აზოტის მჟავა - მნიშვნელოვანი, მაგრამ საშიში ქიმიური რეაგენტი

ქიმიური რეაგენტები, ლაბორატორიული აღჭურვილობა და ინსტრუმენტები, და ლაბორატორიული მინის ნაწარმიან სხვა მასალებისგან არის ნებისმიერი თანამედროვე სამრეწველო ან სამეცნიერო კვლევითი ლაბორატორიის კომპონენტები. ამ სიაში, ისევე როგორც მრავალი საუკუნის წინ, ნივთიერებებს და ნაერთებს განსაკუთრებული ადგილი უკავია, რადგან ისინი წარმოადგენენ ძირითად ქიმიურ ბაზას, რომლის გარეშეც შეუძლებელია რაიმე, თუნდაც უმარტივესი ექსპერიმენტის ან ანალიზის ჩატარება.

თანამედროვე ქიმია მოიცავს უამრავ ქიმიურ რეაგენტს: ტუტეებს, მჟავებს, რეაგენტებს, მარილებს და სხვა. მათ შორის მჟავები ყველაზე გავრცელებული ჯგუფია. მჟავები არის რთული წყალბადის შემცველი ნაერთები, რომელთა ატომები შეიძლება შეიცვალოს ლითონის ატომებით. მათი გამოყენების სფერო ფართოა. იგი მოიცავს მრავალ ინდუსტრიას: ქიმიურ, საინჟინრო, ნავთობგადამამუშავებელ, საკვებს, ასევე მედიცინას, ფარმაკოლოგიას, კოსმეტოლოგიას; ფართოდ გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

აზოტის მჟავა და მისი განმარტება

ის მიეკუთვნება მონობაზის მჟავებს და წარმოადგენს ძლიერ რეაგენტს. ეს არის გამჭვირვალე სითხე, რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს მოყვითალო ელფერი, თუ დიდხანს ინახება თბილ ოთახში, რადგან დადებით (ოთახის) ტემპერატურაზე მასში გროვდება აზოტის ოქსიდები. გაცხელებისას ან მზის პირდაპირი სხივების ზემოქმედებისას ის ყავისფერდება აზოტის დიოქსიდის გამოყოფის გამო. ეწევა ჰაერთან შეხებისას. ეს მჟავა არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი მკვეთრი, უსიამოვნო სუნით, რომელიც რეაგირებს მეტალების უმეტესობასთან (პლატინის, როდიუმის, ოქროს, ტანტალის, ირიდიუმის და ზოგიერთი სხვას გარდა), აქცევს მათ ოქსიდებად ან ნიტრატებად. ეს მჟავა კარგად იხსნება წყალში, ნებისმიერი პროპორციით და შეზღუდული რაოდენობით ეთერში.

აზოტის მჟავას გამოყოფის ფორმა დამოკიდებულია მის კონცენტრაციაზე:

- რეგულარული – 65%, 68%;
- შებოლილი - 86% ან მეტი. "კვამლის" ფერი შეიძლება იყოს თეთრი, თუ კონცენტრაცია 86%-დან 95%-მდეა, ან წითელი, თუ კონცენტრაცია 95%-ზე მეტია.

ქვითარი

ამჟამად, მაღალი ან სუსტად კონცენტრირებული აზოტის მჟავის წარმოება გადის შემდეგ ეტაპებს:
1. სინთეზური ამიაკის კატალიზური დაჟანგვის პროცესი;
2. შედეგად აზოტოვანი აირების ნარევის მიღება;
3. წყლის შთანთქმა;
4. აზოტმჟავას კონცენტრაციის პროცესი.

შენახვა და ტრანსპორტირება

ეს რეაგენტი არის ყველაზე აგრესიული მჟავა, ამიტომ, მისი ტრანსპორტირებისა და შენახვისთვის დაწესებულია შემდეგი მოთხოვნები:
- შეინახეთ და გადაიტანეთ ქრომის ან ალუმინისგან დამზადებულ სპეციალურ ჰერმეტულად დალუქულ კონტეინერებში, აგრეთვე ბოთლებში ლაბორატორიული მინა.

თითოეული კონტეინერი მონიშნულია "საშიში".

სად გამოიყენება ქიმიკატი?

აზოტის მჟავას გამოყენების სფერო ამჟამად უზარმაზარია. იგი მოიცავს ბევრ ინდუსტრიას, როგორიცაა:
- ქიმიური (ასაფეთქებელი ნივთიერებების, ორგანული საღებავების, პლასტმასის, ნატრიუმის, კალიუმის, პლასტმასის, ზოგიერთი სახის მჟავების, ხელოვნური ბოჭკოების წარმოება);
- სასოფლო-სამეურნეო (აზოტიანი მინერალური სასუქების ან ნიტრატის წარმოება);
- მეტალურგიული (ლითონების დაშლა და გრავირება);
- ფარმაკოლოგიური (კანის დაზიანებების მოსაშორებელი პრეპარატების ნაწილი);
- საიუველირო წარმოება (ძვირფასი ლითონებისა და შენადნობების სისუფთავის განსაზღვრა);
- სამხედრო (შედის ასაფეთქებელ ნივთიერებებში, როგორც ნიტრატირების რეაგენტი);
- რაკეტა და სივრცე (რაკეტის საწვავის ერთ-ერთი კომპონენტი);
- წამალი (მეჭეჭების და კანის სხვა წარმონაქმნების გამომწვევის მიზნით).

სიფრთხილის ზომები

აზოტის მჟავასთან მუშაობისას უნდა გაითვალისწინოთ, რომ ეს ქიმიური რეაგენტი არის ძლიერი მჟავა, რომელიც მიეკუთვნება საშიშროების 3 კლასის ნივთიერებებს. არსებობს სპეციალური წესები ლაბორატორიის თანამშრომლებისთვის, ასევე ასეთ ნივთიერებებთან მუშაობის უფლებამოსილი პირებისთვის. რეაგენტთან პირდაპირი კონტაქტის თავიდან ასაცილებლად, ყველა სამუშაო შეასრულეთ მკაცრად სპეციალურ ტანსაცმელში, რომელიც მოიცავს: მჟავაგამძლე ხელთათმანებს და ფეხსაცმელს, სპეცტანსაცმელს, ნიტრილის ხელთათმანები, ასევე სათვალეები და რესპირატორები, როგორც რესპირატორული და მხედველობის დაცვა. ამ მოთხოვნების შეუსრულებლობამ შეიძლება გამოიწვიოს უმძიმესი შედეგები: კანთან შეხების შემთხვევაში - დამწვრობა, წყლულები, ხოლო საინჰალაციო ტრაქტში მოხვედრის შემთხვევაში - მოწამვლა, თუნდაც ფილტვის შეშუპება.

· სამრეწველო წარმოება, გამოყენება და გავლენა სხეულზე · მსგავსი სტატიები · შენიშვნები · ლიტერატურა · ოფიციალური ვებსაიტი & middot

მაღალი კონცენტრირებული HNO 3 ჩვეულებრივ ყავისფერი ფერისაა დაშლის პროცესის გამო, რომელიც ხდება შუქზე:

გაცხელებისას აზოტის მჟავა იშლება იმავე რეაქციის მიხედვით. აზოტის მჟავის გამოხდა (დაშლის გარეშე) შესაძლებელია მხოლოდ შემცირებული წნევით (ატმოსფერულ წნევაზე მითითებული დუღილის წერტილი არის ექსტრაპოლაციით).

ოქრო, პლატინის ჯგუფის ზოგიერთი ლითონი და ტანტალი ინერტულია აზოტის მჟავას მიმართ მთელი კონცენტრაციის დიაპაზონში, სხვა ლითონები რეაგირებენ მასთან, რეაქციის მიმდინარეობა ასევე განისაზღვრება მისი კონცენტრაციით.

HNO 3, როგორც ძლიერი მონობაზური მჟავა, ურთიერთქმედებს:

ა) ძირითადი და ამფოტერული ოქსიდებით:

გ) ანაცვლებს სუსტ მჟავებს მათი მარილებიდან:

ადუღებისას ან სინათლის ზემოქმედებისას აზოტის მჟავა ნაწილობრივ იშლება:

აზოტის მჟავა ნებისმიერ კონცენტრაციაზე ავლენს ჟანგვის მჟავის თვისებებს, გარდა ამისა, აზოტი ქვეითდება ჟანგვის მდგომარეობამდე +4-დან 3-მდე. შემცირების სიღრმე პირველ რიგში დამოკიდებულია აღმდგენი აგენტის ბუნებაზე და აზოტის მჟავას კონცენტრაციაზე. როგორც ჟანგვის მჟავა, HNO 3 ურთიერთქმედებს:

ა) ლითონებით, რომლებიც დგანან წყალბადის მარჯვნივ ძაბვის სერიაში:

კონცენტრირებული HNO3

განზავდეს HNO 3

ბ) ლითონებით, რომლებიც დგანან წყალბადის მარცხნივ ძაბვის სერიაში:

ყველა ზემოაღნიშნული განტოლება ასახავს რეაქციის მხოლოდ დომინანტურ მიმდინარეობას. ეს ნიშნავს, რომ მოცემულ პირობებში ამ რეაქციის უფრო მეტი პროდუქტია, ვიდრე სხვა რეაქციების პროდუქტები, მაგალითად, როდესაც თუთია რეაგირებს აზოტმჟავასთან (აზოტის მჟავის მასური ფრაქცია ხსნარში 0.3), პროდუქტები შეიცავს ყველაზე მეტ NO-ს, მაგრამ ასევე იქნება. შეიცავს (მხოლოდ მცირე რაოდენობით) და NO 2, N 2 O, N 2 და NH 4 NO 3.

