Азотная кислота

Описание и свойства

Азотная кислота (HNO3) является сильной кислотой с едкими, растворяющими и окисляющими свойствами.

Азотная кислота 70% представляет собой прозрачную или почти бесцветную жидкость с резким запахом.

Концентрированная азотная кислота легко разлагается (особенно под действием света и тепла) и часто имеет желтоватый или красноватый оттенок из-за растворенного в ней диоксида азота (NO2).

Чистая азотная кислота, содержащая свободный диоксид азота, называется дымящей азотной кислотой. Она обладает сильным окислительным эффектом и может способствовать возгоранию некоторых легковоспламеняющихся веществ. Например, соломы или древесных опилок.

100% красная (дымящая) азотная кислота в чистом виде бесцветна, если ее хранить в холодильнике, исключая попадание воздуха. При контакте с воздухом дымящаяся азотная кислота быстро разлагается с образованием сильно токсичного диоксида азота.

Азотная кислота, которая окрашена в желтый цвет растворенным диоксидом азота, может быть обесцвечена небольшим количеством мочевины или нитрата мочевины.

Соли азотной кислоты называются нитратами (селитра). На рынке в основном представлены соли калия и натрия — нитрат калия и нитрат натрия.

Азотная кислота выпускается производителями в различных концентрациях:

Дымящая азотная кислота (чистая, холодная) — от 85% до 100%
Концентрированная азотная кислота: среднее — 69% (от 68% до 70%)
Азотная кислота (обычная, возможно без указания процентного содержания) — 65%
Разбавленная азотная кислота — 25%

Растворение металлов

Азотная кислота растворяет большинство металлов. Исключение составляют только драгоценные металлы: золото, платина и иридий.

Некоторые металлы (алюминий, титан, цирконий, гафний, ниобий, тантал и вольфрам) сопротивляются действию азотной кислоты, образуя непроницаемый оксидный слой на металле.

Поскольку таким образом можно было разделить золото и серебро, азотную кислоту раньше называли «разделительной водой».

При смешивании с соляной кислотой образуется так называемая «царская водка», которая способна растворить любые драгоценные металлы.

История возникновения

Вполне возможно, что арабские алхимики производили азотную кислоту еще до средневековья. Производство царской водки из азотной кислоты и хлорида аммония предположительно практиковалось арабскими алхимиками в 7 или 8 веке.

В 9-м веке арабский алхимик Гебер добывал азотную кислоту путем сухого нагрева селитры.

В 13 веке Альбертус Магнус использовал азотную кислоту в качестве «разделительной воды» для производства золота.

Производство серной кислоты и нитрата калия, которое до сих пор широко используется в лабораторных условиях, восходит к Иоганну Рудольфу Глауберу (1604-1670). Он произвел чистый нитрит, перегоняя селитру с серной кислотой.

Глаубер был также первым, кто разработал процесс приготовления царской водки.

Производство

Азотная кислота производится в промышленных масштабах, начиная с 1908 года.

Подробнее о техническом производстве азотной кислоты

В лабораторном масштабе дымящая азотная кислота может быть приготовлена путем взаимодействия концентрированной серной кислоты с нитратами щелочных металлов. До 1908 года азотная кислота была извлечена этим способом с использованием нитрата натрия (чилийская селитра или азотнокислый натрий).

Использование

Азотная кислота является важным промежуточным продуктом для производства удобрений и других химических соединений. Например, фосфорной кислоты, щавелевой кислоты, красителей и лекарств.

Азотная кислота является одним из важнейших сырьевых материалов в химической промышленности.

Она служит:

в качестве разделительной воды для разделения золота и серебра (серебро растворяется);
в смеси с соляной кислотой (царская водка) для растворения золота;
для травления и обжига металлов (графические и гальванические технологии);
для нитрования органических веществ при производстве красителей, лекарств, взрывчатых и дезинфицирующих средств;
в форме сложных эфиров для производства взрывчатых веществ;
для полировки металлов;
в медицине для лечения бородавок (входит в состав препаратов).

Поскольку азотная кислота может преобразовывать аминогруппы в основаниях (аденин, тимин, гуанин, цитозин) ДНК в гидроксильные группы, она используется для генерации мутаций в ДНК. Из-за этого свойства азотной кислоты она считается опасным канцерогенным веществом.

Ювелиры используют азотную кислоту в различных концентрациях и в сочетании с соляной кислотой в качестве тестовой кислоты для определения содержания золота в ювелирных изделиях.