नाइट्रिक एसिड की अस्थिरता। पाठ "नाइट्रिक एसिड, संरचना, आणविक संरचना, भौतिक और रासायनिक गुण, प्राप्त करना"

नाइट्रिक एसिड एचएनओ 3 एक रंगहीन तरल है, इसमें तीखी गंध होती है, और आसानी से वाष्पित हो जाती है। यदि यह त्वचा के संपर्क में आता है, तो नाइट्रिक एसिड गंभीर जलन पैदा कर सकता है (त्वचा पर एक विशिष्ट पीला धब्बा बन जाता है, इसे तुरंत बहुत सारे पानी से धोया जाना चाहिए और फिर NaHCO 3 सोडा से निष्प्रभावी कर देना चाहिए)

नाइट्रिक एसिड

आण्विक सूत्र: एचएनओ 3, बी (एन) = IV, सीओ। (एन) = +5

नाइट्रोजन परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ विनिमय तंत्र द्वारा 3 बंधन बनाता है और दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा 1 बंधन बनाता है।

भौतिक गुण

सामान्य तापमान पर निर्जल एचएनओ 3 एक विशिष्ट गंध (बीपी 82.6 "सी) के साथ एक रंगहीन वाष्पशील तरल है।

केंद्रित "फ्यूमिंग" HNO 3 का रंग लाल या पीला होता है, क्योंकि यह NO 2 के निकलने के साथ विघटित हो जाता है। नाइट्रिक एसिड किसी भी अनुपात में पानी के साथ गलत है।

कैसे प्राप्त करें

I. औद्योगिक - योजना के अनुसार 3-चरण संश्लेषण: NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3

चरण 1: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

चरण 2: 2NO + O 2 = 2NO 2

चरण 3: 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

द्वितीय. प्रयोगशाला - सांद्र के साथ साल्टपीटर का लंबे समय तक गर्म करना। H2SO4:

2NaNO 3 (ठोस) + H 2 SO 4 (संक्षिप्त) = 2HNO 3 + Na 2 SO 4

बा (नं 3) 2 (टीवी) + एच 2 एसओ 4 (संक्षिप्त) = 2 एचएनओ 3 + बासो 4

रासायनिक गुण

एचएनओ 3 एक मजबूत एसिड के रूप में एसिड के सभी सामान्य गुणों को प्रदर्शित करता है

एचएनओ 3 → एच + + नहीं 3 -

एचएनओ 3 एक बहुत ही प्रतिक्रियाशील पदार्थ है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, यह स्वयं को एक मजबूत एसिड और एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में प्रकट करता है।

एचएनओ 3 इंटरैक्ट करता है:

a) धातु ऑक्साइड 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O . के साथ

ख) क्षार और उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के साथ 2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

ग) दुर्बल अम्लों के लवणों के साथ 2HNO 3 + CaCO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O

d) अमोनिया के साथ HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO 3

एचएनओ 3 और अन्य एसिड के बीच का अंतर

1. जब HNO 3 धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो H 2 लगभग कभी नहीं निकलता है, क्योंकि अम्ल के H + आयन धातुओं के ऑक्सीकरण में भाग नहीं लेते हैं।

2. H + आयनों के बजाय, NO 3 - आयनों का ऑक्सीकरण प्रभाव होता है।

3. HNO 3 न केवल हाइड्रोजन के बाईं ओर गतिविधि पंक्ति में स्थित धातुओं को भंग करने में सक्षम है, बल्कि कम सक्रिय धातु - Cu, Ag, Hg भी है। HCl के मिश्रण में यह Au, Pt को भी घोलता है।

एचएनओ 3 एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है

I. धातुओं का ऑक्सीकरण:

एचएनओ 3 की बातचीत: ए) निम्न और मध्यम गतिविधि के साथ मैं: 4HNO 3 (संक्षिप्त) + Сu = 2NO 2 + Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

8HNO 3 (razb।) + 3Сu \u003d 2NO + 3Cu (NO 3) 2 + 4H 2 O

बी) सक्रिय मेरे साथ: 10HNO 3 (razb।) + 4Zn \u003d N 2 O + 4Zn (NO 3) 2 + 5H 2 O

ग) क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी के साथ मी: 10HNO 3 (बहुत पतला) + 4Са = NH 4 NO 3 + 4Ca (NO 3) 2 + 3H 2 O

सामान्य तापमान पर बहुत सांद्रित HNO 3 Fe, Al, Cr सहित कुछ धातुओं को नहीं घोलता है।

द्वितीय. अधातुओं का ऑक्सीकरण :

HNO 3 P, S, C को उनके उच्च SO में ऑक्सीकृत करता है, जबकि स्वयं NO (HNO 3 तनु) या NO 2 (HNO 3 सांद्र) में अपचयित हो जाता है।

5HNO 3 + P \u003d 5NO 2 + H 3 PO 4 + H 2 O

2HNO 3 + S = 2NO + H 2 SO 4

III. जटिल पदार्थों का ऑक्सीकरण:

विशेष रूप से महत्वपूर्ण कुछ मी सल्फाइड की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं हैं, जो अन्य एसिड में अघुलनशील हैं। उदाहरण:

8HNO 3 + PbS \u003d 8NO 2 + PbSO 4 + 4H 2 O

22HNO 3 + 3Сu 2 S \u003d 10NO + 6Cu (NO 3) 2 + 3H 2 SO 4 + 8H 2 O

एचएनओ 3 - कार्बनिक संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में नाइट्रेटिंग एजेंट

आर-एच + एचओ-एनओ 2 → आर-एनओ 2 + एच 2 ओ

सी 2 एच 6 + एचएनओ 3 → सी 2 एच 5 नहीं 2 + एच 2 ओ नाइट्रोएथेन

सी 6 एच 5 सीएच 3 + 3 एचएनओ 3 → सी 6 एच 2 (नं 2) 3 सीएच 3 + जेडएच 2 ओ ट्रिनिट्रोटोलुइन

सी 6 एच 5 ओएच + 3 एचएनओ 3 → सी 6 एच 5 (एनओ 2) 3 ओएच + जेडएच 2 ओ ट्रिनिट्रोफेनोल

एचएनओ 3 अल्कोहल को एस्ट्रिफ़ाइड करता है

R-OH + HO-NO 2 → R-O-NO 2 + H 2 O

सी 3 एच 5 (ओएच) 3 + 3 एचएनओ 3 → सी 3 एच 5 (ओएनओ 2) 3 + जेडएच 2 ओ ग्लिसरॉल ट्रिनिट्रेट

एचएनओ 3 . का अपघटन

जब प्रकाश में संग्रहीत किया जाता है, और विशेष रूप से गर्म होने पर, एचएनओ 3 अणु इंट्रामोल्युलर रेडॉक्स के कारण विघटित हो जाते हैं:

4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

एक लाल-भूरे रंग की जहरीली गैस NO 2 निकलती है, जो HNO 3 के आक्रामक ऑक्सीकरण गुणों को बढ़ाती है

नाइट्रिक एसिड के लवण - नाइट्रेट्स मी (NO 3) n

नाइट्रेट रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं, जो पानी में घुलनशील होते हैं। उनके पास विशिष्ट लवणों की विशेषता वाले रासायनिक गुण हैं।

विशिष्ट सुविधाएं:

1) गर्म होने पर रेडॉक्स अपघटन;

2) पिघला हुआ क्षार धातु नाइट्रेट्स के मजबूत ऑक्सीकरण गुण।

थर्मल अपघटन

1. क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के नाइट्रेट्स का अपघटन:

मैं(NO 3) n → Me(NO 2) n + O 2

2. Mg से Cu तक धातुओं की गतिविधि श्रृंखला में धातु नाइट्रेट का अपघटन:

मैं(NO 3) n → Me x O y + NO 2 + O 2

3. Cu से ऊपर धातुओं की गतिविधि श्रृंखला में धातु नाइट्रेट का अपघटन:

मैं(NO 3) n → Me + NO 2 + O 2

विशिष्ट प्रतिक्रियाओं के उदाहरण:

1) 2नानो 3 \u003d 2नानो 2 + ओ 2

2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

3) 2एग्नो 3 \u003d 2एजी + 2एनओ 2 + ओ 2

क्षार धातु नाइट्रेट्स के पिघलने की ऑक्सीडेटिव क्रिया

जलीय घोलों में, नाइट्रेट्स, HNO3 के विपरीत, लगभग कोई ऑक्सीडेटिव गतिविधि नहीं दिखाते हैं। हालांकि, क्षार धातु और अमोनियम नाइट्रेट्स (नाइट्रेट) के पिघलने मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं, क्योंकि वे सक्रिय ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विघटित होते हैं।

नाइट्रस और नाइट्रिक एसिड और उनके लवण

नाइट्रस अम्ल या तो विलयन में या गैस अवस्था में पाया जाता है। यह अस्थिर है और गर्म करने पर वाष्प में विघटित हो जाता है:

2HNO 2 "नहीं + नहीं 2 + एच 2 ओ

इस अम्ल के जलीय विलयन गर्म करने पर विघटित हो जाते हैं:

3HNO 2 "HNO 3 + H 2 O + 2NO

यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, इसलिए, हालांकि NO 2 का विघटन दो एसिड के गठन के साथ होता है: 2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 2 + HNO 3

व्यावहारिक रूप से पानी के साथ NO 2 की बातचीत से, HNO 3 प्राप्त होता है:

3NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + NO

अम्लीय गुणों के संदर्भ में, नाइट्रस एसिड एसिटिक एसिड से थोड़ा ही मजबूत होता है। इसके लवण नाइट्राइट कहलाते हैं और स्वयं अम्ल के विपरीत, स्थिर होते हैं। इसके लवणों के विलयन से सल्फ्यूरिक अम्ल मिलाकर HNO2 का विलयन प्राप्त किया जा सकता है:

बा(NO 2) 2 + H 2 SO 4 \u003d 2HNO 2 + BaSO 4

इसके यौगिकों के आंकड़ों के आधार पर, नाइट्रस एसिड की दो प्रकार की संरचना का सुझाव दिया जाता है:

जो नाइट्राइट और नाइट्रो यौगिकों के अनुरूप हैं। सक्रिय धातुओं के नाइट्राइट में एक प्रकार I संरचना होती है, और कम सक्रिय धातु - प्रकार II। इस अम्ल के लगभग सभी लवण अत्यधिक घुलनशील होते हैं, लेकिन सिल्वर नाइट्राइट सबसे कठिन होता है। नाइट्रस अम्ल के सभी लवण जहरीले होते हैं। रासायनिक प्रौद्योगिकी के लिए KNO 2 और NaNO 2 महत्वपूर्ण हैं, जो कार्बनिक रंगों के उत्पादन के लिए आवश्यक हैं। दोनों लवण नाइट्रोजन ऑक्साइड से प्राप्त होते हैं:

NO + NO 2 + NaOH \u003d 2NaNO 2 + H 2 O या जब उनके नाइट्रेट गर्म होते हैं:

KNO 3 + Pb \u003d KNO 2 + PbO

जारी ऑक्सीजन को बांधने के लिए Pb की आवश्यकता होती है।

एचएनओ 2 के रासायनिक गुणों में से, ऑक्सीडेटिव वाले अधिक स्पष्ट होते हैं, जबकि यह स्वयं ही कम हो जाता है:

हालांकि, ऐसी प्रतिक्रियाओं के कई उदाहरण दिए जा सकते हैं, जहां नाइट्रस एसिड कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करता है:

एक घोल में नाइट्रस एसिड और उसके लवण की उपस्थिति पोटेशियम आयोडाइड और स्टार्च के घोल को मिलाकर निर्धारित की जा सकती है। नाइट्राइट आयन आयोडीन आयन का ऑक्सीकरण करता है। इस प्रतिक्रिया के लिए H + की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, अर्थात। अम्लीय वातावरण में चलता है।

नाइट्रिक एसिड

प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, नाइट्रेट्स पर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की क्रिया द्वारा नाइट्रिक एसिड प्राप्त किया जा सकता है:

NaNO 3 + H 2 SO 4 (c) \u003d NaHSO 4 + HNO 3 प्रतिक्रिया मामूली हीटिंग के साथ आगे बढ़ती है।

औद्योगिक पैमाने पर नाइट्रिक एसिड प्राप्त करना वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ अमोनिया के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण द्वारा किया जाता है:

1. सबसे पहले, अमोनिया और वायु के मिश्रण को एक प्लैटिनम उत्प्रेरक के ऊपर से 800°C पर प्रवाहित किया जाता है। अमोनिया को नाइट्रिक ऑक्साइड (II) में ऑक्सीकृत किया जाता है:

4एनएच 3 + 5ओ 2 \u003d 4एनओ + 6एच 2 ओ

2. ठंडा होने पर, NO आगे NO 2: 2NO + O 2 \u003d 2NO 2 . में ऑक्सीकृत हो जाता है

3. परिणामी नाइट्रिक ऑक्साइड (IV) अतिरिक्त O 2 की उपस्थिति में पानी में घुलकर HNO 3: 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 \u003d 4HNO 3 बनाता है।

प्रारंभिक उत्पाद - अमोनिया और वायु - हानिकारक अशुद्धियों से पूरी तरह से साफ हो जाते हैं जो उत्प्रेरक (हाइड्रोजन सल्फाइड, धूल, तेल, आदि) को जहर देते हैं।

परिणामी अम्ल तनु (40-60%) है। सांद्रित नाइट्रिक अम्ल (96-98%) सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ मिश्रित तनु अम्ल के आसवन द्वारा प्राप्त किया जाता है। इस मामले में, केवल नाइट्रिक एसिड वाष्पित होता है।

भौतिक गुण

नाइट्रिक एसिड एक रंगहीन तरल है जिसमें तीखी गंध होती है। हवा में बहुत हीड्रोस्कोपिक, "धुआं", क्योंकि। हवा की नमी के साथ इसके वाष्प कोहरे की बूंदों का निर्माण करते हैं। पानी के साथ किसी भी अनुपात में मिश्रणीय। -41.6°C पर यह क्रिस्टलीय अवस्था में चला जाता है। 82.6 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है।

HNO3 में नाइट्रोजन संयोजकता 4 है, ऑक्सीकरण अवस्था +5 है। नाइट्रिक एसिड का संरचनात्मक सूत्र निम्नानुसार दर्शाया गया है:

दोनों ऑक्सीजन परमाणु, केवल नाइट्रोजन से बंधे हुए, समतुल्य हैं: वे नाइट्रोजन परमाणु से समान दूरी पर हैं और प्रत्येक में आधा इलेक्ट्रॉन चार्ज होता है, अर्थात। नाइट्रोजन का एक चौथाई भाग दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच समान रूप से विभाजित होता है।

नाइट्रिक एसिड की इलेक्ट्रॉनिक संरचना निम्नानुसार प्राप्त की जा सकती है:

1. एक हाइड्रोजन परमाणु एक सहसंयोजक बंधन द्वारा ऑक्सीजन परमाणु से बंधा होता है:

2. अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के कारण ऑक्सीजन परमाणु नाइट्रोजन परमाणु के साथ सहसंयोजक बंध बनाता है:

3. नाइट्रोजन परमाणु के दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन दूसरे ऑक्सीजन परमाणु के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं:

4. तीसरा ऑक्सीजन परमाणु उत्तेजित होकर एक मुक्त बनाता है 2पी-इलेक्ट्रॉन युग्मन द्वारा कक्षीय। तीसरे ऑक्सीजन परमाणु के मुक्त कक्षक के साथ नाइट्रोजन की एक अकेली जोड़ी की बातचीत से नाइट्रिक एसिड अणु का निर्माण होता है:

रासायनिक गुण

1. तनु नाइट्रिक अम्ल अम्ल के सभी गुणों को प्रदर्शित करता है। यह मजबूत एसिड के अंतर्गत आता है। जलीय घोल में घुल जाता है:

एचएनओ 3 "एच + + एनओ - 3 गर्मी के प्रभाव में और प्रकाश में, यह आंशिक रूप से विघटित होता है:

4HNO 3 \u003d 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 इसलिए इसे ठंडी और अंधेरी जगह पर स्टोर करें।

2. नाइट्रिक एसिड विशेष रूप से ऑक्सीकरण गुणों द्वारा विशेषता है। सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक गुण लगभग सभी धातुओं के साथ परस्पर क्रिया है। हाइड्रोजन कभी नहीं निकलती है। नाइट्रिक एसिड की वसूली इसकी एकाग्रता और कम करने वाले एजेंट की प्रकृति पर निर्भर करती है। न्यूनीकरण उत्पादों में नाइट्रोजन ऑक्सीकरण की डिग्री +4 से -3 तक होती है:

HN +5 O 3 ®N +4 O 2 ®HN +3 O 2 ®N +2 O®N +1 2 O®N 0 2 ®N -3 H 4 NO 3

विभिन्न गतिविधि की धातुओं के साथ विभिन्न सांद्रता के नाइट्रिक एसिड की बातचीत में कमी उत्पादों को योजना में नीचे दिखाया गया है।

सामान्य तापमान पर केंद्रित नाइट्रिक एसिड एल्यूमीनियम, क्रोमियम, लोहे के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है। वह उन्हें निष्क्रिय अवस्था में रखती है। ऑक्साइड की एक फिल्म सतह पर बनती है, जो केंद्रित एसिड के लिए अभेद्य है।

3. नाइट्रिक अम्ल Pt, Rh, Ir, Ta, Au के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। प्लेटिनम और सोना "एक्वा रेजिया" में घुल जाता है - 3 मात्रा में केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड और 1 मात्रा केंद्रित नाइट्रिक एसिड का मिश्रण:

एयू + एचएनओ 3 + 3 एचसीएल \u003d एयूसीएल 3 + एनओ + 2 एच 2 ओ एचसीएल + एयूसीएल 3 \u003d एच

3Pt + 4HNO 3 + 12HCl \u003d 3PtCl 4 + 4NO + 8H 2 O 2HCl + PtCl 4 \u003d H 2

"रॉयल वोदका" की क्रिया यह है कि नाइट्रिक एसिड हाइड्रोक्लोरिक एसिड को क्लोरीन मुक्त करने के लिए ऑक्सीकरण करता है:

HNO 3 + HCl \u003d Cl 2 + 2H 2 O + NOCl 2NOCl \u003d 2NO + Cl 2 जारी क्लोरीन धातुओं के साथ मिलती है।

4. गैर-धातुओं को नाइट्रिक एसिड द्वारा संबंधित एसिड में ऑक्सीकृत किया जाता है, और एकाग्रता के आधार पर, यह NO या NO 2 तक कम हो जाता है:

एस + बीएचएनओ 3 (संक्षिप्त) \u003d एच 2 एसओ 4 + 6एनओ 2 + 2एच 2 या + 5एचएनओ 3 (संक्षिप्त) \u003d एच 3 पीओ 4 + 5एनओ 2 + एच 2 ओ आई 2 + 10एचएनओ 3 (संक्षिप्त) \u003d 2एचआईओ 3 + 10NO 2 + 4H 2 O 3P + 5HNO 3 (p azb) + 2H 2 O \u003d 3H 3 RO 4 + 5NO

5. यह कार्बनिक यौगिकों के साथ भी परस्पर क्रिया करता है।

नाइट्रिक एसिड के लवण नाइट्रेट कहलाते हैं, वे क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं जो पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। वे धातुओं, उनके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड पर HNO3 की क्रिया से प्राप्त होते हैं। पोटेशियम, सोडियम, अमोनियम और कैल्शियम नाइट्रेट्स को साल्टपीटर्स कहा जाता है। साल्टपीटर का उपयोग मुख्य रूप से खनिज नाइट्रोजन उर्वरक के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, केएनओ 3 का उपयोग काला पाउडर (75% केएनओ 3, 15% सी और 10% एस का मिश्रण) तैयार करने के लिए किया जाता है। अम्मोनल विस्फोटक NH 4 NO 3, एल्युमिनियम पाउडर और ट्रिनिट्रोटोल्यूइन से बनाया जाता है।

