اسید نیتریک | Nitric acid | اسید نیتریک در جدول
اسید نیتریک صنعتی و آزمایشگاهی
مشخصات اسید نیتریک
| نام شیمیایی | اسید نیتریک |
| گرید محصول | 1. اسید نیتریک صنعتی 2. اسید نیتریک آزمایشگاهی |
| فرمول مولکولی | HNO3 |
| خلوص | 64 درصد |
| شکل ظاهری | مایع شفاف |
| رنگ | زرد کمرنگ یا بی رنگ |
| بو | بوی زننده و تند و خفه کننده |
| نقطه ذوب | 41- درجه سانتیگراد |
| نقطه جوش | 122 درجه سانتیگراد |
| نقطه اشتعال | قابل اشتعال نیست |
| نام های دیگر اسید نیتریک | ازوتیک اسی ، نیترات هیدروژن ، جوهر شوره ، اسید ازته |
| حلالیت در آب | قابل حل شدن و اختلال است
|
اسید نیتریک چیست؟
اسيد نيتريک اسيدي است قوي همراه با خاصيت اكسيدكنندگي بالا. با حرارت دادن به اسيد نيتريک در فشار اتمسفري در دماي °C ۲/۷۸ مي‌جوشد و شروع به تجزيه شدن مي‌كند كه در نهايت محلول اسيدي ۶۸ درصد بدست مي‌آيد و در اين درصد مخلوط آزئوتروپ دارد و ماكزيمم نقطه جوش آن °C۱۲۰ مي‌باشد. اسيد نيتريک داراي دو آب هيدراته به فرمول هاي H2O. HNO3 و 3H2O.HNO3 مي‌باشد. اسيد با درجه خلوص ۱۰۰درصد داراي نقطة جوش در دماي °C۸۶ مي‌باشد و نقطه انجماد آن °C۴۲- مي‌باشد. چگالي آن در °C۲۰ معادل ۵/۱ گرم در هر ميلي ليتر مي‌باشد.
بسته بنـــــدی
اسید نیتریک صنعتی
گالن 20 لیتری
بشکه 220 لیتری
تانکر 1000 لیتری
اسید نیتریک آزمایشگاهی
گالن 2.5 لیتری
گالن 20 لیتری
تاریخچه اسید نیتــــریک
اسيد نیتریک در ابتدا در قرون وسطي به دست بشر ساخته شد. حدودا در سال ۱۱۰۰ ميلادي گبر يك روش براي توليد اسيد نیتریک ارائه داد. اين روش تهيه آب فورتيس به وسيله تقطير شوره با سولفات مس و زاج سفيد بود.
در اواسط قرن هفدهم، گلابر، اسيد نیتریک را به وسيله تقطير كردن شوره با اسيد سولفوریک قوي ساخت. گاونديش در سال ۱۷۸۵ به وسيله عبور دادن جرقه الكتريكي از مخلوط گازهاي نيتروژن و اكسيژن ثابت كرد كه اسيد نیتریک از اين عناصر تشكيل شده است. ميلينر در سال ۱۷۸۸ اسيد نيتريك را به وسيله عبور آمونياك از بالاي دي اكسيد منگنز حرارت داده شده و جذب بخارات به وسيله آب به دست آورد.
در سال ۱۸۳۹، کلمن روشي را براي توليد اسيد نیتریک ابداع كرد كه مبنای تهيه نیتریک در حال حاضر نيز مي‌باشد. در اين روش با استفاده از پلاتين مخلوط هوا و آمونياك را اكسيد مي‌كنند و اسيد را توليد مي‌كنند.
در سال ۱۸۴۸، رويلي نشان داد كه اكسيژن و نيتروژن مي‌توانند از هوا گرفته شوند و براي توليد اكسيدهاي نيتروژن به وسيله قوس الكتريكي با هم تركيب شوند. اين پديده به وسيله کروکس نيز انجام شده بود.
بر همين اساس و روش، واحد كوچكي در منچستر انگلستان در سال ۱۹۰۰ به كار افتاد.
اما عيب اين روش اين بود كه بازده توليد اكسيد هاي نيتروژن پايين بود و ۵/۱ تا ۲ درصد احتياجات را برطرف مي‌كرد و به نيروي بيشتري نيز احتیاج داشت.