აზოტის მჟავას ლითონებთან ურთიერთქმედების ერთადერთი ზოგადი ნიმუშია: რაც უფრო განზავებულია მჟავა და რაც უფრო აქტიურია ლითონი, მით უფრო ღრმად მცირდება აზოტი:

მჟავას კონცენტრაციის მატება ზრდის ლითონის აქტივობას

აზოტის მჟავა, თუნდაც კონცენტრირებული, არ ურთიერთქმედებს ოქროსთან და პლატინთან. რკინა, ალუმინი, ქრომი პასივირებულია ცივი კონცენტრირებული აზოტის მჟავით. რკინა რეაგირებს განზავებულ აზოტმჟავასთან და მჟავის კონცენტრაციიდან გამომდინარე, წარმოიქმნება არა მხოლოდ აზოტის შემცირების სხვადასხვა პროდუქტები, არამედ რკინის დაჟანგვის სხვადასხვა პროდუქტები:

აზოტის მჟავა ჟანგავს არამეტალებს და აზოტი ჩვეულებრივ მცირდება NO ან NO 2-მდე:

და რთული ნივთიერებები, მაგალითად:

ზოგიერთი ორგანული ნაერთი (მაგალითად, ამინები, ტურპენტინი) სპონტანურად აალდება კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან შეხებისას.

ზოგიერთი ლითონი (რკინა, ქრომი, ალუმინი, კობალტი, ნიკელი, მანგანუმი, ბერილიუმი), რომლებიც რეაგირებენ განზავებულ აზოტმჟავასთან, პასივირებულია კონცენტრირებული აზოტის მჟავით და მდგრადია მისი ეფექტის მიმართ.

აზოტისა და გოგირდის მჟავების ნარევს ეწოდება "მელანჟი".

აზოტის მჟავა ფართოდ გამოიყენება ნიტრო ნაერთების წარმოებისთვის.

სამი მოცულობის მარილმჟავას და ერთი მოცულობის აზოტის მჟავას ნარევს ეწოდება "აკვა რეგია". Aqua regia ხსნის მეტალების უმეტესობას, ოქროსა და პლატინის ჩათვლით. მისი ძლიერი ჟანგვის უნარი გამოწვეულია ატომური ქლორისა და ნიტროზილ ქლორიდის შედეგად:

ნიტრატები

აზოტის მჟავა ძლიერი მჟავაა. მისი მარილები - ნიტრატები - მიიღება HNO 3 ლითონებზე, ოქსიდებზე, ჰიდროქსიდებზე ან კარბონატებზე მოქმედებით. ყველა ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია. ნიტრატის იონი წყალში არ ჰიდროლიზდება.

აზოტის მჟავას მარილები გაცხელებისას შეუქცევადად იშლება და დაშლის პროდუქტების შემადგენლობა განისაზღვრება კატიონით:

ა) ლითონების ნიტრატები, რომლებიც მდებარეობს მაგნიუმის მარცხნივ ძაბვის სერიაში:

ბ) ლითონების ნიტრატები, რომლებიც მდებარეობს მაგნიუმსა და სპილენძს შორის ძაბვის დიაპაზონში:

გ) ლითონების ნიტრატები, რომლებიც მდებარეობს ვერცხლისწყლის მარჯვნივ ძაბვის სერიაში:

დ) ამონიუმის ნიტრატი:

წყალხსნარებში ნიტრატები პრაქტიკულად არ ავლენენ ჟანგვის თვისებებს, მაგრამ მყარ მდგომარეობაში მაღალ ტემპერატურაზე ისინი ძლიერი ჟანგვის აგენტებია, მაგალითად, მყარი ნივთიერებების შერწყმისას:

თუთია და ალუმინი ტუტე ხსნარში ამცირებს ნიტრატებს NH 3-მდე:

სასუქად ფართოდ გამოიყენება აზოტმჟავას მარილები - ნიტრატები. გარდა ამისა, თითქმის ყველა ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია, ამიტომ ბუნებაში ძალიან ცოტაა მინერალების სახით; გამონაკლისია ჩილეს (ნატრიუმის) ნიტრატი და ინდური ნიტრატი (კალიუმის ნიტრატი). ნიტრატების უმეტესობა მიიღება ხელოვნურად.

მინა და fluoroplastic-4 არ რეაგირებს აზოტის მჟავასთან.

აზოტის მჟავა არსებობს ხსნარში ან გაზის ფაზაში. ის არასტაბილურია და გაცხელებისას იშლება ორთქლებში:

2HNO 2 „NO+NO 2 +H 2 O

ამ მჟავას წყალხსნარი გაცხელებისას იშლება:

3HNO 2 “HNO 3 +H 2 O+2NO

ეს რეაქცია შექცევადია, ამიტომ, თუმცა NO 2-ის დაშლას თან ახლავს ორი მჟავის წარმოქმნა: 2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3

პრაქტიკულად, NO 2 წყალთან ურთიერთქმედებით, HNO 3 მიიღება:

3NO 2 +H 2 O=2HNO 3 +NO

მჟავე თვისებების თვალსაზრისით, აზოტის მჟავა მხოლოდ ოდნავ უფრო ძლიერია ვიდრე ძმარმჟავა. მის მარილებს ნიტრიტები ეწოდება და, თავად მჟავისგან განსხვავებით, სტაბილურია. მისი მარილების ხსნარებიდან HNO 2-ის ხსნარის მიღება შესაძლებელია გოგირდმჟავას დამატებით:

Ba(NO 2) 2 +H 2 SO 4 =2HNO 2 +BaSO 4 ¯

მის ნაერთებზე დაყრდნობით, შემოთავაზებულია აზოტის მჟავის სტრუქტურის ორი ტიპი:

რომლებიც შეესაბამება ნიტრიტებს და ნიტრო ნაერთებს. აქტიური ლითონების ნიტრიტებს აქვთ I ტიპის სტრუქტურა, ხოლო დაბალაქტიურ ლითონებს აქვთ II ტიპის სტრუქტურა. ამ მჟავას თითქმის ყველა მარილი ძალიან ხსნადია, მაგრამ ვერცხლის ნიტრიტი ყველაზე რთულია. აზოტის მჟავას ყველა მარილი შხამიანია. ქიმიური ტექნოლოგიისთვის მნიშვნელოვანია KNO 2 და NaNO 2, რომლებიც აუცილებელია ორგანული საღებავების წარმოებისთვის. ორივე მარილი მიიღება აზოტის ოქსიდებისგან:

NO+NO 2 +NaOH=2NaNO 2 +H 2 O ან მათი ნიტრატების გაცხელებისას:

KNO 3 +Pb=KNO 2 +PbO

Pb აუცილებელია გამოთავისუფლებული ჟანგბადის დასაკავშირებლად.

HNO 2-ის ქიმიური თვისებებიდან უფრო გამოხატულია ჟანგვითი თვისებები, ხოლო თავად ის მცირდება NO-მდე:

თუმცა, ასეთი რეაქციების მრავალი მაგალითის მოყვანა შეიძლება, სადაც აზოტის მჟავა ავლენს შემცირების თვისებებს:

ხსნარში აზოტის მჟავისა და მისი მარილების არსებობა შეიძლება განისაზღვროს კალიუმის იოდიდისა და სახამებლის ხსნარის დამატებით. ნიტრიტის იონი ჟანგავს იოდის ანიონს. ეს რეაქცია მოითხოვს H +-ის არსებობას, ე.ი. ხდება მჟავე გარემოში.

აზოტის მჟავა

ლაბორატორიულ პირობებში აზოტის მჟავის მიღება შესაძლებელია ნიტრატებზე კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მოქმედებით:

NaNO 3 +H 2 SO 4(k) =NaHSO 4 +HNO 3 რეაქცია ხდება დაბალი გათბობით.

აზოტის მჟავის წარმოება სამრეწველო მასშტაბით ხორციელდება ამიაკის კატალიზური დაჟანგვით ატმოსფერული ჟანგბადით:

1. პირველ რიგში, ამიაკის და ჰაერის ნარევი გადადის პლატინის კატალიზატორზე 800°C-ზე. ამიაკი იჟანგება აზოტის ოქსიდად (II):

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

2. გაციებისას NO-ის შემდგომი დაჟანგვა ხდება NO 2-მდე: 2NO+O 2 =2NO 2

3. მიღებული აზოტის ოქსიდი (IV) იხსნება წყალში ჭარბი O 2 თანდასწრებით და წარმოიქმნება HNO 3: 4NO 2 +2H 2 O+O 2 =4HNO 3

საწყისი პროდუქტები - ამიაკი და ჰაერი - საფუძვლიანად იწმინდება მავნე მინარევებისაგან, რომლებიც წამლავს კატალიზატორს (წყალბადის სულფიდი, მტვერი, ზეთები და ა.შ.).

მიღებული მჟავა არის განზავებული (40-60% მჟავა). კონცენტრირებული აზოტის მჟავა (96-98% სიძლიერე) მიიღება განზავებული მჟავის გამოხდით კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან ნარევში. ამ შემთხვევაში აორთქლდება მხოლოდ აზოტის მჟავა.

ფიზიკური თვისებები

აზოტის მჟავა არის უფერო სითხე მძაფრი სუნით. ძალიან ჰიგიროსკოპიული, "კვამლი" ჰაერში, რადგან მისი ორთქლები ჰაერის ტენიანობით ქმნიან ნისლის წვეთებს. შერეულია წყალთან ნებისმიერი თანაფარდობით. -41,6°C-ზე გადადის კრისტალურ მდგომარეობაში. ადუღდება 82,6°C-ზე.

HNO 3-ში აზოტის ვალენტობაა 4, ჟანგვის მდგომარეობა +5. აზოტის მჟავას სტრუქტურული ფორმულა გამოსახულია შემდეგნაირად:

ჟანგბადის ორივე ატომი, რომელიც დაკავშირებულია მხოლოდ აზოტთან, ექვივალენტურია: ისინი აზოტის ატომიდან ერთსა და იმავე მანძილზე არიან და თითოეული ატარებს ელექტრონის ნახევარს, ე.ი. აზოტის მეოთხე ნაწილი თანაბრად იყოფა ორ ჟანგბადის ატომს შორის.

