- Struktur asid nitrik
- Struktur resonans
- Sifat fizikal dan kimia
- Nama kimia
- Berat molekul
- Penampilan fizikal
- Bau
- Takat didih
- Takat lebur
- Keterlarutan air
- Ketumpatan
- Ketumpatan relatif
- Ketumpatan wap relatif
- Tekanan wap
- Penguraian
- Kelikatan
- Hakisan
- Enthalpy Molar Pengewapan
- Entalpi molar standard
- Entropi molar standard
- Ketegangan permukaan
- Ambang bau
- Pemalar pemisah
- Indeks biasan (η / D)
- Tindak balas kimia
- Penghidratan
- Pemisahan di dalam air
- Pembentukan garam
- Protonasi
- Autoprotolisis
- Pengoksidaan logam
- Yang lain
- Sintesis
- Perindustrian
- Tahap 1: Pengoksidaan ammonium kepada nitrik oksida
- Tahap 2. Pengoksidaan nitrik oksida kepada nitrogen dioksida
- Tahap 3. Pembubaran nitrogen dioksida di dalam air
- Di makmal
- Permohonan
- Pengeluaran baja
- Perindustrian
- Pembersih Logam
- Air diraja
- Perabot
- Pembersihan
- Fotografi
- Yang lain
- Ketoksikan
- Rujukan
The asid nitrik adalah sebatian organik yang terdiri daripada oxoacid nitrogen. Ia dianggap sebagai asid kuat, walaupun pKa (-1.4) serupa dengan pKa ion hidronium (-1.74). Sejak saat ini, ia mungkin yang paling lemah dari banyak asid kuat yang diketahui.
Penampilan fizikalnya terdiri dari cairan tanpa warna yang berubah menjadi warna kekuningan semasa penyimpanan, disebabkan oleh pembentukan gas nitrogen. Formula kimianya ialah HNO 3 .
Sumber: Aleksander Sobolewski melalui Wikimedia Commons
Ia agak tidak stabil, mengalami penguraian sedikit dari pendedahan cahaya matahari. Selanjutnya, ia dapat diuraikan sepenuhnya dengan pemanasan, sehingga menimbulkan nitrogen dioksida, air dan oksigen.
Gambar di atas menunjukkan sebilangan asid nitrik yang terdapat dalam termos volumetrik. Pewarnaan kuningnya dapat dilihat, menunjukkan penguraian separa.
Ia digunakan dalam pembuatan nitrat anorganik dan organik, serta sebatian nitroso yang digunakan dalam pembuatan baja, bahan letupan, agen perantaraan untuk pewarna, dan sebatian kimia organik yang berbeza.
Asid ini sudah diketahui oleh alkemis abad ke-8, yang mereka namakan "agua fortis". Ahli kimia Jerman Johan Rudolf Glauber (1648) merancang kaedah untuk penyediaannya, yang terdiri daripada pemanasan kalium nitrat dengan asid sulfurik.
Ia disediakan secara industri mengikut kaedah yang dirancang oleh Wilhelm Oswald (1901). Kaedah ini, secara umum, terdiri daripada pengoksidaan pemangkin ammonium, dengan generasi berturut-turut nitrik oksida dan nitrogen dioksida untuk membentuk asid nitrik.
Di atmosfera, NO 2 yang dihasilkan oleh aktiviti manusia bertindak balas dengan air di awan, membentuk HNO 3 . Kemudian, semasa hujan asid, hujan turun bersama dengan setetes air, memakannya, misalnya, patung-patung di dataran umum.
Asid nitrik adalah sebatian yang sangat toksik, dan pendedahan berterusan kepada wapnya boleh menyebabkan bronkitis kronik dan radang paru-paru kimia.
Struktur asid nitrik
Sumber: Ben Mills, dari Wikimedia Commons
Gambar atas menunjukkan struktur molekul HNO 3 dengan model sfera dan palang. Atom nitrogen, sfera biru, terletak di tengahnya, dikelilingi oleh geometri satah segitiga; namun segitiga itu diputarbelitkan oleh salah satu bucu terpanjangnya.
Molekul asid nitrik kemudian rata. Ikatan N = O, NO dan N-OH membentuk bucu segitiga rata. Sekiranya anda melihat dengan teliti, ikatan N-OH lebih memanjang daripada dua yang lain (di mana sfera putih yang mewakili atom H dijumpai).