नाइट्रिक एसिड के लवण गर्म होने पर विघटित हो जाते हैं, और अपघटन उत्पाद मानक इलेक्ट्रोड क्षमता की एक श्रृंखला में नमक बनाने वाली धातु की स्थिति पर निर्भर करते हैं:

गर्म करने पर अपघटन (थर्मोलिसिस) नाइट्रिक एसिड लवण का एक महत्वपूर्ण गुण है।

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + NO 2 + O 2

Mg के बाईं ओर पंक्ति में स्थित धातु लवण, Mg से Cu - धातु ऑक्साइड, NO 2 और ऑक्सीजन, Cu - मुक्त धातु, NO 2 और ऑक्सीजन के बाद नाइट्राइट और ऑक्सीजन बनाते हैं।

आवेदन पत्र

नाइट्रिक एसिड रासायनिक उद्योग का सबसे महत्वपूर्ण उत्पाद है। नाइट्रोजन उर्वरकों, विस्फोटकों, रंगों, प्लास्टिक, कृत्रिम रेशों और अन्य सामग्रियों की तैयारी पर बड़ी मात्रा में खर्च किया जाता है। नाराज

रॉकेट प्रौद्योगिकी में नाइट्रिक एसिड का उपयोग रॉकेट ईंधन के ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है।

एक मोनोबैसिक मजबूत एसिड, जो मानक परिस्थितियों में एक रंगहीन तरल है, जो भंडारण के दौरान पीला हो जाता है, एक ठोस अवस्था में हो सकता है, जिसमें दो क्रिस्टलीय संशोधनों (मोनोक्लिनिक या रोम्बिक लैटिस) की विशेषता होती है, जो शून्य से 41.6 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर होता है। इस पदार्थ का रासायनिक सूत्र - HNO3 - नाइट्रिक एसिड कहलाता है। इसका दाढ़ द्रव्यमान 63.0 g / mol है, और इसका घनत्व 1.51 g / cm³ से मेल खाता है। एसिड का क्वथनांक 82.6 डिग्री सेल्सियस है, प्रक्रिया अपघटन (आंशिक) के साथ होती है: 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2। 68% के बराबर मूल पदार्थ के द्रव्यमान अंश के साथ एक एसिड समाधान 121 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उबलता है। शुद्ध पदार्थ 1.397 से मेल खाती है। एसिड किसी भी अनुपात में पानी के साथ मिश्रण करने में सक्षम है और, एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट होने के कारण, लगभग पूरी तरह से एच + और एनओ 3-आयन में विघटित हो जाता है। ठोस रूप - ट्राइहाइड्रेट और मोनोहाइड्रेट में सूत्र होते हैं: HNO3। 3H2O और HNO3। H2O क्रमशः।

नाइट्रिक एसिड एक संक्षारक, विषाक्त पदार्थ और एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। मध्य युग के बाद से, "मजबूत पानी" (एक्वा फोर्टिस) जैसे नाम को जाना जाता है। 13 वीं शताब्दी में एसिड की खोज करने वाले कीमियागर ने यह नाम दिया, इसके असाधारण गुणों को सुनिश्चित करते हुए (यह सोने को छोड़कर सभी धातुओं को नष्ट कर देता है), एसिटिक एसिड की ताकत से एक लाख गुना अधिक, जो उस समय सबसे सक्रिय माना जाता था। लेकिन एक और तीन शताब्दियों के बाद, यह पाया गया कि 1: 3 के आयतन अनुपात में नाइट्रिक और हाइड्रोक्लोरिक जैसे एसिड के मिश्रण से भी सोना संक्षारक हो सकता है, इस कारण इसे "एक्वा रेजिया" कहा जाता था। भंडारण के दौरान एक पीले रंग की टिंट की उपस्थिति इसमें नाइट्रोजन ऑक्साइड के संचय के कारण होती है। बिक्री पर, एसिड अधिक बार 68% की एकाग्रता के साथ होता है, और जब मुख्य पदार्थ की सामग्री 89% से अधिक होती है, तो इसे "फ्यूमिंग" कहा जाता है।

नाइट्रिक एसिड के रासायनिक गुण इसे तनु सल्फ्यूरिक या हाइड्रोक्लोरिक एसिड से अलग करते हैं क्योंकि HNO3 एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, इसलिए धातुओं के साथ प्रतिक्रियाओं में हाइड्रोजन कभी नहीं छोड़ा जाता है। अपने ऑक्सीकरण गुणों के कारण, यह कई अधातुओं के साथ भी प्रतिक्रिया करता है। दोनों ही मामलों में, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड NO2 हमेशा बनता है। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में, नाइट्रोजन की कमी अलग-अलग डिग्री तक होती है: एचएनओ 3, एनओ 2, एन 2 ओ 3, एनओ, एन 2 ओ, एन 2, एनएच 3, जो एसिड की एकाग्रता और धातु की गतिविधि से निर्धारित होता है। परिणामी यौगिकों के अणुओं में ऑक्सीकरण अवस्था के साथ नाइट्रोजन होता है: +5, +4, +3, +2, +1, 0, +3, क्रमशः। उदाहरण के लिए, कॉपर को कॉपर (II) नाइट्रेट में केंद्रित एसिड के साथ ऑक्सीकृत किया जाता है: Cu + 4HNO3 → 2NO2 + Cu(NO3)2 + 2H2O, और फॉस्फोरस से मेटाफॉस्फोरिक एसिड: P + 5HNO3 → 5NO2 + HPO3 + 2H2O।

