Азотная кислота (V) — характеристики, применение и опасность

Азотная кислота — свойства

Самые ранние записи об азотной кислоте относятся к 14 веку и первым смелым алхимическим опытам. В то время она использовалась для получения так называемой королевской воды (aqua regia) — раствора, способного растворять золото и платину. На самом деле, HNO₃ обладает высокой коррозионной и химической активностью.

Азотная кислота (V) — это бесцветная жидкость с очень резким запахом и едкими свойствами. При длительном хранении под воздействием температуры меняет цвет на желтый в результате самопроизвольного разложения на оксиды азота и воду. Она легко вступает в реакцию со многими веществами, а при растворении в воде выделяет тепло. Значительная часть реакций с ее участием даже взрывоопасна.

Как сама азотная кислота, так и ее соли являются сильными окислителями. Этот факт объясняет бурную реакцию с металлами, в результате которой выделяется водород. Реакциям с HNO₃ также подвержены неактивные металлы и некоторые неметаллы, например сера, фосфор и углерод в форме графита. Последние окисляются с образованием кислот.

Концентрированная азотная кислота представляет собой вещество, очень опасное для здоровья. При попадании на кожу вызывает сильные ожоги и даже некроз. В виде пара она поражает дыхательные пути, вызывая отек и пневмонию. Случайное употребление HNO₃ может привести к смерти из-за перфорации желудка или стенки кишечника.

Как образуется азотная кислота (V)?

Азотную кислоту можно получить в результате реакции диоксида азота с водой. В коммерческих целях основным методом производства является так называемый процесс Оствальда. Речь идет о каталитическом окислении аммиака до оксида азота, которое с помощью специальных абсорбционных башен позволяет получить концентрированную кислоту HNO₃. Для коммерческих целей наиболее желательна концентрация 65-68%.

В лабораторных условиях альтернативным методом производства является реакция нитрата калия с серной кислотой, в результате чего получается чистая азотная кислота (V).

Применение азотной кислоты

В результате нейтрализации азотной кислоты аммиаком образуется нитрат аммония — важнейший компонент минеральных удобрений, используемых во всем мире. Он обеспечивает культурные и декоративные растения азотом, необходимым для роста, в высоких легкоусвояемых дозах. Кроме того, кислоту HNO₃ можно использовать в садоводстве для подкисления почвы.

В химической промышленности азотная кислота (V) это в первую очередь прекурсор органических азотных соединений, таких как нитробензолы. В сочетании с ароматическими соединениями он дает вещества, используемые в производстве взрывчатых веществ, такие как тротил (TNT) или нитроглицерин.

Еще одно важное применение — ракетное топливо. Для этого готовят смесь HNO₃, тетроксида диазота и перекиси водорода, также известную как красная дымящаяся азотная кислота. Его использование в космической промышленности зависит от возможности эффективного хранения сырья.

Также стоит отметить потенциал азотной кислоты в производстве пластмасс. В результате ее окисления образуется адипиновая кислота, которая используется в производстве синтетических волокон, таких как нейлон.

Другие, более нишевые области применения азотной кислоты (V) включают:

• производство органических красок и лаков;
• фармацевтическую промышленность;
• производство фунгицидов;
• очистку и травление металлических поверхностей;
• аффинаж драгоценных металлов в ювелирной промышленности;
• искусственное старение древесины для получения желаемого оттенка;
• производство чистящих средств для бытового использования;
• обнаружение следов металлов в исследуемых в лаборатории веществах.

Концентрированная азотная кислота и меры предосторожности

Из-за взрывоопасного характера реакций и образующихся смесей, а также исключительной опасности для здоровья, азотная кислота (V) требует особой осторожности при хранении и использовании. В соответствии с правилами ДОПОГ по перевозке опасных грузов, ее следует перевозить в алюминиевых цистернах или автоцистернах с соответствующей маркировкой.

Для хранения азотной кислоты используются специальные резервуары, устойчивые к ее воздействию. Они должны быть надлежащим образом закрыты и храниться вдали от прямых солнечных лучей при температуре ниже 20°C. Рядом не должно быть металлов или легковоспламеняющихся веществ. Само помещение должно хорошо проветриваться.

Концентрированная азотная кислота также требует использования средств индивидуальной защиты при работе с сырьем. Каждый человек, контактирующий с кислотой, обязан носить респиратор, защитные очки, кислотостойкую одежду и перчатки. После работы рекомендуется тщательно вымыть руки и лицо и покрыть кожу барьерным кремом.

Как азотная кислота (V) влияет на окружающую среду?

Случайный выброс кислоты HNO₃ в окружающую среду представляет угрозу для людей, животных и растений. Поэтому утечку кислоты в поверхностные и грунтовые воды необходимо предотвращать любой ценой. Возможные разливы должны быть немедленно устранены с помощью абсорбирующих материалов или путем откачки.

Азотная кислота является широко используемым сырьем и играет ключевую роль в производстве удобрений, взрывчатых веществ и синтетических пластмасс. Однако преимущества, связанные с его использованием, не должны перевешивать потенциальные риски. Ответственное соблюдение действующих правил — лучшая форма предотвращения опасных для жизни несчастных случаев.