Struktur resonans
Terdapat dua pautan yang panjangnya sama: N = 0 dan NO. Fakta ini bertentangan dengan teori ikatan valensi, di mana ikatan berganda diramal lebih pendek daripada ikatan tunggal. Penjelasan untuk ini terletak pada fenomena resonans, seperti yang terlihat pada gambar di bawah.
Sumber: Ben Mills, dari Wikimedia Commons
Oleh itu, kedua-dua ikatan, N = O dan NO, adalah setara dari segi resonans. Ini ditunjukkan secara grafik dalam model struktur dengan menggunakan garis putus-putus antara dua atom O (lihat struktur).
Apabila HNO 3 dilenyapkan , anion nitrat stabil NO 3 - terbentuk . Di dalamnya, resonans kini melibatkan ketiga-tiga atom O. Inilah sebab mengapa HNO 3 mempunyai keasidan Bronsted-Lowry yang tinggi (spesies penderma ion H + ).
Sifat fizikal dan kimia
Nama kimia
-Asid nitrik
-Asid azotik
-Hidrogen nitrat
-Agua fortis.
Berat molekul
63.012 g / mol.
Penampilan fizikal
Cecair berwarna kuning atau pucat, yang mungkin berubah menjadi coklat kemerahan.
Bau
Karakteristik menyakitkan.
Takat didih
181 ° F hingga 760 mmHg (83 ° C).
Takat lebur
-41.6 ° C.
Keterlarutan air
Sangat larut dan larut dengan air.
Ketumpatan
1.513 g / cm 3 pada suhu 20 ° C.
Ketumpatan relatif
1.50 (berkaitan dengan air = 1).
Ketumpatan wap relatif
Dianggarkan 2 atau 3 kali (berkaitan dengan udara = 1).
Tekanan wap
63.1 mmHg pada 25 ° C.
Penguraian
Apabila terdedah kepada kelembapan atau haba atmosfera, ia dapat terurai membentuk nitrogen peroksida. Apabila dipanaskan hingga terurai, ia mengeluarkan asap nitrogen oksida dan hidrogen nitrat yang sangat toksik.
Asid nitrik tidak stabil, dapat terurai jika bersentuhan dengan panas dan terdedah kepada cahaya matahari, dan memancarkan nitrogen dioksida, oksigen dan air.
Kelikatan
1,092 mPa pada 0 ° C, dan 0,617 mPa pada 40 ° C.
Hakisan
Ia mampu menyerang semua logam asas, kecuali aluminium dan keluli kromik. Menyerang beberapa jenis plastik, getah, dan pelapis. Ia adalah bahan kaustik dan menghakis, jadi ia mesti ditangani dengan sangat berhati-hati.
Enthalpy Molar Pengewapan
39.1 kJ / mol pada suhu 25 ° C.
Entalpi molar standard
-207 kJ / mol (298 ° F).
Entropi molar standard
146 kJ / mol (298 ° F).
Ketegangan permukaan
-0.04356 N / m pada 0 ºC
-0.04115 N / m pada suhu 20 ºC
-0.0376 N / m pada suhu 40 ºC
Ambang bau
-Bau rendah: 0,75 mg / m 3
-Bau tinggi: 250 mg / m 3
-Kepekatan merengsa: 155 mg / m 3 .
Pemalar pemisah
pKa = -1.38.
Indeks biasan (η / D)
1.393 (16.5 ° C).
Tindak balas kimia
Penghidratan
-Ia dapat membentuk hidrat pepejal, seperti HNO 3 ∙ H 2 O dan HNO 3 ∙ 3H 2 O: "ais nitrik".
Pemisahan di dalam air
Asid nitrik adalah asid kuat yang mengion dengan cepat di dalam air dengan cara berikut:
HNO 3 (l) + H 2 O (l) => H 3 O + (aq) + NO 3 -
Pembentukan garam
Bertindak balas dengan oksida asas untuk membentuk garam dan air nitrat.
CaO (s) + 2 HNO 3 (l) => Ca (NO 3 ) 2 (aq) + H 2 O (l)
Begitu juga, ia bertindak balas dengan basa (hidroksida), membentuk garam nitrat dan air.
NaOH (aq) + HNO 3 (l) => NaNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Dan juga dengan karbonat dan asid karbonat (bikarbonat), juga membentuk karbon dioksida.
Na 2 CO 3 (aq) + HNO 3 (l) => NaNO 3 (aq) + H 2 O (l) + CO 2 (g)
Protonasi
Asid nitrik juga boleh bertindak sebagai asas. Atas sebab ini, ia boleh bertindak balas dengan asid sulfurik.