აზოტის მჟავის ელექტრონული სტრუქტურა შეიძლება გამოიტანოს შემდეგნაირად:

1. წყალბადის ატომი ჟანგბადის ატომს უკავშირდება კოვალენტური ბმის საშუალებით:

2. დაუწყვილებელი ელექტრონის გამო, ჟანგბადის ატომი ქმნის კოვალენტურ კავშირს აზოტის ატომთან:

3. აზოტის ატომის ორი დაუწყვილებელი ელექტრონი ქმნის კოვალენტურ კავშირს ჟანგბადის მეორე ატომთან:

4. ჟანგბადის მესამე ატომი აღგზნებისას ქმნის თავისუფალს 2p-ორბიტალი ელექტრონების დაწყვილებით. აზოტის მარტოხელა წყვილის ურთიერთქმედება ჟანგბადის მესამე ატომის ვაკანტურ ორბიტალთან იწვევს აზოტის მჟავას მოლეკულის წარმოქმნას:

ქიმიური თვისებები

1. განზავებული აზოტის მჟავა ავლენს მჟავების ყველა თვისებას. მიეკუთვნება ძლიერ მჟავებს. იხსნება წყალხსნარებში:

HNO 3 “Н + +NO - 3 ნაწილობრივ იშლება სითბოსა და სინათლის გავლენის ქვეშ:

4HNO 3 =4NO 2 +2H 2 O+O 2 ამიტომ შეინახეთ გრილ და ბნელ ადგილას.

2. აზოტის მჟავას ახასიათებს ექსკლუზიურად ჟანგვითი თვისებები. ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური თვისებაა მისი ურთიერთქმედება თითქმის ყველა მეტალთან. წყალბადი არასოდეს გამოიყოფა. აზოტის მჟავის შემცირება დამოკიდებულია მის კონცენტრაციაზე და შემცირების აგენტის ბუნებაზე. შემცირების პროდუქტებში აზოტის დაჟანგვის ხარისხი +4-დან -3-მდეა:

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

სხვადასხვა კონცენტრაციის აზოტის მჟავას სხვადასხვა აქტივობის ლითონებთან ურთიერთქმედების შემცირების პროდუქტები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაზე.

კონცენტრირებული აზოტის მჟავა ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე არ ურთიერთქმედებს ალუმინს, ქრომს და რკინას. ეს მათ პასიურ მდგომარეობაში აყენებს. ზედაპირზე წარმოიქმნება ოქსიდების ფილმი, რომელიც არ არის გამტარი კონცენტრირებული მჟავისთვის.

3. აზოტის მჟავა არ რეაგირებს Pt, Rh, Ir, Ta, Au. პლატინა და ოქრო იხსნება "რეგია არაყში" - 3 მოცულობის კონცენტრირებული მარილმჟავას და 1 მოცულობის კონცენტრირებული აზოტის მჟავის ნარევი:

Au+HNO 3 +3HCl= AuCl 3 +NO+2H 2 O HCl+AuCl 3 =H

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

"რეგია არაყის" ეფექტი არის ის, რომ აზოტის მჟავა აჟანგებს მარილმჟავას თავისუფალ ქლორამდე:

HNO 3 +HCl=Cl 2 +2H 2 O+NOCl 2NOCl=2NO+Cl 2 გამოთავისუფლებული ქლორი ერწყმის ლითონებს.

4. არამეტალები იჟანგება აზოტის მჟავასთან შესაბამის მჟავებამდე და კონცენტრაციის მიხედვით მცირდება NO ან NO 2-მდე:

S+bHNO 3(კონც.) =H 2 SO 4 +6NO 2 +2H 2 OP+5HNO 3(კონც.) =H 3 PO 4 +5NO 2 +H 2 O I 2 +10HNO 3 (კონც.) =2HIO 3 +10NO 2 +4H 2 O 3P+5HNO 3(p asb) +2H 2 O= 3H 3 PO 4 +5NO

5. ასევე ურთიერთქმედებს ორგანულ ნაერთებთან.

აზოტის მჟავას მარილებს ნიტრატები ეწოდება და არის კრისტალური ნივთიერებები, რომლებიც წყალში ძალიან ხსნადია. ისინი მიიღება HNO 3 ლითონებზე, მათ ოქსიდებსა და ჰიდროქსიდებზე მოქმედებით. კალიუმის, ნატრიუმის, ამონიუმის და კალციუმის ნიტრატებს უწოდებენ ნიტრატებს. ნიტრატი ძირითადად გამოიყენება როგორც მინერალური აზოტის სასუქები. გარდა ამისა, KNO 3 გამოიყენება შავი ფხვნილის მოსამზადებლად (75% KNO 3, 15% C და 10% S ნარევი). ასაფეთქებელი ამონიალი მზადდება NH 4 NO 3, ალუმინის ფხვნილისა და ტრინიტროტოლუენისგან.

აზოტის მჟავას მარილები იშლება გაცხელებისას და დაშლის პროდუქტები დამოკიდებულია მარილის წარმომქმნელი ლითონის პოზიციაზე სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალების სერიაში:

გაცხელებისას დაშლა (თერმოლიზი) აზოტის მჟავას მარილების მნიშვნელოვანი თვისებაა.

2KNO 3 =2KNO 2 +O 2

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

Mg-ის მარცხნივ სერიებში მდებარე ლითონების მარილები ქმნიან ნიტრიტებს და ჟანგბადს, Mg-დან Cu-მდე - ლითონის ოქსიდს, NO 2 და ჟანგბადს, Cu-ს შემდეგ - თავისუფალი ლითონი, NO 2 და ჟანგბადი.

განაცხადი

აზოტის მჟავა ქიმიური მრეწველობის ყველაზე მნიშვნელოვანი პროდუქტია. დიდი რაოდენობით იხარჯება აზოტოვანი სასუქების, ფეთქებადი ნივთიერებების, საღებავების, პლასტმასის, ხელოვნური ბოჭკოების და სხვა მასალების მომზადებაზე. მოწევა

აზოტის მჟავა გამოიყენება სარაკეტო ტექნოლოგიაში, როგორც სარაკეტო საწვავის ოქსიდიზატორი.

აზოტის მჟავა HNO 3 არის უფერო სითხე, აქვს მკვეთრი სუნი და ადვილად აორთქლდება. კანთან შეხების შემთხვევაში აზოტის მჟავამ შეიძლება გამოიწვიოს მძიმე დამწვრობა (კანზე წარმოიქმნება დამახასიათებელი ყვითელი ლაქა, ის დაუყოვნებლივ უნდა დაიბანოთ დიდი რაოდენობით წყლით და შემდეგ გაანეიტრალოთ NaHCO 3 სოდით)

აზოტის მჟავა

მოლეკულური ფორმულა: HNO 3, B(N) = IV, C.O. (N) = +5

აზოტის ატომი აყალიბებს 3 ბმას ჟანგბადის ატომებთან გაცვლის მექანიზმით და 1 კავშირს დონორ-მიმღები მექანიზმით.

ფიზიკური თვისებები

უწყლო HNO 3 ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე არის უფერო აქროლადი სითხე სპეციფიკური სუნით (bp 82,6 "C).

კონცენტრირებულ „ამომწვრალ“ HNO 3-ს აქვს წითელი ან ყვითელი ფერი, რადგან ის იშლება და გამოიყოფა NO 2. აზოტის მჟავა წყალს ერევა ნებისმიერი თანაფარდობით.

მოპოვების მეთოდები

I. სამრეწველო - 3-ეტაპიანი სინთეზი სქემის მიხედვით: NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3

ეტაპი 1: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

ეტაპი 2: 2NO + O 2 = 2NO 2

ეტაპი 3: 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

II. ლაბორატორია - ნიტრატის ხანგრძლივი გათბობა კონს. H2SO4:

2NaNO 3 (მყარი) + H 2 SO 4 (კონს.) = 2HNO 3 + Na 2 SO 4

Ba(NO 3) 2 (ტვ) + H 2 SO 4 (კონს.) = 2HNO 3 + BaSO 4

ქიმიური თვისებები

HNO 3, როგორც ძლიერი მჟავა, ავლენს მჟავების ყველა ზოგად თვისებას

HNO 3 → H + + NO 3 -

HNO 3 არის ძალიან რეაქტიული ნივთიერება. ქიმიურ რეაქციებში ის ვლინდება როგორც ძლიერი მჟავა და როგორც ძლიერი ჟანგვის აგენტი.

HNO 3 ურთიერთქმედებს:

ა) ლითონის ოქსიდებით 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O

ბ) ფუძეებით და ამფოტერული ჰიდროქსიდებით 2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

გ) სუსტი მჟავების მარილებით 2HNO 3 + CaCO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O

დ) ამიაკით HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO 3

განსხვავება HNO 3-სა და სხვა მჟავებს შორის

1. როდესაც HNO 3 ურთიერთქმედებს ლითონებთან, H 2 თითქმის არასოდეს გამოიყოფა, ვინაიდან H + მჟავის იონები არ მონაწილეობენ ლითონების დაჟანგვაში.

2. H + იონების ნაცვლად NO 3 - ანიონებს აქვთ ჟანგვითი ეფექტი.

3. HNO 3-ს შეუძლია დაშალოს არა მხოლოდ ლითონები, რომლებიც მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ აქტივობის სერიაში, არამედ დაბალაქტიური ლითონები - Cu, Ag, Hg. Au და Pt ასევე იხსნება HCl-ის ნარევში.

HNO 3 არის ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი

I. ლითონების დაჟანგვა:

HNO 3-ის ურთიერთქმედება: ა) დაბალი და საშუალო აქტივობის Me-სთან: 4HNO 3 (კონს.) + Cu = 2NO 2 + Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

8HNO 3 (დილ.) + 3Сu = 2NO + 3Cu(NO 3) 2 + 4H 2 O

ბ) აქტიური Me: 10HNO 3 (განზავებული) + 4Zn = N 2 O + 4Zn(NO 3) 2 + 5H 2 O

გ) ტუტე და ტუტე დედამიწაზე Me: 10HNO 3 (ულტრა დილ.) + 4Ca = NH 4 NO 3 + 4Ca(NO 3) 2 + 3H 2 O

ძალიან კონცენტრირებული HNO 3 ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე არ ხსნის ზოგიერთ მეტალს, მათ შორის Fe, Al, Cr.

