ảy ra vàcần phải bảo vệ thích hợp bằng cách sử dụng các kim loại hoặc hợp kim chống ăn mòn khichứa axít này.Axít nitric là một axít mạnh với một hắng số cân bằng axít (pKa) = −2: trong dung dịch nước, nóhoàn toàn điện ly thành các ion nitrat NO3− và một protonhydrat, hay còn gọi là ion hiđrôni, H3O+. HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-Các đặc tính ôxi hóaPhản ứng với kim loạiLà một chất ôxi hóa mạnh, axít nitric phản ứng mãnh liệt với nhi ều ch ất h ữu c ơ và ph ản ứng cóthể gây nổ. Tùy thuộc vào nồng độ axít, nhiệt độ và tác nhân gây gi ảm liên quan, s ản ph ẩm t ạora cuối cùng có thể gồm nhiều loại. Phản ứng xảy ra với tất cả kim loại, ngoại trừ dãy kim loạiquý và một số hợp kim. Trong phần lớn các trường hợp, các phản ứng ôxi hóa ch ủ yếu v ới axítđặc thường tạo ra điôxít nitơ (NO2). Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2OTính chất axít thể hiện rõ đối với axít loãng, đi đôi với vi ệc t ạo ra ôxít nitơ (NO). 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2ODo axít nitric là một chất ôxi hóa, hiđrô (H) thường hiếm khi được tạo ra. Cho nên khi kim loạiphản ứng với axít nitric loãng và lạnh ( gần 0°C ) thì mới giải phóng hiđrô: Mg(rắn) + 2HNO3 (lỏng) → Mg(NO3)2 (lỏng) + H2 (khí)Sự thụ động hóaDù Crôm (Cr), sắt (Fe) và nhôm (Al) dễ hòa tan trong dung dịch axít nitric loãng, nhưng đ ối vớiaxít đặc nguội lại tạo một lớp ôxít kim loại bảo vệ chúng khỏi bị ôxi hóa thêm, hi ện t ượng nàygọi là sự thụ động hóa.Phản ứng với phi kimKhi phản ứng với các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen, các nguyên tố này thường bịôxi hóa đến trạng thái ôxi hóa cao nhất và tạo ra điôxít nitơ đối với axít đặc và ôxít nitơ đối vớiaxít loãng. C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O hoặc 3C + 4HNO3 → 3CO2 + 4NO + 2H2OTổng hợp và sản xuất axit nitricAxit nitric được tạo ra bằng cách pha trộn điôxit nitơ (NO2) với nước với sự có mặt của ôxi hay sửdụng không khí để ôxi hóa axít nitrơ cũng tạo ra axit nitric. Axit nitric loãng có thể cô đặc đến68% axit với một hỗn hợp azeotropic với 32% nước. Việc cô đặc hơn được ...