در سال ۱۹۰۲ دو دانشمند به نام هاي بيرکلند و ايد در نروژ واحدي را احداث كردند كه از منابع هيدروژني استفاده مي‌كرد ولي به ۳۵۰۰۰ اسب بخار انرژي نياز داشت.
در نهايت روش تهيه به وسيله اكسيداسيون آمونیاک و استفاده از كاتاليست پلاتين به وسيله استوالد و براور توسعه پيدا كرد و براي اولين بار در سال ۱۹۰۸ در آلمان شروع به كار كرد. روش هاي ديگر توليد به دلايل مختلفي از جمله بالا بودن هزينه، راندمان كم، در دسترس نبودن مواد اوليه (معادن نيترات) به ميزان كافي و . . . نتوانستند به عنوان یک روش صنعتي و توليد انبوه اسيد نیتریک ارائه شوند و تنها در حد يك روش آزمايشگاهي و پايلوت هاي كوچك باقي ماندند و همگي منسوخ شدند.
تاریخچه استفاده از اسيد نیتریک به زمان استخراج طلا باز مي‌گردد؛ چرا كه اين اسيد قادر به حل كردن اكثر فلزات به جز طلا مي‌باشد كه به اين ترتيب طلاي خالص از سنگ طلا استخراج مي‌گرديد.
در حال حاضر بيشترين موارد مصرف اسيد نیتریک در تولید كودهاي شيميايي (كشاورزي) از قبيل كودهاي نيترات، نيتروفسفات، كودهاي مخلوط و . . . است. ضمن اين كه در توليد نيترات هاي معدني ( نيترات آمونيوم انفجاري) و آلي، در اسيد شويي تجهيزات صنعتي ، آبكاري ، مقاوم‌سازي در برابر خوردگي، جداسازي طلا و نقره و در صنايع الكتروليز از اسيد نيتريك به وفور استفاده مي‌شود. در صنايع نظامي، صنايع شيرسازي و صنايع پلاستيك سازي نيز مصرف اسيد نيتريك قابل توجه است.
موارد مصرف و کاربرد نیتریک اسید
قبل از این تا حدودي به كـــــاربردهاي اسيد نیتریک اشاره شد. در اينجا به طور كامل تر کاربردهای اسيد نیتریک شرح داده مي‌شود.
نيتريك براي خالص‌سازي فلزاتي چون طلا و پلاتين استفاده مي‌شود. همچنين براي حل كردن فلزات نامحلولی مثل نقره به كار مي‌رود كه با تشكيل نيترات نقره مي‌توان از آن در عكاسي استفاده كرد. همچنين از اسيد نيتريك مي‌توان در بازيافت پلاتين استفاده كرد و از آنجا كه تمامي نيترات هاي فلزات محلول هستند مي‌توان به اين وسيله، اورانيوم را به صورت خالص تهيه كرد كه در نيروگاه هاي اتمي كاربرد دارد. يكي ديگر از كاربرد هاي اسيد نیتریک براي توليد كود هاي ازته است.
در مجتمع پتروشيمي شيراز بيشتر اسيد توليدي، براي توليد نيترات آمونيم كه نوعي كود شیمیایی است در واحد نيترات آمونيم كه در مجاورت واحد اسيد نيتريك است مصرف مي‌شود.
در صنايع پلاستيك سازي و نظامي هم از اسيد نیتریک استفاده مي‌شود.
از ديگر موارد استفاده اسيد نیتریک مي‌توان به موارد زير اشاره كرد
۱- توليد استر (در اثر واكنش با الكل ها)
۲- توليد مواد منفجره (در اثر واكنش با هيدروكربن ها)
۳- براي توليد نمک (در اثر واكنش با بازها)
۴- به عنوان يك عامل اكسيد كننده از آن استفاده مي‌كنند.
12 کاربرد اسید نیتریک در صنعت
1. در مهندسی هوافضا از این ماده بصورت گسترده بعنوان اکسید کننده در سوخت مایع موشک ها استفاده می‌شود.2. در صنعت مواد منفجره برای تولید مواد منفجره مانند TNT، پنبه تفنگ، نیترو گلیسیرین و ... استفاده می‌شود.