II. არალითონების დაჟანგვა:

HNO 3 აჟანგებს P, S, C-ს მათ უმაღლეს CO-ებამდე და თავად მცირდება NO-მდე (HNO 3 დილ.) ან NO 2-მდე (HNO 3 კონს.).

5HNO 3 + P = 5NO 2 + H 3 PO 4 + H 2 O

2HNO3 + S = 2NO + H2SO4

III. რთული ნივთიერებების დაჟანგვა:

განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ზოგიერთი Me სულფიდის ჟანგვის რეაქციები, რომლებიც უხსნადია სხვა მჟავებში. მაგალითები:

8HNO 3 + PbS = 8NO 2 + PbSO 4 + 4H 2 O

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

HNO 3 - ნიტრატიზატორი ორგანული სინთეზის რეაქციებში

R-H + HO-NO 2 → R-NO 2 + H 2 O

C 2 H 6 + HNO 3 → C 2 H 5 NO 2 + H 2 O ნიტროეთანი

C 6 H 5 CH 3 + 3HNO 3 → C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 + 3H 2 O ტრინიტროტოლუოლი

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 → C 6 H 5 (NO 2) 3 OH + 3 H 2 O ტრინიტროფენოლი

HNO 3 ახდენს ალკოჰოლების ესტერიფიკაციას

R-OH + HO-NO 2 → R-O-NO 2 + H 2 O

C 3 H 5 (OH) 3 + 3HNO 3 → C 3 H 5 (ONO 2) 3 + 3 H 2 O გლიცეროლის ტრინიტრატი

HNO3-ის დაშლა

შუქზე შენახვისას და განსაკუთრებით გაცხელებისას, HNO 3 მოლეკულები იშლება ინტრამოლეკულური ჟანგვის შემცირების გამო:

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

გამოიყოფა წითელ-ყავისფერი ტოქსიკური აირი NO 2, რომელიც აძლიერებს HNO 3-ის აგრესიულ ჟანგვის თვისებებს

აზოტმჟავას მარილები - ნიტრატები Me(NO 3) n

ნიტრატები არის უფერო კრისტალური ნივთიერებები, რომლებიც კარგად იხსნება წყალში. მათ აქვთ ტიპიური მარილების დამახასიათებელი ქიმიური თვისებები.

Გამორჩეული მახასიათებლები:

1) რედოქსის დაშლა გაცხელებისას;

2) მდნარი ტუტე ლითონის ნიტრატების ძლიერი ჟანგვის თვისებები.

თერმული დაშლა

1. ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ნიტრატების დაშლა:

Me(NO 3) n → Me(NO 2) n + O 2

2. ლითონის ნიტრატების დაშლა ლითონების აქტივობის სერიაში Mg-დან Cu-მდე:

Me(NO 3) n → Me x O y + NO 2 + O 2

3. მეტალების ნიტრატების დაშლა, რომლებიც უფრო მაღალია მეტალების აქტივობის სერიაში, ვიდრე Cu:

Me(NO 3) n → Me + NO 2 + O 2

ტიპიური რეაქციების მაგალითები:

1) 2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2

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

3) 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

ტუტე ლითონის ნიტრატების დნობის ოქსიდაციური ეფექტი

წყალხსნარებში ნიტრატები, HNO 3-ისგან განსხვავებით, თითქმის არ ავლენენ ჟანგვითი აქტივობას. ამასთან, ტუტე ლითონის ნიტრატების და ამონიუმის დნობა ძლიერი ჟანგვის აგენტია, რადგან ისინი იშლება აქტიური ჟანგბადის გამოყოფით.

დეტალები კატეგორია: ნახვები: 8817

აზოტის მჟავა, HNO 3, მიიღება აზოტის ოქსიდების წყალში გახსნით:

3NO 2 + H 2 O = 2HN 3 + NO
N 2 O 3 + H 2 O = HNO 3 + NO
N2O5 + H2O = 2HNO3

აზოტის მჟავას ფიზიკური თვისებები. მოლური წონა - 63,016; უფერო სითხე დამახასიათებელი სუნით; დუღილის წერტილი 86°, დნობის წერტილი -47°; ხვედრითი წონა 1.52 15°-ზე; დისტილაციის დროს, 2HNO 3 = N 2 O 3 + 2O + H 2 O დაშლის გამო, აზოტის მჟავა დაუყოვნებლივ გამოყოფს ჟანგბადს, N 2 O 3 და წყალს; ამ უკანასკნელის შეწოვა იწვევს დუღილის მატებას. წყალხსნარში ძლიერი აზოტის მჟავა ჩვეულებრივ შეიცავს აზოტის ოქსიდებს და სრულიად უწყლო აზოტის მჟავას მომზადება მნიშვნელოვან სირთულეებს წარმოადგენს. შეუძლებელია დისტილაციით უწყლო აზოტმჟავას მიღება, ვინაიდან აზოტის მჟავას წყალხსნარებს აქვთ მინიმალური ელასტიურობა, ანუ მჟავას წყლის დამატება და პირიქით ამცირებს ორთქლის ელასტიურობას (და ზრდის დუღილის ტემპერატურას). ამიტომ, სუსტი მჟავის დისტილაციის შედეგად (დ< 1,4) получается постоянно кипящий остаток D = 1,415, с содержанием 68% HNО 3 и с температурой кипения 120°,5 (735 мм). Перегонка при пониженном давлении дает остаток с меньшим содержанием HNО 3 , при повышенном давлении - с большим содержанием HNO 3 . Кислота D = 1,503 (85%), очищенная продуванием воздуха от N 2 О 4 , дает при перегонке остаток с 77,1% HNО 3 . Кислота D = 1,55 (99,8%) дает при перегонке сначала сильно окрашенный окислами азота раствор D = 1,62, а в остатке кислоту D = 1,49. Т. о. в остатке при перегонке азотной кислоты всегда оказывается кислота, соответствующая минимуму упругости (максимуму температуры кипения). Безводную кислоту можно получить лишь при смешивании крепкой (99,1%) азотной кислоты с азотным ангидридом.

გაყინვით, როგორც ჩანს, 99,5%-ზე მეტი მჟავის მიღება შეუძლებელია. მარილიანი მჟავას მოპოვების ახალი მეთოდებით (ვალენტინერი) მჟავა საკმაოდ სუფთაა, მაგრამ ძველთან ერთად საჭირო იყო მისი გაწმენდა ძირითადად ქლორიდის ნაერთებისგან და N 2 O 4 ორთქლისაგან. უძლიერეს მჟავას აქვს D0 = 1,559, D15 = 1,53 და 100% HNO3 - D4 = 1,5421 (ველი და მენლი); 100% მჟავა ორთქლდება ჰაერში და იზიდავს წყლის ორთქლს ისევე ძლიერად, როგორც გოგირდის მჟავა. მჟავა D = 1,526 თბება თოვლთან შერევისას.

წარმოქმნის სითბო (1/2 H 2 + 1/2 N 2 + 3/2 O 2-დან):

HNO 3 – ორთქლი + 34400 კალ
HNO 3 – თხევადი + 41600 კალ
HNO 3 – კრისტალები + 42200 კალ
HNO 3 – ხსნარი + 48800 კალ

განზავების სითბო: H 2 O-ს ერთი ნაწილაკის HNO 3-ზე დამატებისას - 3,30 კალორია, ორი ნაწილაკი - 4,9 კალორი, ხუთი ნაწილაკი - 6,7 კალორი, ათი - 7,3 კალორი. შემდგომი დამატება იძლევა თერმული ეფექტის უმნიშვნელო ზრდას. კრისტალების სახით თქვენ მიიღებთ:
1) HNO 3 ·H 2 O = H 3 NO 4 - რომბისებრი ტაბლეტები მოგვაგონებს AgNO 3-ს, დნობის წერტილი = -34° (-38°);
2) HNO 3 (H 2 O) 2 = H 5 NO 5 - ნემსები, დნობის წერტილი -18 °.2, სტაბილური მხოლოდ -15 ° -ზე ქვემოთ. წყალმჟავას კრისტალიზაციის ტემპერატურის მრუდს აქვს სამი ევტექტიკა (-66°.3, -44°.2, -43°-ზე) და ორი მაქსიმუმი (HNO 3 H 2 O -38°, HNO 3 3H 2 O -18 °,2). იგივე განსაკუთრებული წერტილები შეიმჩნევა ხსნარის სიცხეებზე და ელექტრული გამტარობის მრუდის შემობრუნებისთვის, მაგრამ ამ უკანასკნელზე ასევე შეინიშნება 2HNO 3 ·H 2 O და HNO 3 ·10H 2 O. ახლახან ნათქვამიდან და ფოსფორის მჟავებთან ანალოგიით, აქედან გამომდინარეობს, რომ აზოტის მჟავას ხსნარებში არის მისი ჰიდრატი HNO 3, მაგრამ ის ძალიან ადვილად იშლება, რაც განსაზღვრავს HNO 3-ის მაღალ რეაქტიულობას. ხსნარში NO 2 შემცველი აზოტის მჟავა ეწოდება მოწევა(წითელი).

