Salpeterzuur (V) – kenmerken, gebruik en gevaren

Salpeterzuur – eigenschappen

De vroegste vermeldingen van salpeterzuur dateren uit de 14e eeuw en de eerste gewaagde alchemistische pogingen. In die tijd werd het gebruikt om zogenaamd koninklijk water ( aqua regia ) te produceren, een oplossing die goud en platina kan oplossen. In feite is HNO ₃ zeer corrosief en zeer chemisch actief. Salpeterzuur (V) is een kleurloze vloeistof met een extreem scherpe geur en corrosieve eigenschappen. Bij langdurige opslag en blootstelling aan temperatuur wordt het geel door spontane ontleding in stikstofoxiden en water. Het reageert gemakkelijk met tal van stoffen en produceert warmte wanneer het wordt opgelost in water. Een aanzienlijk deel van de reacties waarbij het betrokken is, is zelfs explosief. Zowel salpeterzuur zelf als zijn zouten zijn sterke oxidatiemiddelen. Dit feit verklaart de heftigheid van de reacties met metalen, waarbij waterstof vrijkomt. Inactieve metalen en sommige niet-metalen, zoals zwavel, fosfor en koolstof in de vorm van grafiet, reageren echter ook met HNO ₃ . Deze laatste oxideren tot zuren. Geconcentreerd salpeterzuur is zeer gevaarlijk voor de gezondheid. Bij contact met de huid veroorzaakt het ernstige brandwonden en zelfs necrose. Als damp tast het de luchtwegen aan, wat leidt tot zwelling en longontsteking. Accidentele consumptie van HNO ₃ daarentegen kan de dood veroorzaken door perforatie van de maag of darmwand.

Hoe wordt salpeterzuur (V) verkregen?

Salpeterzuur kan worden verkregen door stikstofdioxide te laten reageren met water. Voor commerciële doeleinden is de basisproductiemethode het zogenaamde Ostwald-proces. Dit is de katalytische oxidatie van ammoniak tot stikstofmonoxide, waarbij met behulp van speciale absorptietorens geconcentreerd HNO ₃ zuur ontstaat. Voor aankoop is een concentratie van 65-68%het meest wenselijk. Onder laboratoriumomstandigheden is een alternatieve productiemethode de reactie van kaliumnitraat met zwavelzuur om zuiver salpeterzuur (V) te produceren.

Salpeterzuur toepassingen

Neutralisatie van salpeterzuur met ammoniak resulteert in ammoniumnitraat – het belangrijkste bestanddeel van minerale meststoffen die wereldwijd worden gebruikt. Het voorziet gewassen en sierplanten van de stikstof die ze nodig hebben om te groeien, in hoge, licht verteerbare doses. Daarnaast kan HNO ₃ worden gebruikt voor bodemverzuring in de tuinbouw. In de chemische industrie is salpeterzuur (V) vooral een voorloper van organische stikstofverbindingen, zoals nitrobenzenen. In combinatie met aromatische verbindingen levert het stoffen op die worden gebruikt om explosieven te maken, zoals TNT en nitroglycerine. Een andere belangrijke toepassing is raketbrandstof. Voor dit doel wordt een mengsel van HNO ₃ , distikstoftetroxide en waterstofperoxide, ook bekend als rood rokend salpeterzuur, bereid. Het gebruik ervan in de ruimtevaartindustrie hangt af van het vermogen om de grondstof efficiënt op te slaan. Het potentieel van salpeterzuur voor de productie van plastic is ook opmerkelijk. De oxidatie die hierdoor wordt geïnitieerd, produceert adipinezuur dat verder wordt gebruikt om synthetische vezels zoals nylon te produceren. Andere, minder populaire toepassingen van salpeterzuur (V) zijn onder meer:

• productie van organische kleurstoffen en lakken;
• farmaceutische industrie;
• productie van fungiciden;
• reinigen en etsen van metalen oppervlakken;
• raffinage van edele metalen voor de juwelenindustrie;
• de kunstmatige veroudering van hout om de gewenste schaduw te verkrijgen;
• productie van huishoudelijke schoonmaakmiddelen;
• detectie van sporen van metalen in laboratoriumteststoffen.

Geconcentreerd salpeterzuur en veiligheidsmaatregelen

Vanwege de explosieve aard van de reactie en de resulterende mengsels, evenals ernstige gezondheidsrisico’s, vereist salpeterzuur (V) speciale zorg tijdens opslag en hantering. Volgens de ADR-voorschriften voor het vervoer van gevaarlijke goederen moet het vervoerd worden in aluminium tanks of tankwagens met de juiste etikettering. Voor de opslag worden speciale containers gebruikt die bestand zijn tegen salpeterzuur. Ze moeten goed worden afgesloten en buiten direct zonlicht worden bewaard bij temperaturen onder de 20°C. Er mogen geen metalen of brandbare stoffen in de buurt zijn. De ruimte zelf moet goed geventileerd zijn. Geconcentreerd salpeterzuur vereist ook het gebruik van persoonlijke beschermingsmiddelen bij het hanteren van de grondstof. Elke persoon die in contact komt met het zuur moet een gasmasker, een veiligheidsbril en zuurbestendige kleding en handschoenen dragen. Na het werken met salpeterzuur is het raadzaam om handen en gezicht grondig te wassen en de huid af te dekken met een barrièrecrème.

Hoe beïnvloedt salpeterzuur (V) het milieu?

Het per ongeluk vrijkomen van HNO ₃ zuur in het milieu vormt een risico voor mens, dier en plant. Er moet dus koste wat kost worden voorkomen dat het zuur in het oppervlakte- en grondwater lekt. Gemorst materiaal moet onmiddellijk worden opgeruimd met absorberende materialen of door het weg te pompen. Salpeterzuur is een veelgebruikte grondstof en speelt een sleutelrol in de kunstmest-, explosieven- en kunststofindustrie. De voordelen van het gebruik ervan mogen echter de potentiële risico’s niet overschaduwen. Het verantwoord naleven van de geldende regelgeving is de beste manier om levensbedreigende ongevallen te voorkomen.