5. از این ماده بصورت گسترده در زمینه شیمی بعنوان یک واکنشگر آزمایشگاهی استفاده می‌شود.
6. همچنین از آن در تولید رنگ ها و داروهای مختلف گرفته شده از قطران ذغال استفاده می‌شود.
7. از آن برای خالص سازی فلزهای با ارزش مختلف مانند طلا، نقره و پلاتینیوم و ... استفاده می‌شود.
8. در متالورژی، از مخلوط آن با الکل برای طراحی قلم زنی بر روی فلزاتی مانند برنج، مس، برنز و ... استفاده می‌شود.
9. این اسید همچنین در تولید تیزاب که عناصر نجیب را در خود حل می‌کند، استفاده می‌شود.
اسید نیتریک در ساخت محصولات دیگر
موارد مصرف عمده اسید نیتریک شامل تولید نیترات آمونیوم ، آدیپیک اسید ، نیتروبنزن ، تولوئن دی ایزوسیانات ، سطوح فلزات و نیترات فلزات می باشد.
1. اسید نیتریک در ساخت نیترات آمونیوم :
نیترات آمونیوم یکی از اصلی ترین محصولات حاصل از اسید نیتریک است که به صورت مستقیم به عنوان کود شیمیایی در مزارع مصرف شده و یا محلول ها و ترکیبات کودهای ترکیبی استفاده می شود. از دیگر کاربردهای نیترات آمونیوم در تولید مواد منفجره است که در صنایع نظامی و حفاری های غیر نظامی کاربرد دارد.
2.اسید نیتریک در تولید آدیپیک اسید
واکنش اسید نیتریک با مخلوط سیکلوهگزان / سیکلوهگزانول منجر به تولید آدیپیک اسید می شود. بخش عمده تولیدات آدیپیک اسید جهت تولید نایلون 66 (شامل الیاف و رزین نایلون 66) مورد استفاده قرار می گیرد. سایر مصارف اسید آدیپیک در تولید پلی یورتانها ، پلی استر و رزین پلی آمید – اپی کلروهیدرین بوده و بخش جزئی از آن نیز در تولید دی استر آدیپات و پلاستی سایزرهای پلیمری می باشد.
3.نیتروبنزن
از واکنش مستقیم بنزن و اسید نیتریک در حضور اسید سولفوریک در فرآیند نیتراسیون بنزن ، نیترو بنزن حاصل می شود. بخش عمده نیتروبنزن تولیدی (در حدود 85% ) جهت تولید آنیلین مصرف می شود.
4.تولوئن دی ایزوسانات :
از فرآیند نیتراسیون تولوئن در حضور مخلوط اسید نیتریک و اسید سولفوریک نیتروتولوئن حاصل می شود که در ادامه آن و تبدیل به تولوئن دی آمید، در نهایت منجر به تولوئن دی ایزوسیانات می گردد. عمده ترین کاربرد تولوئن دی ایزوسیانات در تولید فوم های انعطاف پذیر پلی یورتان می باشد که در حدود 85% از تولیدات این محصول را به خود اختصاص می دهد. بخش کمی از تولوئن دی ایزوسیانات در انواع پوشش ها ، درزگیرها و الاستومرها مصرف می شود.
5.اسید نیتریک برای آماده سازی فلزات :
صنعت فولاد : اسید نیتریک جهت از بین بردن و حذف اکسیدها تشکیل شده در سطح انواع فولادها و آماده سازی سطح جهت عملیات ضد خوردگی مورد استفاده قرار می گیرد. از اسید نیتریک عموما جهت آماده سازی سطوح استیل های ضد زنگ با کربن پایین مانند سری 200 (کروم ، نیکل ، منگنز) ، سری 300 (نیکل ، کروم ) و سری 400 (کروم ) استفاده می شود.
سایر فلزات : علاوه بر فولاد و انواع آلیاژهای استیل ضد زنگ ، در سایر فلزات مانند آلومینیوم ، زیر کونیوم و ... نیز مصرف دارد.
صنایع الکترونیک : در تولید کنداکتورهای نیمه هادی از اسید نیتریک برای آماده سازی سطح کنداکتور قبل از چاپ مدار برروی برد الکترونیکی استفاده می شود.