ქიმიური თვისებები. სუფთა HNO 3 ადვილად იშლება და მოყვითალო ხდება 2HNO 3 = 2NO 2 + O 2 + H 2 O რეაქციის და შედეგად მიღებული აზოტის ანჰიდრიდის შეწოვის გამო. სუფთა აზოტმჟავა და ზოგადად ძლიერი აზოტმჟავა სტაბილურია მხოლოდ დაბალ ტემპერატურაზე. აზოტის მჟავას მთავარი მახასიათებელია მისი უკიდურესად ძლიერი ჟანგვის უნარი ჟანგბადის გამოყოფის გამო. ამრიგად, მეტალებზე მოქმედებისას (გარდა Pt, Rh, Ir, Au, რომლებზეც HNO 3 არ მოქმედებს ქლორის არარსებობის შემთხვევაში), აზოტის მჟავა აჟანგებს ლითონს, გამოყოფს აზოტის ოქსიდებს, რაც უფრო დაბალია ჟანგვის ხარისხი, მით უფრო ენერგიულია. დაჟანგული ლითონი იყო როგორც შემცირების აგენტი. მაგალითად, ტყვია (Pb) და კალა (Sn) იძლევა N 2 O 4; ვერცხლი - ძირითადად N 2 O 3. გოგირდი, განსაკუთრებით ახლად დალექილი, ადვილად იჟანგება; ფოსფორი ოდნავ გაცხელებისას გადაიქცევა ფოსფორის მჟავად. გახურებული ქვანახშირი აალდება აზოტის მჟავას ორთქლში და თავად აზოტმჟავაში. წითელ მჟავას ჟანგვის ეფექტი უფრო დიდია ვიდრე უფერო მჟავას. მასში ჩაძირული რკინა პასიური ხდება და აღარ ექვემდებარება მჟავას მოქმედებას. უწყლო აზოტმჟავა ან შერეული გოგირდის მჟავას აქვს ძალიან ძლიერი გავლენა ციკლურ ორგანულ ნაერთებზე (ბენზოლი, ნაფტალინი და ა.შ.), რაც იძლევა ნიტრო ნაერთებს C 6 H 5 H + HNO 3 = C 6 H 5 NO 2 + HOH. პარაფინების ნიტრაცია ხდება ნელა და მხოლოდ სუსტი მჟავის მოქმედებით (იონიზაციის მაღალი ხარისხი). ჰიდროქსილის (გლიცერინი, ბოჭკოვანი) შემცველი ნივთიერებების აზოტის მჟავასთან ურთიერთქმედების შედეგად მიიღება ნიტრატის ეთერები, რომლებსაც არასწორად უწოდებენ ნიტროგლიცერინი, ნიტროცელულოზა და ა.შ. ყველა ექსპერიმენტი და ყველა სამუშაო აზოტის მჟავასთან უნდა ჩატარდეს კარგად ვენტილირებადი ოთახში. , მაგრამ სასურველია სპეციალური პროექტით .

ანალიზი . აზოტის მჟავას კვალის აღმოსაჩენად გამოიყენეთ: 1) დიფენილენდანილდიჰიდროტრიაზოლი (კომერციულად ცნობილი როგორც „ნიტრონი“); 5 ან 6 წვეთი ნიტრონის 10% ხსნარის 5% ძმარმჟავას ასხამენ 5-6 სმ 3 საცდელ ხსნარს, წინასწარ ემატება ერთი წვეთი H 2 SO 4: შესამჩნევი რაოდენობით NO-ს არსებობისას. 3 იონი გამოიყოფა უხვი ნალექი, ძალიან სუსტ ხსნარებში გამოიყოფა ნემსის ფორმის კრისტალები; 0°-ზე კი 1/80000 HNO 3 შეიძლება გაიხსნას ნიტრონით; 2) ბრუცინი ხსნარში; შეურიეთ საცდელ ხსნარს და ფრთხილად დაასხით სინჯარის კედლის გასწვრივ ძლიერ გოგირდმჟავამდე; ტესტის მილში ორივე ფენის შეხების ადგილას წარმოიქმნება მოვარდისფრო-წითელი ფერი, რომელიც ქვემოდან მომწვანო ხდება.

HNO 3 ოდენობის დასადგენად აზოტმჟავას ხსნარში, თქვენ უნდა დაატიტრათ N 2 O 4 KMnO 4 ხსნარით, დაადგინოთ სითხის სიმკვრივე ჰიდრომეტრით და გამოკლოთ კორექტირება N 2 O 4 შემცველობისთვის. მითითებულია სპეციალურ ცხრილში.

აზოტის მჟავას წარმოების სამრეწველო მეთოდები. აზოტის მჟავა ამოღებულია. arr. სალტედან. ადრე მარილის მოპოვება ხდებოდა ე.წ. „სალპეტრიერი“, ანუ „ბურთები“, სადაც ნაკელი, შარდის შერევის შედეგად და ა.შ. ძველ თაბაშირთან ერთად თანდათანობით, ნაწილობრივ ბაქტერიების მოქმედებით, შარდოვანას და სხვა ორგანული აზოტის ნაერთების (ამინები, ამიდები და ა.შ.) დაჟანგვა ხდება აზოტმჟავაში, კირქვასთან ერთად კალციუმის ნიტრატის წარმოქმნა. ცხელ დღეებში, განსაკუთრებით სამხრეთში (მაგალითად, ინდოეთსა და ცენტრალურ აზიაში), პროცესი ძალიან სწრაფად მიდის.

1813 წელს საფრანგეთში 2 000 000 კგ-მდე მარილიანი მარილები მოიპოვეს. 25 მსხვილი ცხოველი წელიწადში დაახლოებით 500 კგ მარილს აწარმოებს. ზოგიერთ რაიონში, ცხოველური ნარჩენებით მდიდარი ძირითადი ნიადაგით (მაგალითად, ყუბანის რაიონი), შესაძლებელია, რომ ნიადაგში იყოს შესამჩნევი რაოდენობით ნიტრატი, მაგრამ არასაკმარისი მოპოვებისთვის. შესამჩნევი რაოდენობით იქნა მოპოვებული განგის ხეობაში და გვხვდება ჩვენს შუა აზიის ციხესიმაგრეებში, სადაც მარილის შემცველი ნიადაგის მარაგი თითოეულ ადგილას 17 ტონას აღწევს, მაგრამ მასში მარილის შემცველობა არაუმეტეს 3%-ია. ნატრიუმის ნიტრატის საბადოები - ჩილე - აღმოაჩინეს 1809 წელს; ისინი ძირითადად გვხვდება ტარაპაკას პროვინციაში, 68° 15"-დან 70° 18"-მდე აღმოსავლეთ გრძედის და 19° 17" და 21° 18" სამხრეთ განედის შორის, მაგრამ ასევე გვხვდება უფრო სამხრეთით და ჩრდილოეთით (პერუში და ბოლივიაში); მათი საბადო მდებარეობს ზღვის დონიდან 1100 მ სიმაღლეზე. საბადოები დაახლოებით 200 კმ სიგრძისაა, 3-5 კმ სიგანისა და ნანო 3 საშუალო შემცველობა 30-40%. რეზერვები, მოხმარების წლიური 50 000 ტონა ზრდის გათვალისწინებით, შეიძლება გაგრძელდეს 300 წლის განმავლობაში. 1913 წელს ექსპორტირებული იყო 2 738 000 ტონა, მაგრამ ევროპაში ექსპორტი გარკვეულწილად შემცირდა, თუმცა ომის დროს ექსპორტის ძალიან შესამჩნევი ვარდნის შემდეგ, 1920 წლიდან კვლავ ოდნავ გაიზარდა. ჩვეულებრივ თავზე დევს "ცეცხლი" (50 სმ - 2 მ სისქით). ), რომელიც შედგება კვარცისა და ფელდსპათიური ქვიშისგან და მის ქვეშ „კალიჰე“ (25 სმ - 1,5 მ), შეიცავს მარილს (საბადოები მდებარეობს უდაბნოში მარილისა და ბორის კალციუმის მარილის საბადოების გვერდით). „კალიჰეს“ შემადგენლობა ძალიან მრავალფეროვანია; შეიცავს NaNO 3 - 30% -დან 70% -მდე, იოდის და იოდის მარილებს - 2% -მდე, ნატრიუმის ქლორიდს - 16-30%, სულფატის მარილებს - 10% -მდე, მაგნიუმის მარილებს - 6% -მდე. საუკეთესო ჯიშები საშუალოდ შეიცავს: NaNO 3 - 50%, NaCl - 26%, Na 2 SO 4 - 6%, MgSO 4 - 3%. NaNO 3 იხსნება მაღალ ტემპერატურაზე ისე, რომ გაცილებით მეტი NaNO 3 გადადის ხსნარში, ვიდრე NaCl, რომლის ხსნადობა ოდნავ იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. 3 ტონა „კალიჰედან“ მიიღებთ 1 ტონა უმი მარილეს საშუალოდ 95-96% მარილის შემცველობით. 1 ლიტრი დედა მარილწყალიდან ჩვეულებრივ მიიღება 2,5-5გრ იოდი. როგორც წესი, ნედლი მარილის წიწაკა ყავისფერია, რკინის ოქსიდის შერევის გამო. სასუქისთვის გამოიყენება 1-2%-მდე ქლორიდის ნაერთების შემცველი მარილი. ნატრიუმის სუფთა ნიტრატი არის უფერო, გამჭვირვალე, არაჰიგროსკოპიული, თუ არ შეიცავს ქლორიდულ ნაერთებს; კრისტალიზდება კუბებად. აზოტის მჟავის მისაღებად მარილეს თბება გოგირდის მჟავით; ურთიერთქმედება მიჰყვება განტოლებას:

NaNO 3 + H 2 SO 4 = HNO 3 + NaSO 4

ე.ი. მიიღება მჟავა სულფატი. ეს უკანასკნელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყალბადის ქლორიდის დასამზადებლად NaHSO 4-ისა და NaCl-ის ნარევის მაფლებში კალცინით. განტოლების მიხედვით ურთიერთქმედებისთვის

