توضیحات
معرفی و کاربرد اسید نیتریک آزمایشگاهی
اسید نیتریک آزمایشگاهی یک اسید قوی با فرمول شیمیایی HNO₃ است که به نامهای روح نیتر و آکوا فورتیس نیز شناخته میشود. این ماده در حالت خالص بیرنگ است، اما به مرور زمان به رنگ زرد کمرنگ تغییر رنگ میدهد که ناشی از تجزیه آن به اکسیدهای نیتروژن و آب است. اسید نیتریک بسیار خورنده و سمی است و تماس مستقیم با پوست باعث سوختگی شدید میشود. این اسید با هیدروکسیدها، فلزات و اکسیدها واکنش داده و نمکهای نیترات تولید میکند.
نیتریک اسید به عنوان یک عامل اکسیدکننده قوی شناخته میشود و از طریق فرآیند اکسیداسیون کاتالیزوری آمونیاک قابل تولید است. این ماده یک معرف پرکاربرد در آزمایشگاهها و همچنین یک ماده شیمیایی حیاتی در صنایع مختلف برای تولید مواد منفجره و کودها است. pH این اسید تقریباً 3.01 است. کاربردهای آن در استخراج طلا از بردهای الکترونیکی نیز رایج است.
ساختار مولکولی اسید نیتریک
مولکولهای HNO₃ شامل یک اتم نیتروژن، یک اتم هیدروژن و سه اتم اکسیژن هستند. یکی از اتمهای اکسیژن با پیوند مضاعف به نیتروژن مرکزی متصل است، اتم دوم اکسیژن با نیتروژن و هیدروژن پیوند دارد و اتم سوم اکسیژن دارای بار منفی و به نیتروژن متصل است. اتم نیتروژن با شرکت در چهار پیوند کووالانسی بار مثبت دارد و بار خالص مولکول صفر است. بارهای موجود در مولکول به دلیل رزونانس قابلیت جابهجایی دارند.
تاریخچه اسید نیتریک
استفاده از اسید نیتریک به قرن شانزدهم بازمیگردد که برای جداسازی طلا از نقره به کار میرفت و با حرارت دادن نمک و سولفات آهن تهیه میشد. تولید صنعتی این اسید از هوای جوی در سال 1905 با فرآیند قوس آغاز شد که بر اساس اکسیداسیون نیتروژن جوی توسط اکسیژن در دمای بالا با قوس الکتریکی صورت میگیرد. همچنین مهندس فرانسوی آلبرت نودون در سال 1913 روشی برای تولید اسید نیتریک از الکترولیز نیترات کلسیم معرفی کرد.
روشهای تولید اسید نیتریک
یکی از مؤثرترین روشهای صنعتی تولید اسید نیتریک استفاده از آمونیاک به عنوان ماده اولیه است. در این فرآیند، آمونیاک تحت واکنش اکسیداسیون کاتالیزوری در دمای 150 تا 170 درجه سانتیگراد قرار میگیرد و اسید نیتریک با خلوص تقریباً 95 درصد تولید میشود. مراحل واکنش به شرح زیر است:
4 NH₃ (g) + 5 O₂ (g) → 4 NO (g) + 6 H₂O (g) 2 NO (g) + O₂ (g) → 2 NO₂ (g) 3 NO₂ (g) + H₂O (l) → 2 HNO₃ 4 NO₂ (g) + O₂ (g) + 2 H₂O (l) → 4 HNO₃ (aq)
در این فرآیند، ابتدا گاز آمونیاک اکسید میشود و نیتریک اکسید و دیاکسید نیتروژن تولید میکند. سپس نیتریک اکسید به دیاکسید نیتروژن تبدیل شده و در نهایت با آب واکنش داده و اسید نیتریک شکل میگیرد.
جدول مشخصات فنی اسید نیتریک
| نام ماده | نیتریک اسید |
|---|---|
| فرمول شیمیایی | HNO₃ |
| جرم مولکولی | 63.01 g/mol |
| دانسیته | 1.51 g/cm³ |
| نقطه جوش | 83 °C |
| نقطه ذوب | -42 °C |
| pH | 1 |
| شکل ظاهری | مایع بیرنگ تا زرد روشن |
نامهای دیگر اسید نیتریک
- آب قوی
- آب قدرتمند
- تیزاب
- جوهر شوره
موارد کاربرد اسید نیتریک
- کاربرد در کشاورزی و تولید کودها
- استخراج طلا از معادن و بردهای الکترونیکی
- کاربرد صنعتی در تولید مواد منفجره و ترکیبات شیمیایی
- استفاده در صنایع غذایی و کنترل pH
- کاربرد در صنایع چوب و نجاری
دفع ضایعات اسید نیتریک
در صورت نشت یا ریختن اسید، آن را در ظروف بدون منفذ جمعآوری کنید و باقیمانده را با حجم زیادی آب رقیق کرده و خارج نمایید.
انبار و جابجایی اسید نیتریک
این ماده باید در مکانهای مقاوم در برابر آتش و دور از مواد احیاکننده و آلی نگهداری شود. ذخیرهسازی در تانکرهای فلزی معمولاً خطرناک است، بنابراین سطح داخلی تانکرها با پلیاتیلن پوشش داده میشود. دمای نگهداری نباید از 23 درجه سانتیگراد بالاتر رود.
نکات ایمنی و شرایط استفاده
اسید نیتریک یک ماده بسیار خورنده و سمی است و تماس با فلزات و مواد احیاکننده موجب واکنش شدید میشود. این ماده با فلزاتی مانند روی و مس و همچنین با کربن واکنش نشان میدهد. برای استفاده ایمن:
- اسید را در ظروف دربسته و دور از نور خورشید نگهداری کنید.
- استفاده از عینک آزمایشگاهی، دستکش ایمنی و ماسک فیلتردار الزامی است.
- از بلعیدن، تماس با پوست یا استنشاق آن خودداری کنید.
- تمامی عملیات باید زیر هود آزمایشگاهی انجام شود.
- خریدار موظف است دستورالعملهای استفاده و ایمنی را مطالعه و با آگاهی کامل خریداری نماید.