6.نیترات های فلزی
نیترات پتاسیم : بخش عمده نیترات پتاسیم تولیدی (در حدود 75% از کل تولیدات نیترات پتاسیم ) در صنعت کشاورزی به عنوان کود شیمیایی مصرف می گردد. دو بخش مهم دیگر در مصرف نیترات پتاسیم ، صنایع شیشه و لوله های فلوئورسنت تلویزیون رنگی می باشد.
نیترات سدیم : بازارهای اصلی مصرف نیترات سدیم شامل صنایع کود شیمیایی ، مواد منفجره و شیشه می باشد که در کنار آنها به کارگیری در سیستم محلول انتقال حرارت در تجهیزات نیروگاه های خورشید نیز کاربرد دارد.
سایر نیترات های فلزی : اغلب نیترات های فلزی از واکنش اسید نیتریک با فلز مورد نظر یا نمک آن ( معمولا اکسید فلزی ، هیدروکسید یا کربنات ) حاصل می شود. از جمله آنها می توان به نیترات نقره ، نیترات مس و نیترات نیکل اشاره کرد.
2 روش تــــولید اسید نیتریک
همان‌گونه كه اشاره شد، در زمان هاي گذشته دانشمندان روش هاي مختلفی را براي توليد اسيد نیتریک به كار مي بردند كه در نهایت اوستوالد و براور بهترين روش توليد اسيد نیتریک را ارائه كردند.
اولين بار اين روش در سال ۱۹۰۸ در آلمان به كار گرفته شد و سرانجام تمام دنيا پي به ارزش آن بردند و در تمام دنيا از اين روش استفاده مي‌شود. اما در اين قسمت دو روش ديگر توليد اسيد نیتریک براي آشنايي بيشتر با روش هاي توليد اسيد نيتريك و علت عدم استفاده از آن ها در حال حاضر، شرح داده مي‌شود :
1- تهيه اسيد نیتریک از واکنش نيترات پتاسيم يا سديم با اسيد سولفوریک (تقطير نيترات پتاسيم)
واكنش انجام گرفته به صورت زير است:
واكنش فوق چون گرمازا است دمائي در حدود 900 درجه سانتی گراد دارد كه در آن اسيد توليدي به صورت بخار از محيط خارج مي‌گردد و سولفات سديم در محيط واكنش باقي مي‌ماند.
اين روش داراي اشكالات متعددي است كه عبارتند از:
۱- احتياج به سوخت زيادي دارد.
۲- باعث آسيب ديدن و خرابي وسايل مي‌شود.
۳- اسيد به اكسيد و آب و اكسيژن تجزيه می شود.
۴- توليد HNO2 كه از تجزيه اسيد در ظرف تقطير و جذب آن ها در ظرف مايع كننده به وجود مي‌آيد.
۵- نقطه ذوب سولفات سديم توليدي بالا است (°C۸۸۰)، در نتيجه سخت می گردد و نمي‌توان آن را در انتهاي واكنش خارج کرد.
براي برطرف كردن معايب بالا عمل تقطير را با واكنش دادن مول هاي مساوي از هر دو ماده انجام مي‌دهند. واكنش به اين صورت است :
در اين حالت دماي واكنش 200 درجه سانتی گراد است و در نتيجه اسید توليد شده به صورت جامد نمي باشد و راحت از ظرف خارج مي‌شود.
حال روش دوم توليد اسيد نیتریک شرح داده مي‌شود :
2- واكنش بين اكسيژن و نيتروژن در كوره هاي خالص و توليد گاز دي اکسيد نيتروژن و جذب آن توسط آب و توليد اسيد نيتريک واكنش هاي انجام گرفته به صورت زير مي‌باشد :
اين روش به علت هزينه اقتصادي خيلي زياد كاربردي ندارد.
کاربران گرامی می توانند جهت دانلود مطالب فوق روی لینک زیر کلیک نمایند.
تاریخ:30-09-1398, 13:34
نویسنده:admin
آمار بازدید:19664
دسته:محصولات برگزیده / انواع اسید
تگ های مطلب :
محصولات مرتبط
جوهر نمک | هیدروکلریک اسید
آب اسید
اسید باطری | آب اسید
اسید بوریک | Boric acid
مقالات مرتبط
ایمنی اسید نیتریک
نیتریک برای خالص سازی طلا