თეორიულად, აუცილებელია 57,6 კგ H 2 SO 4 ან 60 კგ მჟავა 66 ° Bẻ 100 კგ NaNO 3-ზე. ფაქტობრივად, დაშლის თავიდან ასაცილებლად 20-30%-ით მეტ გოგირდმჟავას იღებენ. ურთიერთქმედება ხორციელდება ჰორიზონტალურ ცილინდრულ რკინის რეტორტებში 1,5 მ სიგრძით, 60 სმ დიამეტრით, 4 სმ სისქის კედლებით. თითოეული ცილინდრი შეიცავს 75 კგ მარილიან და 75 კგ H 2 SO 4. ორთქლი ჯერ გადის კერამიკულ მაცივარში, გაცივდება წყლით, ან დახრილი კერამიკული მილით, შემდეგ შთამნთქმელებით: „ცილინდრებით“ ან „ბონბონებით“, ანუ დიდი კერამიკული „ვულფის კოლბებით“. თუ გოგირდის მჟავა 60° В (71%) იღება და 100 კგ მარილიანზე 4 კგ წყალს მოათავსებენ პირველ შთამნთქმელში, მაშინ მიიღება მჟავა 40-42° ⺻ (38-41%); მჟავას 66° ⺻ (99,6%) და მშრალი მარილის გამოყენებით, ვიღებთ 50° ⺻ (53%); 36°C-ზე მჟავის მისაღებად პირველ შთამნთქმელში ათავსებენ 8 ლიტრ წყალს, მეორეში 4 ლიტრს და შემდეგში 2,6 ლიტრს. გაჟღენთილი აზოტის მჟავა მიიღება მარილის რეაქციის შედეგად გოგირდის მჟავის ნახევარზე, რომელიც საჭიროა გაანგარიშებით. ამრიგად, მეთოდი წარმოქმნის მჟავას, რომელიც დაბინძურებულია ნიტროზილ ქლორიდით და სხვა ნივთიერებებით, რომლებიც ტოვებენ პროცესის დასაწყისში, ხოლო აზოტის ოქსიდებს დისტილაციის ბოლოს. აზოტის ოქსიდები შედარებით ადვილია განდევნა მჟავაში ჰაერის ნაკადის აფეთქებით. ბევრად უფრო მომგებიანია მუშაობა რეტორებში, რომლებიც გარშემორტყმულია ცეცხლით ყველა მხრიდან და აქვს მილი ბოლოში ბისულფატის გასათავისუფლებლად, რომელიც შეიცავს შესამჩნევი რაოდენობით მჟავას. ფაქტია, რომ თუჯის კოროზია არ ხდება მჟავით, თუ იგი საკმარისად არის გაცხელებული და თუ ცეცხლთან კონტაქტი ყველა მხრიდან უზრუნველყოფს მჟავას წვეთების დეპონირებას. ასეთ რეტორებში (1,20 სიგანისა და 1,50 მ დიამეტრის, კედლის სისქით 4-5 სმ), მარილეს ამუშავებენ გოგირდის მჟავით 450 კგ და თუნდაც 610 კგ მარილიანი 660 კგ H 2 SO 4-ზე ( 66 ° Bẻ). ცილინდრების ნაცვლად ახლა ხშირად გამოიყენება ვერტიკალური მილები ან ეს მილები უკავშირდება ცილინდრებს.

გუტმანის მეთოდის მიხედვით, დაშლა ხორციელდება თუჯის რეტორებში, რომლებიც შედგება რამდენიმე ნაწილისაგან (ნახ. 1 და 1ა); ნაწილები შეერთებულია ღვეზელით, რომელიც ჩვეულებრივ შედგება 100 ნაწილის რკინის ფილა, 5 ნაწილის გოგირდის, 5 ნაწილის ამონიუმის ქლორიდისგან რაც შეიძლება ნაკლები წყლით; რეტორები და, თუ ეს შესაძლებელია, ჩამტვირთავი ლუქი ჩასმულია აგურის ნაკეთობებში და თბება ღუმელის გაზებით.

800 კგ მარილიანი და 800 კგ 95% გოგირდის მჟავა იტვირთება რეტორტში და ხდება დისტილაცია 12 საათის განმავლობაში; ეს მოიხმარს დაახლოებით 100 კგ ნახშირს. ასევე გამოიყენება ცილინდრული რეტორტები. გამოთავისუფლებული ორთქლი პირველად შედის ცილინდრში 8; შემდეგ გაიარეთ კერამიკული მილების სერია, 12 და 13, მოთავსებული ხის ყუთში წყლით; აქ ორთქლები კონდენსირებულია აზოტის მჟავაში, რომელიც მიედინება გუტმანის ინსტალაციის 22 მილებით და 23 კოლექციით 28, და კონდენსატი მე-8 ცილინდრიდან ასევე შემოდის აქ; აზოტის მჟავა, რომელიც არ არის კონდენსირებული მილებში 12, შედის 15a-ს გავლით ბურთულებით სავსე და წყლით გარეცხილ კოშკში; მჟავის ბოლო კვალი, რომელიც არ შეიწოვება კოშკში, დაფიქსირებულია ცილინდრში 43a; გაზები 46a მილის მეშვეობით მიჰყავთ საკვამურში. დისტილაციის დროს წარმოქმნილი აზოტის ოქსიდების დაჟანგვის მიზნით, ჰაერი ურევენ გაზებს პირდაპირ რეტორიდან გასასვლელში. თუ წარმოებაში გამოიყენება ძლიერი გოგირდის მჟავა და გამხმარი მარილი, მაშინ მიიღება უფერო 96-97% აზოტის მჟავა. თითქმის ყველა მჟავა კონდენსირდება მილებში, მხოლოდ მცირე ნაწილი (5%) შეიწოვება კოშკში, რაც იძლევა 70% აზოტის მჟავას, რომელსაც ემატება ნიტრატის შემდეგი დატვირთვა. რომ. შედეგი არის უფერო აზოტის მჟავა, ქლორის გარეშე, თეორიის 98-99% გამოსავლით. გუტმანის მეთოდი ფართოდ გავრცელდა მისი სიმარტივისა და ინსტალაციის დაბალი ღირებულების გამო. 96-100% მჟავა მიიღება მარილერისგან ვალენტინერის მეთოდით, დისტილაციით შემცირებული წნევით (30 მმ) თუჯის რეტორებში 1000 კგ NaNO 3, 1000 კგ H2SO 4 (66 ° Вẻ) ნარევიდან და ასეთი რაოდენობით. სუსტი მჟავა HNO 3, რომელიც ამატებს 100 კგ წყალს. დისტილაცია გრძელდება 10 საათი, შენადნობში ჰაერი მუდმივად შედის. ურთიერთქმედება ხდება 120°-ზე, მაგრამ პროცესის ბოლოს ხდება “კრიზისი” (1 საათი) და შესაძლებელია ძლიერი დარტყმა (120-130°-ზე). ამის შემდეგ გათბობა მიიყვანება 175-210°-მდე. ძალიან მნიშვნელოვანია სათანადო გასქელება და მჟავას დაჭერა. რეტორტის ორთქლი შედის ცილინდრში, მისგან 2 ძალიან გაცივებულ ხვეულში, მათგან კრებულში (როგორიცაა ვულფის კოლბაში), შემდეგ ისევ ხვეული და შემდეგ 15 ცილინდრი, რომლის უკან მოთავსებულია ტუმბო. NaNO 3-ის 1000 კგ დატვირთვით 6-8 საათში მიიღება 600 კგ HNO 3 (48° ⺻), ანუ ნორმის 80%.

ნორვეგიული ნიტრატიდან (კალციუმიდან) აზოტის მჟავის მისაღებად ამ უკანასკნელს ხსნიან, უმატებენ ძლიერ აზოტმჟავას და ურევენ გოგირდმჟავას, რის შემდეგაც აზოტმჟავას ფილტრავენ თაბაშირიდან.

შენახვა და შეფუთვა. აზოტის მჟავას შესანახად შეგიძლიათ გამოიყენოთ მინის, ცეცხლგამძლე და სუფთა ალუმინის ჭურჭელი (არაუმეტეს 5% მინარევები), ასევე სპეციალური სილიციუმის მჟავას რეზისტენტული კრუპ ფოლადისგან (V2A) დამზადებული ჭურჭელი. მას შემდეგ, რაც ძლიერი აზოტის მჟავა მოქმედებს ხეზე, ნახერხზე, მცენარეულ ზეთში გაჟღენთილ ქსოვილებზე და ა.შ., შესაძლებელია აფეთქება და ხანძარი (მაგალითად, თუ ტრანსპორტირების დროს ბოთლი ასკდება), მაშინ აზოტის მჟავის ტრანსპორტირება შესაძლებელია მხოლოდ სპეციალურ მატარებლებზე. ტურპენტინი ძლიერ აზოტმჟავასთან შეხებისას გაცხელებისას განსაკუთრებით ადვილად იწვის.

გამოყენება: 1) მარილების სახით სასუქისთვის, 2) ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებისთვის, 3) საღებავებისთვის ნახევარფაბრიკატების და ნაწილობრივ თავად საღებავებისთვის. ჩ. arr. სასუქებისთვის გამოიყენება აზოტმჟავას ან ნიტრატის მარილები (ნატრიუმი, ამონიუმი, კალციუმი და კალიუმი). 1914 წელს აზოტის მსოფლიო მოხმარებამ ჩილეს ნიტრატის სახით მიაღწია 368 000 ტონას, ხოლო ჰაერიდან აზოტის მჟავას - 10 000 ტონას, 1925 წელს მოხმარება ჰაერიდან 360 000 ტონა აზოტის მჟავას უნდა აღწევდა. ომის დროს აზოტის მჟავის მოხმარება მნიშვნელოვნად იზრდება ასაფეთქებელ ნივთიერებებზე დახარჯული ხარჯების გამო, რომელთაგან მთავარია ნიტროგლიცერინი და სხვადასხვა ტიპის ნიტროცელულოზები, ნიტრო ნაერთები (ნიტროტოლუოლი, TNT, მელინიტი და ა. მშვიდობის დროს, აზოტის მჟავა იხარჯება ნიტრო ნაერთების წარმოებაზე, მაგალითად, ნიტრობენზოლი, საღებავებზე გადასასვლელად ანილინის საშუალებით, რომელიც მიიღება ნიტრობენზოლისგან შემცირებით. მნიშვნელოვანი რაოდენობით აზოტის მჟავა გამოიყენება ლითონების ამოსაჭრელად; აზოტის მჟავას მარილები (მარილიტრი) გამოიყენება ასაფეთქებელი ნივთიერებებისთვის (ამონიუმის ნიტრატი - უკვამლოში, კალიუმის ნიტრატი - შავ ფხვნილში) და ფეიერვერკისთვის (ბარიუმის ნიტრატი - მწვანე).