अन्यथा, तनु नाइट्रिक अम्ल अधातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है। फास्फोरस के साथ प्रतिक्रिया का उदाहरण: 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO दर्शाता है कि नाइट्रोजन द्विसंयोजक अवस्था में कम हो जाती है। नतीजतन, नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड बनता है, और फास्फोरस को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ मिश्रित नाइट्रिक एसिड में ऑक्सीकृत किया जाता है, सोना घुल जाता है: Au + 4HCl + HNO3 → NO + H + 2H2O और प्लैटिनम: 3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 4NO + 3H2 + 8H2O। इन प्रतिक्रियाओं में, प्रारंभिक चरण में, हाइड्रोक्लोरिक एसिड क्लोरीन की रिहाई के साथ नाइट्रिक एसिड के साथ ऑक्सीकृत होता है, और फिर धातुएं जटिल क्लोराइड बनाती हैं।

औद्योगिक पैमाने पर नाइट्रिक एसिड का उत्पादन तीन मुख्य तरीकों से होता है:

पहला सल्फ्यूरिक एसिड के साथ लवण की बातचीत है: H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4। पहले, यह एकमात्र तरीका था, लेकिन, अन्य तकनीकों के आगमन के साथ, वर्तमान में इसका उपयोग प्रयोगशाला में फ्यूमिंग एसिड प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
दूसरी चाप विधि है। जब हवा को 3000 से 3500 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ उड़ाया जाता है, तो हवा में नाइट्रोजन का हिस्सा ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड बनता है: N2 + O2 → 2NO, जो ठंडा होने के बाद नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (पर) में ऑक्सीकृत हो जाता है। उच्च तापमान, मोनोऑक्साइड ऑक्सीजन के साथ बातचीत नहीं करता है): O2 + 2NO → 2NO2। फिर, लगभग सभी नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन की अधिकता के साथ, पानी में घुल जाती है: 2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3।
तीसरी अमोनिया विधि है। अमोनिया एक प्लैटिनम उत्प्रेरक पर नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड के लिए ऑक्सीकृत होता है: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O। परिणामी नाइट्रस गैसों को ठंडा किया जाता है और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है, जिसे पानी द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह विधि 60 से 62% की सांद्रता वाले अम्ल का उत्पादन करती है।

नाइट्रिक एसिड का व्यापक रूप से उद्योग में दवाओं, रंगों, नाइट्रोजन उर्वरकों और नाइट्रिक एसिड लवण के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग धातुओं (जैसे तांबा, सीसा, चांदी) को भंग करने के लिए किया जाता है जो अन्य एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। गहनों में, इसका उपयोग मिश्र धातु में सोना निर्धारित करने के लिए किया जाता है (यह विधि मुख्य है)।

संरचनात्मक सूत्र

सही, अनुभवजन्य या सकल सूत्र: एचएनओ3

नाइट्रिक एसिड की रासायनिक संरचना

आणविक भार: 63.012

नाइट्रिक एसिड ( एचएनओ3) एक मजबूत मोनोबैसिक एसिड है। सॉलिड नाइट्रिक एसिड मोनोक्लिनिक और रोम्बिक लैटिस के साथ दो क्रिस्टलीय संशोधन करता है।

नाइट्रिक एसिड किसी भी अनुपात में पानी के साथ गलत है। जलीय घोल में, यह लगभग पूरी तरह से आयनों में वियोजित हो जाता है। यह सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर 68.4% की सांद्रता और 120 डिग्री सेल्सियस के बीपी टी के साथ पानी के साथ एक एज़ोट्रोपिक मिश्रण बनाता है। दो ठोस हाइड्रेट ज्ञात हैं: मोनोहाइड्रेट (HNO 3 ·H 2 O) और ट्राइहाइड्रेट (HNO 3 ·3H 2 O)।

नाइट्रिक एसिड में नाइट्रोजन टेट्रावैलेंट, ऑक्सीकरण अवस्था +5 है। नाइट्रिक एसिड एक रंगहीन तरल है जो हवा में धूआं, गलनांक −41.59 °C, क्वथनांक +82.6 °C (सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर) आंशिक अपघटन के साथ होता है। नाइट्रिक एसिड सभी अनुपातों में पानी के साथ गलत है। 0.95-0.98 के द्रव्यमान अंश के साथ HNO 3 के जलीय घोल को "फ्यूमिंग नाइट्रिक एसिड" कहा जाता है, जिसमें 0.6-0.7 - केंद्रित नाइट्रिक एसिड का द्रव्यमान अंश होता है। पानी के साथ अज़ीयोट्रोपिक मिश्रण बनाता है (द्रव्यमान अंश 68.4%, d20 = 1.41 g/cm, Tbp = 120.7 °C)