HNO 3 + 2H 2 SO 4 <=> NO 2 + + H 3 O + + 2HSO 4 -
Autoprotolisis
Asid nitrik menjalani autoprotolisis.
2HNO 3 <=> NO 2 + + NO 3 - + H 2 O
Pengoksidaan logam
Dalam tindak balas dengan logam, asid nitrik tidak bertindak seperti asid kuat, yang bertindak balas dengan logam, membentuk garam yang sesuai dan melepaskan hidrogen dalam bentuk gas.
Walau bagaimanapun, magnesium dan mangan bereaksi panas dengan asid nitrik, sama seperti asid kuat yang lain.
Mg (2) + 2 HNO 3 (l) => Mg (NO 3 ) 2 (aq) + H 2 (g)
Yang lain
Asid nitrat bertindak balas dengan sulfat logam untuk membentuk garam nitrat, sulfur dioksida dan air.
Na 2 SO 3 (2) + 2 HNO 3 (l) => 2 NaNO 3 (aq) + SO 2 (g) + H 2 O (l)
Dan ia juga bertindak balas dengan sebatian organik, menggantikan hidrogen untuk kumpulan nitro; sehingga menjadi asas untuk sintesis sebatian letupan seperti nitrogliserin dan trinitrotoluena (TNT).
Sintesis
Perindustrian
Ia dihasilkan pada tahap perindustrian oleh pengoksidaan katalitik ammonium, mengikut kaedah yang dijelaskan oleh Oswald pada tahun 1901. Prosesnya terdiri daripada tiga tahap atau langkah.
Tahap 1: Pengoksidaan ammonium kepada nitrik oksida
Amonium dioksidakan oleh oksigen di udara. Tindak balas dijalankan pada suhu 800ºC dan pada tekanan 6-7 atm, dengan penggunaan platinum sebagai pemangkin. Amonia dicampur dengan udara dalam nisbah berikut: 1 isipadu ammonia hingga 8 isipadu udara.
4NH 3 (g) + 5O 2 (g) => 4NO (g) + 6H 2 O (l)
Nitrik oksida dihasilkan dalam tindak balas, yang dibawa ke ruang pengoksidaan untuk peringkat seterusnya.
Tahap 2. Pengoksidaan nitrik oksida kepada nitrogen dioksida
Pengoksidaan dilakukan oleh oksigen yang ada di udara pada suhu di bawah 100ºC.
2NO (g) + O 2 (g) => 2NO 2 (g)
Tahap 3. Pembubaran nitrogen dioksida di dalam air
Pada peringkat ini pembentukan asid nitrik berlaku.
4NO 2 + 2H 2 O + O 2 => 4HNO 3
Terdapat beberapa kaedah untuk penyerapan nitrogen dioksida (NO 2 ) di dalam air.
Antara kaedah lain: NO 2 dimer untuk N 2 O 4 pada suhu rendah dan tekanan tinggi, untuk meningkatkan kelarutannya dalam air dan menghasilkan asid nitrik.
3N 2 O 4 + 2H 2 O => 4HNO 3 + 2NO
Asid nitrik yang dihasilkan oleh pengoksidaan ammonium mempunyai kepekatan antara 50-70%, yang dapat dibawa ke 98% dengan menggunakan asam sulfat pekat sebagai agen penyahhidratan, yang memungkinkan kepekatan asid nitrat meningkat.
Di makmal
Penguraian haba tembaga (II) nitrat, menghasilkan gas nitrogen dioksida dan oksigen, yang disalurkan melalui air untuk membentuk asid nitrik; seperti dalam kaedah Oswald, yang telah dijelaskan sebelumnya.
2Cu (NO 3 ) 2 => 2CuO + 4NO 2 + O 2
Tindak balas garam nitrat dengan pekat H 2 SO 4 . Asid nitrik membentuk dipisahkan dari H 2 SO 4 oleh penyulingan pada 83 ° C (takat didih asid nitrik).
KNO 3 + H 2 SO 4 => HNO 3 + KHSO 4
Permohonan
Pengeluaran baja
60% pengeluaran asid nitrat digunakan dalam pembuatan baja, terutamanya ammonium nitrat.
Ini dicirikan oleh kepekatan nitrogen yang tinggi, salah satu daripada tiga nutrien tumbuhan utama, nitrat segera digunakan oleh tumbuhan. Sementara itu, ammonia dioksidakan oleh mikroorganisma yang terdapat di dalam tanah, dan digunakan sebagai baja jangka panjang.
Perindustrian
-15% pengeluaran asid nitrat digunakan dalam pembuatan serat sintetik.