აზოტის მჟავას სტანდარტი. აზოტის მჟავას სტანდარტი ჯერჯერობით მხოლოდ სსრკ-ში არსებობს და დამტკიცებული იყო STO-ს სტანდარტიზაციის კომიტეტის მიერ, როგორც გაერთიანების სავალდებულო სტანდარტი (OST-47) 40° Bẻ მჟავისთვის. სტანდარტი ადგენს HNO 3-ის შემცველობას აზოტმჟავაში 61,20%-მდე და ზღუდავს მინარევების შემცველობას: გოგირდის მჟავა არაუმეტეს 0,5%, ქლორი არაუმეტეს 0,8%, რკინა არაუმეტეს 0,01%, მყარი ნარჩენი არაუმეტეს 0,9%; სტანდარტული აზოტის მჟავა არ უნდა შეიცავდეს ნალექს. სტანდარტი არეგულირებს გამყიდველსა და მყიდველს შორის ურთიერთობას, მკაცრად არეგულირებს შერჩევისა და ანალიზის მეთოდებს. აზოტის მჟავას შემცველობა განისაზღვრება მჟავაში NaOH-ის დამატებით და მჟავასთან უკან ტიტრირებით. გოგირდმჟავას შემცველობა განისაზღვრება BaSO 4-ის სახით BaCl 2-ის დალექვით. ქლორის შემცველობა განისაზღვრება ტიტრირებით ტუტე გარემოში ვერცხლის ნიტრატით. რკინის შემცველობა განისაზღვრება სესკვიოქსიდების ამიაკით დალექვით, რკინის ოქსიდის შემცირებით შავი რკინით და KMnO 4-ის შემდგომი ტიტრირებით. აზოტის მჟავას შეფუთვა ჯერ კიდევ არ არის სტანდარტული. კონტეინერის ზომაზე, წონასა და ხარისხზე შეხების გარეშე, სტანდარტი ითვალისწინებს აზოტის მჟავას შეფუთვას მინის ჭურჭელში და იძლევა ინსტრუქციას მისი შეფუთვისა და დალუქვის შესახებ.

აზოტის მჟავას მომზადება

I. ჰაერიდან. ჰაერიდან აზოტის მჟავის სინთეზი ვოლტაური რკალის მოქმედებით გარკვეულწილად იმეორებს პროცესს, რომელიც ბუნებაში ხდება ატმოსფერული ელექტროენერგიის გამონადენის გავლენის ქვეშ. კავენდიში იყო პირველი, ვინც დააკვირდა (1781 წელს) აზოტის ოქსიდების წარმოქმნას ჰაერში H 2-ის წვის დროს და შემდეგ (1784 წელს) როდესაც ჰაერში ელექტრო ნაპერწკალი გადის. მუტმანი და გოფერი 1903 წელს პირველებმა სცადეს წონასწორობის შესწავლა: N 2 + O 2 2NO. ალტერნატიული დენის ვოლტაური რკალის 2000-4000 ვ-ზე ჰაერში გავლისას მათ პრაქტიკულად მიაღწიეს NO კონცენტრაციას 3,6-დან 6,7 ვ.%-მდე. მათი ენერგიის მოხმარება 1 კგ HNO 3-ზე მიაღწია 7,71 კვტ/სთ-ს. შემდეგ ნერნსტმა შეისწავლა ეს წონასწორობა ირიდიუმის მილში ჰაერის გავლის გზით. გარდა ამისა, ნერნსტი, ჯელინეკი და სხვა მკვლევარები მუშაობდნენ იმავე მიმართულებით. ჰაერსა და აზოტის ოქსიდს შორის წონასწორობის შესწავლის ექსპერიმენტული შედეგების ექსტრაპოლაციით, ნერნსტმა შეძლო გამოთვალა, რომ განტოლების მარჯვენა მხარეს 7 მოცულობითი % NO შემცველობა დადგენილია 3750 ° ტემპერატურაზე (ე.ი. დაახლოებით ტემპერატურაზე ვოლტაური რკალის).

ატმოსფერული აზოტის დასაფიქსირებლად ვოლტაური რკალის ტექნიკური გამოყენების იდეის პრიორიტეტი ეკუთვნის ფრანგ მკვლევარს ლეფებრს, რომელმაც ჯერ კიდევ 1859 წელს დააპატენტა ინგლისში ჰაერიდან აზოტის მჟავის წარმოების მისი მეთოდი. მაგრამ იმ დროს ელექტროენერგიის ღირებულება ძალიან მაღალი იყო ლეფებრის მეთოდისთვის პრაქტიკული გამოყენებისთვის. აღსანიშნავია აგრეთვე მაკდუგალის პატენტები (An. P. 4633, 1899) და ტექნიკური მასშტაბით განხორციელებული ბრედლისა და ლავჯოის მეთოდი, რომელიც გამოიყენა 1902 წელს ამერიკულმა კომპანია Atmospheric Products С° (1 მილიონი დოლარის კაპიტალით). ნიაგარას ჩანჩქერის ენერგიის გამოყენებით. ატმოსფერული აზოტის დასაფიქსირებლად 50,000 ვ ძაბვის გამოყენების მცდელობები, რომლებიც გაკეთდა კოვალსკის და მისი თანამშრომლის ი. მოსციცკის მიერ, ასევე ამ დროით უნდა დათარიღდეს. მაგრამ პირველი მნიშვნელოვანი წარმატება ჰაერიდან აზოტის მჟავის წარმოებაში მოიტანა ნორვეგიელი ინჟინრის ბირკლანდის ისტორიულმა იდეამ, რომელიც უნდა გამოეყენებინა ამ უკანასკნელის უნარი ძლიერ ელექტრომაგნიტურ ველში გადაჭიმულიყო აზოტის ოქსიდების გამოსავლიანობის გასაზრდელად. ვოლტაური რკალის ჰაერში გავლისას. ბირკლენდმა გააერთიანა ეს იდეა სხვა ნორვეგიელ ინჟინერთან, ეიდესთან და გადათარგმნა ტექნიკურ ინსტალაციად, რამაც დაუყოვნებლივ უზრუნველყო აზოტის მჟავას ჰაერიდან მოპოვების ეკონომიური შესაძლებლობა. დენის მიმართულებისა და ელექტრომაგნიტის მოქმედების მუდმივი ცვლილების გამო, მიღებულ ვოლტაურ რკალის ალი აქვს მუდმივი მიდრეკილება ადიდდეს სხვადასხვა მიმართულებით, რაც იწვევს ვოლტაური რკალის წარმოქმნას, რომელიც სწრაფად მოძრაობს მთელი დროის განმავლობაში. სიჩქარე 100 მ/წმ-მდე, ქმნის შთაბეჭდილებას, რომ მშვიდად იწვის ფართო ელექტრო მზის 2 მ ან მეტი დიამეტრის. ამ მზეში განუწყვეტლივ იფეთქება ჰაერის ძლიერი ნაკადი და თავად მზე ჩასმულია ცეცხლგამძლე თიხისგან დამზადებულ სპეციალურ ღუმელში, რომელიც შეკრულია სპილენძში (ნახ. 1, 2 და 3).

ვოლტაური რკალის ღრუ ელექტროდები შიგნიდან გაცივებულია წყლით. ჰაერი არხებით აღუმელის ცეცხლმოკიდებულ გარსში ის შედის რკალის კამერაში b; დაჟანგული აირის მეშვეობით ტოვებს ღუმელს და გაცივდება მისი სითბოს გამოყენებით აორთქლების აპარატის ქვაბების გასათბობად. ამის შემდეგ NO შედის ჟანგვის კოშკებში, სადაც ატმოსფერული ჟანგბადით იჟანგება NO 2-მდე. ეს უკანასკნელი პროცესი არის ეგზოთერმული პროცესი (2NO + O 2 = 2NO 2 + 27Cal) და, შესაბამისად, პირობები, რომლებიც ზრდის სითბოს შთანთქმას, მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს ამ მიმართულებით რეაქციას. შემდეგი, აზოტის დიოქსიდი შეიწოვება წყლის მიერ შემდეგი განტოლებების მიხედვით:

3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO
2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

სხვა მეთოდით, აირების რეაქციაში შემავალი ნარევი გაცივდება 150°-ზე ქვემოთ შეწოვამდე; ამ ტემპერატურაზე საპირისპირო დაშლა - NO 2 = NO + O - თითქმის არ ხდება. იმის გათვალისწინებით, რომ გარკვეულ პირობებში წონასწორობა NO + NO 2 N 2 O 3 დამყარებულია N 2 O 3 მაქსიმალური შემცველობით, მისი მიღება შესაძლებელია ცხელი ნიტრიტის გაზების ჩამოსხმით მათ სრულ დაჟანგამდეც კი, 200-მდე ტემპერატურაზე. 300 °, სოდა ან კაუსტიკური სოდა ხსნარით, ნიტრატის მარილების ნაცვლად - სუფთა ნიტრიტები (ნორსკის ჰიდრო მეთოდი). ღუმელიდან გამოსვლისას აფეთქებული ჰაერი შეიცავს 1-დან 2%-მდე აზოტის ოქსიდებს, რომლებიც მაშინვე ითვისება წყლის კონტრშეტევებით და შემდეგ განეიტრალება ცაცხვით და წარმოქმნის კალციუმს, ე.წ. "ნორვეგიული" მარილი. თავად პროცესის განხორციელება N 2 + O 2 2NO - 43,2 Cal მოითხოვს შედარებით მცირე რაოდენობის ელექტროენერგიის ხარჯვას, კერძოდ: NO-ს სახით 1 ტონა შეკრული აზოტის მიღებას მხოლოდ 0,205 კვტ-წელიწადში; იმავდროულად, საუკეთესო თანამედროვე დანადგარებში საჭიროა 36-ჯერ მეტის დახარჯვა, ანუ დაახლოებით 7,3 და 8 კვტ-წელამდე 1 ტონაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დახარჯული ენერგიის 97%-ზე მეტი მიდის არა NO-ს ფორმირებაზე, არამედ ამ პროცესისთვის ხელსაყრელი პირობების შესაქმნელად. წონასწორობის გადასატანად NO-ს მაქსიმალურ შემცველობაზე, საჭიროა გამოიყენოთ ტემპერატურა 2300-დან 3300°-მდე (NO შემცველობა 2300°-ზე არის 2 vol% და 3300°-ზე - 6 vol%), მაგრამ ასეთ ტემპერატურაზე 2NO სწრაფად იშლება. ისევ N 2 + O 2-ში. ამიტომ, წამის მცირე ნაწილში აუცილებელია გაზის გაყვანა ცხელი ადგილებიდან ცივ ადგილებში და გაცივება მინიმუმ 1500°-მდე, როდესაც NO-ს დაშლა უფრო ნელა მიმდინარეობს. წონასწორობა N 2 + O 2 2NO მყარდება 1500°-ზე 30 საათში, 2100°-ზე 5 წამში, 2500°-ზე 0.01 წამში. ხოლო 2900°-ზე - 0,000035 წმ-ში.