प्रकाश में होने वाली अपघटन प्रक्रिया के कारण अत्यधिक केंद्रित HNO 3 का रंग आमतौर पर भूरा होता है। गर्म करने पर, नाइट्रिक एसिड उसी प्रतिक्रिया से विघटित हो जाता है। नाइट्रिक एसिड केवल कम दबाव में अपघटन के बिना आसुत किया जा सकता है (वायुमंडलीय दबाव पर संकेतित क्वथनांक एक्सट्रपलेशन द्वारा पाया जाता है)।

सोना, प्लैटिनम समूह की कुछ धातुएँ और टैंटलम सांद्रता की पूरी श्रृंखला में नाइट्रिक एसिड के लिए निष्क्रिय हैं, बाकी धातुएँ इसके साथ प्रतिक्रिया करती हैं, प्रतिक्रिया का कोर्स इसकी एकाग्रता से निर्धारित होता है।

किसी भी सांद्रता में नाइट्रिक एसिड एक ऑक्सीकरण एसिड के गुणों को प्रदर्शित करता है, जबकि नाइट्रोजन +5 से -3 के ऑक्सीकरण अवस्था में कम हो जाता है। कमी की गहराई मुख्य रूप से कम करने वाले एजेंट की प्रकृति और नाइट्रिक एसिड की एकाग्रता पर निर्भर करती है।

नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण को मेलेंज कहा जाता है।

नाइट्रो यौगिकों को प्राप्त करने के लिए नाइट्रिक एसिड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड के तीन वॉल्यूम और नाइट्रिक एसिड के एक वॉल्यूम के मिश्रण को एक्वा रेजिया कहा जाता है। एक्वा रेजिया सोना और प्लेटिनम सहित अधिकांश धातुओं को घोलता है। इसकी मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता परिणामी परमाणु क्लोरीन और नाइट्रोसिल क्लोराइड के कारण है।

नाइट्रिक अम्ल एक प्रबल अम्ल है। इसके लवण - नाइट्रेट - धातुओं, ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड या कार्बोनेट पर HNO3 की क्रिया से प्राप्त होते हैं। सभी नाइट्रेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। नाइट्रेट आयन जल में जल अपघटित नहीं होता है। नाइट्रेट्स का व्यापक रूप से उर्वरकों के रूप में उपयोग किया जाता है। साथ ही, लगभग सभी नाइट्रेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, इसलिए खनिजों के रूप में, वे प्रकृति में बेहद छोटे होते हैं; अपवाद चिली (सोडियम) नाइट्रेट और भारतीय नाइट्रेट (पोटेशियम नाइट्रेट) हैं। अधिकांश नाइट्रेट कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं।

शरीर पर प्रभाव की डिग्री के अनुसार, नाइट्रिक एसिड तीसरे खतरनाक वर्ग के पदार्थों से संबंधित है। इसके वाष्प बहुत हानिकारक होते हैं: वाष्प श्वसन पथ में जलन पैदा करते हैं, और एसिड स्वयं त्वचा पर लंबे समय तक चलने वाले अल्सर छोड़ देता है। जब त्वचा के संपर्क में आता है, तो त्वचा का एक विशिष्ट पीला रंग ज़ैंटोप्रोटीन प्रतिक्रिया के कारण होता है। गर्म या प्रकाश के संपर्क में आने पर, एसिड अत्यधिक विषाक्त नाइट्रोजन डाइऑक्साइड NO 2 (भूरी गैस) बनाने के लिए विघटित हो जाता है। NO 2 2 mg/m 3 के लिए कार्य क्षेत्र की हवा में नाइट्रिक एसिड के लिए MPC।

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प्रकाश में होने वाली अपघटन प्रक्रिया के कारण अत्यधिक केंद्रित HNO 3 का रंग आमतौर पर भूरा होता है:

गर्म करने पर, नाइट्रिक एसिड उसी प्रतिक्रिया के अनुसार विघटित हो जाता है। नाइट्रिक एसिड केवल कम दबाव में आसुत (अपघटन के बिना) किया जा सकता है (वायुमंडलीय दबाव पर संकेतित क्वथनांक एक्सट्रपलेशन द्वारा पाया जाता है)।

सोना, प्लैटिनम समूह की कुछ धातुएँ और टैंटलम सांद्रता की पूरी श्रृंखला में नाइट्रिक एसिड के लिए निष्क्रिय हैं, बाकी धातुएँ इसके साथ प्रतिक्रिया करती हैं, प्रतिक्रिया का पाठ्यक्रम भी इसकी एकाग्रता से निर्धारित होता है।

HNO 3 एक मजबूत मोनोबैसिक एसिड के रूप में परस्पर क्रिया करता है:

ए) बुनियादी और उभयचर ऑक्साइड के साथ:

ग) कमजोर अम्लों को उनके लवणों से विस्थापित करता है:

उबालने या प्रकाश के संपर्क में आने पर, नाइट्रिक एसिड आंशिक रूप से विघटित हो जाता है:

किसी भी सांद्रता में नाइट्रिक एसिड एक ऑक्सीकरण एसिड के गुणों को प्रदर्शित करता है, इसके अलावा, नाइट्रोजन +4 से 3 के ऑक्सीकरण अवस्था में कम हो जाता है। कमी की गहराई मुख्य रूप से कम करने वाले एजेंट की प्रकृति और नाइट्रिक एसिड की एकाग्रता पर निर्भर करती है। ऑक्सीकरण अम्ल के रूप में, HNO3 परस्पर क्रिया करता है:

ए) हाइड्रोजन के दाईं ओर वोल्टेज की एक श्रृंखला में खड़ी धातुओं के साथ:

केंद्रित एचएनओ 3

पतला एचएनओ 3

बी) हाइड्रोजन के बाईं ओर वोल्टेज की श्रृंखला में खड़ी धातुओं के साथ:

उपरोक्त सभी समीकरण प्रतिक्रिया के केवल प्रमुख पाठ्यक्रम को दर्शाते हैं। इसका मतलब यह है कि इन शर्तों के तहत, इस प्रतिक्रिया के उत्पाद अन्य प्रतिक्रियाओं के उत्पादों की तुलना में अधिक हैं, उदाहरण के लिए, जब जिंक नाइट्रिक एसिड (0.3 के समाधान में नाइट्रिक एसिड का द्रव्यमान अंश) के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो उत्पादों में सबसे अधिक NO होगा। , लेकिन इसमें (केवल कम मात्रा में) और NO 2 , N 2 O, N 2 और NH 4 NO 3 भी होंगे।

धातुओं के साथ नाइट्रिक एसिड की बातचीत में एकमात्र सामान्य पैटर्न: एसिड जितना अधिक पतला होता है और धातु जितना अधिक सक्रिय होता है, उतना ही गहरा नाइट्रोजन कम होता है:

अम्ल सांद्रता में वृद्धि धातु गतिविधि में वृद्धि

नाइट्रिक एसिड, यहां तक कि केंद्रित भी, सोने और प्लैटिनम के साथ बातचीत नहीं करता है। आयरन, एल्युमिनियम, क्रोमियम कोल्ड सांद्रित नाइट्रिक एसिड के साथ निष्क्रिय किया जाता है। आयरन तनु नाइट्रिक एसिड के साथ परस्पर क्रिया करता है, और एसिड सांद्रता के आधार पर, न केवल विभिन्न नाइट्रोजन अपचयन उत्पाद बनते हैं, बल्कि विभिन्न आयरन ऑक्सीकरण उत्पाद भी बनते हैं:

नाइट्रिक एसिड गैर-धातुओं का ऑक्सीकरण करता है, जबकि नाइट्रोजन आमतौर पर NO या NO 2 तक कम हो जाता है:

और जटिल पदार्थ, उदाहरण के लिए:

कुछ कार्बनिक यौगिक (जैसे अमीन, तारपीन) सांद्र नाइट्रिक अम्ल के संपर्क में आने पर स्वतः प्रज्वलित हो जाते हैं।

कुछ धातुएँ (लोहा, क्रोमियम, एल्युमिनियम, कोबाल्ट, निकल, मैंगनीज, बेरिलियम), जो तनु नाइट्रिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करती हैं, सांद्र नाइट्रिक अम्ल द्वारा निष्क्रिय हो जाती हैं और इसके प्रभावों के प्रति प्रतिरोधी होती हैं।

नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण को मेलेंज कहा जाता है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड के तीन वॉल्यूम और नाइट्रिक एसिड के एक वॉल्यूम के मिश्रण को एक्वा रेजिया कहा जाता है। रॉयल वोदका सोने और प्लेटिनम सहित अधिकांश धातुओं को घोलता है। इसकी मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता परिणामी परमाणु क्लोरीन और नाइट्रोसिल क्लोराइड के कारण होती है:

नाइट्रेट

नाइट्रिक एसिड के लवण गर्म होने पर अपरिवर्तनीय रूप से विघटित हो जाते हैं, और अपघटन उत्पादों की संरचना कटियन द्वारा निर्धारित की जाती है:

ए) मैग्नीशियम के बाईं ओर वोल्टेज की श्रृंखला में खड़े धातुओं के नाइट्रेट:

बी) मैग्नीशियम और तांबे के बीच वोल्टेज की एक श्रृंखला में स्थित धातुओं के नाइट्रेट्स:

ग) पारा के दाईं ओर वोल्टेज की एक श्रृंखला में स्थित धातुओं के नाइट्रेट:

डी) अमोनियम नाइट्रेट:

जलीय घोल में नाइट्रेट व्यावहारिक रूप से ऑक्सीकरण गुण नहीं दिखाते हैं, लेकिन ठोस अवस्था में उच्च तापमान पर वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं, उदाहरण के लिए, जब ठोस पदार्थ जुड़े होते हैं:

एक क्षारीय घोल में जिंक और एल्युमिनियम नाइट्रेट को NH 3 तक कम कर देता है:

नाइट्रिक एसिड के लवण - नाइट्रेट - का व्यापक रूप से उर्वरकों के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, लगभग सभी नाइट्रेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, इसलिए प्रकृति में खनिजों के रूप में उनमें से बहुत कम होते हैं; अपवाद चिली (सोडियम) नाइट्रेट और भारतीय नाइट्रेट (पोटेशियम नाइट्रेट) हैं। अधिकांश नाइट्रेट कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं।

ग्लास, फ्लोरोप्लास्ट -4 नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

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