硝酸概述

硝酸(HNO3)是一種具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸，是六大無(wú)機(jī)強(qiáng)酸之一，屬于一元無(wú)機(jī)強(qiáng)酸，也是一種重要的化工原料。硝酸在工業(yè)上可用于制化肥、農(nóng)藥、zha藥、染料、鹽類等；在有機(jī)化學(xué)中，濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑，其水溶液俗稱硝鏹水或氨氮水。所屬的危險(xiǎn)符號(hào)是O（Oxidizing agent 氧化劑）與C（Corrosive 腐蝕品）。硝酸的酸酐是五氧化二氮（N2O5）。

硝酸發(fā)現(xiàn)歷史

公元八世紀(jì)，阿拉伯煉金術(shù)士賈比爾·伊本·哈揚(yáng)（Jabir ibn Hayyan）在干餾硝石的時(shí)候發(fā)現(xiàn)并制得了硝酸，這是人類關(guān)于硝酸Z早的記錄。 1905年，挪威出現(xiàn)了電弧法生產(chǎn)硝酸的工廠，這是歷史上Z早的硝酸工業(yè)化嘗試。1908年，德國(guó)建成了以鉑網(wǎng)為催化劑的日產(chǎn)能力3噸的硝酸廠。1913年，合成氨問(wèn)世，氨氧化法生產(chǎn)硝酸開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)化階段，至今依然是世界上生產(chǎn)硝酸的主要方法。1935年，在ZG化學(xué)家侯德榜的領(lǐng)導(dǎo)下，ZG建成了diyi座兼產(chǎn)合成氨、硝酸、硫酸和硫酸銨的聯(lián)合企業(yè)-永利寧廠。

化學(xué)性質(zhì)

1、不穩(wěn)定性

濃硝酸不穩(wěn)定，遇光或熱會(huì)分解而放出二氧化氮，分解產(chǎn)生的二氧化氮溶于硝酸，從而使外觀帶有淺黃色。但稀硝酸相對(duì)穩(wěn)定。

反應(yīng)方程式：4HNO?=光照=4NO?↑+O?↑+2H?O

4HNO?=△=4NO?↑+O?↑+2H?O

2、硝化反應(yīng)

濃硝酸或發(fā)煙硝酸與脫水劑（濃硫酸、五氧化二磷）混合可作為硝化試劑對(duì)一些化合物引發(fā)硝化反應(yīng)，硝化反應(yīng)屬于親電取代反應(yīng)（electrophilic substitution），反應(yīng)中的親電試劑為硝鎓離子，脫水劑有利于硝鎓離子的產(chǎn)生。

3、氧化還原反應(yīng)

硝酸分子中氮元素為Zgao價(jià)態(tài)（+5）因此硝酸具有強(qiáng)氧化性，其還原產(chǎn)物因硝酸濃度的不同而有變化，從總體上說(shuō)，硝酸濃度越高，平均每分子硝酸得到的電子數(shù)越少，濃硝酸的還原產(chǎn)物主要為二氧化氮，稀硝酸主要為一氧化氮，更稀的硝酸可以被還原為一氧化二氮、氮?dú)?、硝酸銨等，需要指出的是，上述只是優(yōu)勢(shì)產(chǎn)物，實(shí)際上隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度逐漸降低，所有還原產(chǎn)物都可能出現(xiàn)。

硝酸制備方法

1、工業(yè)合成

氨氧化法

硝酸工業(yè)與合成氨工業(yè)密接相關(guān)，氨氧化法是工業(yè)生產(chǎn)中制取硝酸的主要途徑，其主要流程是將氨和空氣的混合氣（氧：氮≈2：1）通入灼熱（760～840℃）的鉑銠合金網(wǎng)，在合金網(wǎng)的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）。生成的一氧化氮利用反應(yīng)后殘余的氧氣繼續(xù)氧化為二氧化氮，隨后將二氧化氮通入水中制取硝酸。（PS：原料二氧化氮是由氨氧化而得，因此硝酸工業(yè)與制氨工業(yè)密不可分。）稀硝酸、濃硝酸、發(fā)煙硝酸的制取在工藝上各不相同。

4NH3 + 5O2 =催化△= 4NO+6H2O

2NO + O2 = 2NO2（工業(yè)上制時(shí)要不停通入氧氣）

3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO （NO循環(huán)氧化吸收）

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

工業(yè)上也曾使用濃硫酸和硝石制硝酸，但該法耗酸量大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，現(xiàn)基本停止使用

NaNO3（s）+ H2SO4（l） ——→ NaHSO4（s）+ HNO3（g）

2、實(shí)驗(yàn)室制法

原料：濃硫酸，硝酸鈉

設(shè)備：燒瓶，玻璃管，燒杯，橡皮塞，加熱設(shè)備（酒精燈，煤氣燈等）

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

H2SO4(l)+NaNO3(s) => Na2SO4(s)+ HNO3(g) （不揮發(fā)酸制備揮發(fā)性酸）

步驟：燒瓶中加入沸石，濃硫酸，硝酸鈉。置于鐵架臺(tái)上的鐵圈上，鐵圈下隔 石棉網(wǎng)放置加熱設(shè)備，燒瓶口用帶有玻璃管的橡皮塞塞住，玻璃管用橡皮管相連，另一頭置于有水的燒杯中。注意事項(xiàng)：加熱硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸，玻璃管連接處要盡量挨在一起，防止反應(yīng)生成的NO2泄露，制備完成后要用堿中和瓶中物質(zhì)，以免污染環(huán)境。

硝酸存儲(chǔ)運(yùn)輸

操作

密閉操作，注意通風(fēng)。操作盡可能機(jī)械化、自動(dòng)化。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過(guò)濾式防毒面具（全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。防止蒸氣泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與還原劑、堿類、醇類、堿金屬接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或制備溶液時(shí)，應(yīng)把酸加入水中，避免沸騰和飛濺。

儲(chǔ)存

儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不超過(guò)30℃，相對(duì)濕度不超過(guò)80%。保持容器密封。應(yīng)與還原劑、堿類、醇類、堿金屬等分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。

運(yùn)輸

鐵路槽車裝載，其中鉛槽車用以輸送98%濃硝酸， 稀硝酸應(yīng)用不銹鋼或玻璃鋼增強(qiáng)塑料槽車或儲(chǔ)罐輸送或儲(chǔ)存。少量采用耐酸陶瓷壇或玻璃瓶包裝，每壇凈重33-40kg。濃硝酸采用耐酸泥封口，稀硝酸采用石膏封口。每壇裝入襯有細(xì)煤渣或細(xì)礦渣等物的堅(jiān)固木箱中，以便運(yùn)輸。包裝上應(yīng)有明顯的“腐蝕性物品”標(biāo)志。因鋁的表面有一層氧化膜，起了鈍化作用，而且經(jīng)濟(jì)，所以鋁是硝酸理想的容器。個(gè)體防護(hù)禁止皮膚直接接觸，作業(yè)操作時(shí)應(yīng)帶耐酸堿手套，口罩，以及其他勞保用品。

人體影響

硝酸不論濃稀溶液都有氧化性和腐蝕性，因此對(duì)人很危險(xiǎn)，僅濺到皮膚上也會(huì)引起嚴(yán)重?zé)齻Ｆつw接觸硝酸后會(huì)慢慢變黃，Z后變黃的表皮會(huì)起皮脫落（硝酸和蛋白質(zhì)接觸后，會(huì)導(dǎo)致黃蛋白反應(yīng)而變性）。此外，濃硝酸需以深色玻璃瓶盛裝，避免受到光照反應(yīng)釋出有毒的NO2。