硝酸 (V) – 特性、用途和危害

发表于 2023-8-31 18:35:29
硝酸HNO 3 是最重要的无机酸之一。作为化肥的关键成分,它是世界上生产最广泛的化学原料之一。

硝酸 – 性质
硝酸的最早记录可以追溯到 14 世纪和第一次大胆的炼金术尝试。当时,它被用来生产所谓的皇家水(王水),一种能够溶解黄金和铂的溶液。事实上,HNO 3具有很强的腐蚀性并且化学活性很高。

硝酸(V)是一种无色液体,具有极刺激性气味和腐蚀性。长期储存并暴露在高温下,会因自发分解成氮氧化物和水而变黄。它很容易与许多物质发生反应,并在溶于水时产生热量。涉及它的很大一部分反应甚至是爆炸性的。

硝酸本身及其盐都是强氧化剂。这一事实解释了与金属的剧烈反应,导致氢气的释放。然而,惰性金属和一些非金属,例如石墨形式的硫、磷和碳,也会与HNO 3反应。后者氧化成酸。

浓硝酸对健康非常有害。一旦接触皮肤,会引起严重烧伤,甚至坏死。作为蒸气,它会攻击呼吸道,导致肿胀和肺炎。另一方面,意外消耗 HNO 3可能会因胃或肠壁穿孔而导致死亡。

硝酸 (V) 是如何获得的?
二氧化氮与水反应可制得硝酸。出于商业目的,基本生产方法是所谓的奥斯特瓦尔德工艺。这是氨催化氧化为一氧化氮,使用特殊的吸收塔产生浓 HNO 3酸。购买时,浓度最好为 65-68%。

在实验室条件下,另一种生产方法是硝酸钾与硫酸反应生成纯硝酸 (V)。

硝酸应用
用氨中和硝酸会产生硝酸铵——全世界使用的矿物肥料中最重要的成分。它以高且易于消化的剂量为农作物和观赏植物提供生长所需的氮。此外,HNO 3可用于园艺土壤酸化。

在化学工业中,硝酸 (V) 主要是有机氮化合物(例如硝基苯)的前体。当与芳香族化合物结合时,它会产生用于制造炸药的物质,如 TNT 和硝化甘油。

另一个重要的应用是火箭燃料。为此目的,制备HNO 3 、四氧化二氮和过氧化氢的混合物,也称为红发烟硝酸。它在航天工业中的使用取决于有效存储原材料的能力。

硝酸在塑料生产方面的潜力也值得注意。它引发的氧化产生己二酸,进一步用于生产尼龙等合成纤维。

硝酸 (V) 的其他不太受欢迎的用途包括:

1、有机染料和漆的生产;
2、制药业;
3、杀菌剂的生产;
4、金属表面的清洁和蚀刻;
5、为珠宝行业提炼贵金属;
6、对木材进行人工老化以获得所需的色调;
7、家庭清洁产品的生产;
8、检测实验室测试物质中的痕量金属。

浓硝酸及安全注意事项
由于反应和产生的混合物具有爆炸性,以及严重的健康危害,硝酸 (V) 在储存和处理过程中需要特别小心。ADR 关于危险货物运输的规定规定,应使用带有适当标签的铝罐或罐车运输。

使用耐硝酸的特殊容器进行储存。它们必须正确密封,并在低于 20°C 的温度下储存,避免阳光直射。附近不应有金属或易燃物质。房间本身必须通风良好。

处理原料时浓硝酸还需要使用个人防护装备。每个接触酸的人都必须佩戴呼吸器、护目镜、耐酸服和手套。使用硝酸后,建议彻底清洗双手和脸部,并用隔离霜覆盖皮肤。

硝酸 (V) 对环境有何影响?
HNO 3酸意外释放到环境中会对人类、动物和植物造成风险。因此,必须不惜一切代价防止酸泄漏到地表水和地下水中。任何溢出物必须立即使用吸收材料或通过抽吸来清理。

硝酸是一种广泛使用的原材料,在化肥、炸药和合成塑料工业中发挥着关键作用。然而,与其使用相关的好处绝不能掩盖潜在的风险。负责任地遵守适用法规是防止危及生命的事故的最佳方法。

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