-Ia digunakan dalam pengeluaran ester asid nitrik dan derivatif nitro; seperti nitroselulosa, cat akrilik, nitrobenzena, nitrotoluene, acrylonitriles, dll.
-Anda boleh menambahkan kumpulan nitro ke sebatian organik, dan sifat ini dapat digunakan untuk membuat bahan letupan seperti nitrogliserin dan trinitrotoluene (TNT).
-Asid adipik, pendahulu nilon, dihasilkan secara besar-besaran dengan pengoksidaan sikloheksanon dan sikloheksanol oleh asid nitrik.
Pembersih Logam
Asid nitrik kerana keupayaan pengoksidaannya, sangat berguna dalam pemurnian logam yang terdapat dalam mineral. Begitu juga, ia digunakan untuk mendapatkan unsur-unsur seperti uranium, mangan, niobium, dan zirkonium, dan dalam pengasidan batuan fosforik untuk mendapatkan asid fosforik.
Air diraja
Ia dicampurkan dengan asid hidroklorik pekat untuk membentuk "aqua regia". Penyelesaian ini mampu melarutkan emas dan platinum, yang memungkinkan penggunaannya dalam pemurnian logam ini.
Perabot
Asid nitrik digunakan untuk mendapatkan kesan antik pada perabot yang dibuat dengan kayu pinus. Rawatan dengan larutan asid nitrik 10% menghasilkan pewarnaan kelabu-emas di kayu perabot.
Pembersihan
-Campuran larutan berair asid nitrat 5-30% dan asid fosforik 15-40% digunakan dalam pembersihan peralatan yang digunakan dalam kerja pemerahan, untuk menghilangkan sisa-sisa endapan sebatian magnesium dan kalsium.
-Ia berguna dalam membersihkan barang kaca yang digunakan di makmal.
Fotografi
- Asid nitrat telah digunakan dalam fotografi, khususnya sebagai bahan tambahan untuk pengembang sulfat besi dalam proses pelat basah, dengan tujuan untuk mempromosikan warna yang lebih putih pada ambrotip dan tintip.
-Ia digunakan untuk menurunkan pH mandi perak dari pelat kolodion, yang memungkinkan untuk mendapatkan pengurangan penampilan kabus yang mengganggu gambar.
Yang lain
Oleh kerana kapasiti pelarut, ia digunakan dalam analisis logam yang berbeza dengan teknik spektrofotometri penyerapan atom api, dan spektrofotometri massa plasma yang digabungkan secara induktif.
-Kombinasi asid nitrat dan asid sulfurik digunakan untuk penukaran kapas biasa menjadi selulosa nitrat (kapas nitrik).
-Ubat Salcoderm untuk kegunaan luaran digunakan dalam rawatan neoplasma jinak pada kulit (ketuat, jagung, kondiloma dan papilloma). Ia mempunyai sifat cauterization, menghilangkan rasa sakit, kerengsaan dan gatal-gatal. Asid nitrik adalah komponen utama formula ubat.
- Asid nitrik fuming merah dan asid nitrat fuming putih digunakan sebagai oksidan untuk bahan bakar roket cair, terutama dalam peluru berpandu BOMARC.
Ketoksikan
-Ketika bersentuhan dengan kulit, boleh menyebabkan kulit terbakar, sakit teruk dan dermatitis.
-Ketika bersentuhan dengan mata boleh menyebabkan rasa sakit yang kuat, terkoyak dan dalam kes yang teruk, kerosakan kornea dan rabun.
-Penyedutan uap boleh menyebabkan batuk, gangguan pernafasan, menyebabkan mimisan, laringitis, bronkitis kronik, radang paru-paru dan edema paru pada pendedahan yang sengit atau kronik.
-Sebab menelan, terdapat lesi di mulut, air liur, dahaga yang kuat, sakit menelan, sakit yang kuat di seluruh saluran pencernaan dan risiko berlubang pada dinding yang sama.
Rujukan
- Wikipedia. (2018). Asid nitrik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Asid nitrik. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Pengarang Ensiklopedia Britannica. (23 November 2018). Asid nitrik. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
- Shrestha B. (nd). Sifat asid nitrik dan kegunaannya. Panduan Chem: tutorial untuk pembelajaran kimia. Dipulihkan dari: chem-guide.blogspot.com
- Buku Kimia. (2017). Asid nitrik. Dipulihkan dari: chemicalbook.com
- Imanol. (10 September 2013). Pengeluaran asid nitrik. Dipulihkan dari: ingenieriaquimica.net