濃硝酸

無色有刺激性氣味的液體

分子式為HNO3,純HNO₃是無色有刺激性氣味的液體,市售濃硝酸質量分數約為68%,密度約為1.4g/cm³,沸點為83℃,易揮發,可以任意比例溶於水,混溶時與硫酸相似會釋放出大量的熱所以需要不斷攪拌,並且只能是把濃HNO3加入水中而不能反過來。濃度在(86%~97.5%)98%的硝酸叫“發煙硝酸”,因這種酸更易揮發,遇潮濕空氣形成白霧,有腐蝕性,並且有毒,要注意戴聚乙烯塑料手套以及特別的口罩。

毒理學資料


1.硝酸是強酸,具有酸的通性;
2.濃、稀硝酸都有強的氧化性,濃度越大,氧化性越強.
3.硝酸屬於揮發性酸,濃度越大,揮發性越強(98%以上為發煙硝酸).
4.硝酸不太穩定,光照或受熱時會分解.
5.硝酸有強烈的腐蝕性,不但腐蝕肌膚,也腐蝕橡膠等。大鼠吸入半數致死濃度LC50:49ppm·4h
人經口最低致死量(LCL0):430mg/kg
蒸氣對眼睛、呼吸道等的粘膜和皮膚有強烈刺激性。蒸氣濃度高時可引起肺水腫。對牙齒具有腐蝕性。皮膚沾上可引起灼傷,腐蝕而留下疤痕,濃硝酸腐蝕可達到相當深部。如進入咽部,對口腔以下的消化道可產生強烈的腐蝕性燒傷,嚴重時發生休克致死。人在低於30mg/m左右時未見明顯損害。吸入可引起肺炎。
水生生物毒性:LC50 100~300mg/L·48h(海星)。
LC50 180mg/L·48h(海蟹)。
8mol/L以上的硝酸一般稱為濃硝酸。
儲存方法
濃硝酸在光照下會分解出二氧化氮而呈黃色,所以常將濃硝酸盛放在棕色試劑瓶中,且放置於陰暗處。

區分


濃硝酸和稀硝酸
1、在冷的硝酸中加入鐵或鋁,若無明顯現象,則是濃硝酸,若鐵或鋁的表面產生氣泡則是稀硝酸。
2、直接看,冒白霧的是濃硝酸,沒有白霧是稀硝酸,這裡是利用硝酸的揮發性(濃鹽酸也有揮發性)
*註:由於一氧化氮氧化的很快,該方法需要做好密封。
事實上最直觀的方法還是測定濃度。

性質


不穩定性

4HNO3=光或加熱=2H2O + O2↑ + 4NO2↑
濃硝酸在光照下會分解出二氧化氮而呈黃色,所以常將濃硝酸盛放在棕色試劑瓶中,且放置於陰暗處。

強氧化性

1.與絕大部分金屬反應(不產生氫氣)
Cu + 4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+ 2NO2↑+2H2O
3Cu+ 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2. 與非金屬反應
C + 4HNO3(濃)= △=2H2O + CO2↑ + 4NO2↑
S + 6HNO3(濃)=△=2H2O + H2SO4 + 6NO2↑
P + 5HNO3(濃)=△=H2O + H3PO4 + 5NO2↑
在反應中,非金屬被氧化成最高價氧化物或其對應的含氧酸。
3.使鋁、鐵鈍化
冷的濃硝酸能使鐵鋁鈍化。熱濃硝酸的不會使其鈍化。
用途:硝酸是重要的化工原料,也是實驗室必備的重要試劑。
在工業上可用於制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。

危險性和強酸性

危險性:加熱時分解,產生有毒煙霧;強氧化劑,與可燃物和還原性物質發生激烈反應,爆炸。強酸性,與鹼發生激烈反應,腐蝕大多數金屬(鋁及其合金除外),生成氮氧化物,與許多常用有機物發生非常激烈反應,引起火災和爆炸危險。

安全措施

● ● 切勿吸入煙霧、蒸氣、噴霧
● ● 如沾及眼睛或皮膚,立即用大量清水清洗,並儘快就醫診治
● ● 所有受污染的衣物必須立即脫掉
● ● 穿戴適當的防護衣物、防護手套及面具

濃硝酸見光分解

4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O
分解產生的NO2溶解在濃硝酸中,會使溶液呈現黃色。
要除去黃色,可以通入適量空氣,使4NO2+2H2O+O2=4HNO3,黃色褪去。

製備方法


實驗室製法

NaNO3+ H2SO4= △=NaHSO4+ HNO3 (原理:高沸點酸制低沸點酸)

工業上製法

4NH3 + 5O2 =催化/△= 4NO+6H2O
2NO + O2 = 2NO2(工業上制時要不停通入氧氣)
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (NO循環氧化吸收)
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4NO2+O2+2H2O=4HNO3

稀硝酸提純法

濃硝酸的加工設備;
1,加熱爐
2,反應器,反應器蓋
3,2個冷卻室
加工方法;
1,先將反應器與冷卻室用玻璃管依次連接(順序是:反應器,冷卻室,冷卻室,出酸口。),向反應器內加濃硫酸,再加入稀硝酸,攪拌幾分鐘使其混合(比例是1/1),混酸不要超過反應器的2分之1,蓋好蓋。
2,加完料后開始緩緩加熱,當溫度達到86度時,硝酸氣體被蒸餾出來,氣體進入冷卻室后凝結成硝酸從出酸口流出,即可得到百分之90以上的濃硝酸了。
3,如果還不夠純,就將反應出的硝酸再次按照以上方法加工,就可得到99以上的硝酸了,注意先加硫酸后加硝酸,要注意控溫,因為這時的硝酸濃度已經很高了,兩者混合溫度上升很快。