BASF-ის თანამშრომლის Schonherr-ის მეთოდი განსხვავდება Birkeland-ისა და Eide-ის მეთოდისგან მნიშვნელოვანი გაუმჯობესებით. ამ მეთოდით, ვოლტაური რკალის პულსირებული და ჯერ კიდევ წყვეტილი ალის ნაცვლად ცვლადიმიმდინარე, დაიტანეთ მშვიდი ალი მაღალი მუდმივიმიმდინარე ეს ხელს უშლის ხანძრის ხშირ აფეთქებას, რაც ძალიან საზიანოა პროცესისთვის. თუმცა, იგივე შედეგის მიღწევა შესაძლებელია ალტერნატიული დენის ვოლტაური რკალით, მაგრამ ჰაერის აფეთქებით დამწვრობის ალიში არა სწორი ხაზით, არამედ მორევის ქარის სახით ვოლტაური რკალის ალის გასწვრივ. ამიტომ, ღუმელი შეიძლება შექმნილია საკმაოდ ვიწრო ლითონის მილის სახით, უფრო მეტიც, ისე, რომ რკალის ალი არ შეეხოს მის კედლებს. Schongherr-ის ღუმელის დიზაინის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.

რკალის მეთოდის შემდგომი გაუმჯობესება ხდება პაულინგის მეთოდით (ნახ. 5). წვის ღუმელში არსებული ელექტროდები ჰგავს რქის გამტარებს. მათ შორის წარმოქმნილი ვოლტაური რკალი 1 მ სიგრძის ჰაერის ძლიერი ნაკადით იფეთქება ზემოთ. გატეხილი ალის ყველაზე ვიწრო ადგილას რკალი ხელახლა აალდება დამატებითი ელექტროდების გამოყენებით.

ჰაერში აზოტის დაჟანგვის ღუმელის ოდნავ განსხვავებული დიზაინი დაპატენტებულია ი. მოსციცკის მიერ. ორივე ელექტროდიდან ერთს (ნახ. 6) აქვს ბრტყელი დისკის ფორმა და მდებარეობს მეორე ელექტროდისგან ძალიან ახლოს. ზედა ელექტროდი არის მილისებრი, და ნეიტრალური აირები მიედინება მასში სწრაფი ნაკადით, შემდეგ კი ვრცელდება კონუსში.

ვოლტაური რკალის ალი ელექტრომაგნიტური ველის გავლენით წრიულ მოძრაობაშია დაყენებული, ხოლო სწრაფი კონუსის ფორმის გაზის ნაკადი ხელს უშლის მოკლე ჩართვას. მთლიანი ინსტალაციის დეტალური აღწერა მოცემულია W. Waeser, Luftstickstoff-Industrie, გვ. 475, 1922. ერთი ქარხანა შვეიცარიაში (Chippis, Wallis) მუშაობს I. Mościcki-ის მეთოდით, რომელიც აწარმოებს 40% HNO 3-ს. კიდევ ერთი ქარხანა პოლონეთში (Bory-Jaworzno) გათვლილია 7000 კვტ სიმძლავრეზე და უნდა აწარმოოს კონცენტრირებული HNO 3 და (NH 4) 2 SO 4. აზოტის ოქსიდების გამოსავლიანობის გასაუმჯობესებლად და ვოლტაური რკალის ალის გასაზრდელად, ახლახან საწყის პროდუქტად გამოიყენეს არა ჰაერი, არამედ აზოტისა და ჟანგბადის უფრო ჟანგბადით მდიდარი ნარევი, თანაფარდობით 1: 1. ფრანგული ქარხანა Laroche-de-Rham-ში მუშაობს ასეთი ნარევით ძალიან კარგი შედეგით.

მიზანშეწონილია მიღებული აზოტის ტეტროქსიდი N 2 O 4 შედედდეს სითხეში -90°-მდე გაგრილებით. ასეთი თხევადი აზოტის ტეტროქსიდი, რომელიც მიიღება წინასწარ გამხმარი აირებიდან - ჟანგბადიდან და ჰაერიდან, არ რეაგირებს ლითონებთან და, შესაბამისად, მისი ტრანსპორტირება შესაძლებელია ფოლადის ბომბებში და გამოიყენება HNO 3-ის წარმოებისთვის ძლიერ კონცენტრაციებში. ტოლუენი ამ შემთხვევაში ერთ დროს გამოიყენებოდა როგორც გამაგრილებელი, მაგრამ აზოტის ოქსიდების გარდაუვალი გაჟონვისა და ტოლუენზე მათი გავლენის გამო, საშინელი აფეთქებები მოხდა ცჩერნევიცის (გერმანიაში) და ბოდიოს (შვეიცარიაში) ქარხნებში, რომლებმაც გაანადგურეს ორივე საწარმო. N 2 O 4-ის ამოღება აირის ნარევიდან. ასევე მიიღწევა N 2 O 4-ის შეწოვით სილიკა გელით, რომელიც ათავისუფლებს შთანთქმის N 2 O 4-ს უკან გაცხელებისას.

II. ამიაკის კონტაქტური დაჟანგვა. სინთეზური აზოტის მჟავას უშუალოდ ჰაერიდან წარმოების ყველა აღწერილი მეთოდი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეფექტურია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ხელმისაწვდომია იაფი ჰიდროელექტრო ენერგია. შეკრული აზოტის პრობლემა (იხ. აზოტი) ვერ ჩაითვლება საბოლოოდ მოგვარებულად, თუ არ იქნა ნაპოვნი შედარებით იაფი სინთეტიკური აზოტის მჟავის წარმოების მეთოდი. მცენარეთა მიერ სასუქებიდან შეკრული აზოტის შეწოვა განსაკუთრებით გაადვილებულია, თუ ეს სასუქები აზოტის მჟავას მარილებია. ნიადაგში შეყვანილმა ამონიუმის ნაერთებმა ჯერ თავად ნიადაგში უნდა გაიაროს ნიტრიფიკაცია (იხ. აზოტოვანი სასუქები). გარდა ამისა, აზოტის მჟავა, გოგირდის მჟავასთან ერთად, წარმოადგენს ქიმიური მრეწველობისა და სამხედრო საქმის მრავალი დარგის საფუძველს. ასაფეთქებელი ნივთიერებების და უკვამლო დენთის (ტროტილი, ნიტროგლიცერინი, დინამიტი, პიკრინის მჟავა და მრავალი სხვა), ანილინის საღებავების, ცელულოიდის და რაიონის, მრავალი წამლის და ა.შ. წარმოება შეუძლებელია აზოტის მჟავის გარეშე. სწორედ ამიტომ გერმანიაში, რომელიც მსოფლიო ომის დროს ბლოკადით იყო მოწყვეტილი ჩილეს ნიტრატის წყაროს და ამავდროულად არ გააჩნდა იაფი ჰიდროელექტროენერგია, სინთეზური აზოტის მჟავის წარმოება დიდწილად განვითარდა კონტაქტის მეთოდით. ნახშირის ან სინთეზური ამიაკის დაწყებული ატმოსფერული ჟანგბადის დაჟანგვით კატალიზატორების მონაწილეობით. ომის დროს (1918) გერმანია დღეში აწარმოებდა 1000 ტონამდე აზოტის მჟავას და ამონიუმის ნიტრატს.

ჯერ კიდევ 1788 წელს მილნერმა კემბრიჯში დაადგინა NH 3-ის დაჟანგვის შესაძლებლობა აზოტის ოქსიდებად მანგანუმის პეროქსიდის მოქმედებით გაცხელებისას. 1839 წელს კულმანმა დაადგინა პლატინის კონტაქტური მოქმედება ჰაერთან ამიაკის დაჟანგვის დროს. ტექნიკურად, ამიაკის აზოტმჟავად დაჟანგვის მეთოდი შეიმუშავეს Ostwald-მა და Brouwer-მა და დააპატენტეს მათ მიერ 1902 წელს. (საინტერესოა, რომ გერმანიაში Ostwald-ის განაცხადი უარყვეს ფრანგი ქიმიკოსის Kuhlmann-ისთვის პრიორიტეტის აღიარების გამო). წვრილად დაყოფილი პლატინის და გაზის ნარევის ნელი დინების, დაჟანგვა მიმდინარეობს რეაქციის მიხედვით 4NH 3 + ZO 2 = 2N 2 + 6H 2 O. ამიტომ პროცესი უნდა იყოს მკაცრად რეგულირდება როგორც კონტაქტის "კონვერტორის" მეშვეობით აფეთქებული გაზის ჭავლის მოძრაობის მნიშვნელოვანი სიჩქარის გაგებით, ასევე გაზის ნარევის შემადგენლობის გაგებით. "კონვერტორებში" შემავალი აირების ნარევი უნდა. მანამდე კარგად გაწმენდილი მტვრისა და მინარევებისაგან, რამაც შეიძლება „მოწამლოს“ პლატინის კატალიზატორი.

შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ პლატინის არსებობა იწვევს NH 3 მოლეკულის დაშლას და პლატინის არასტაბილური შუალედური ნაერთის წარმოქმნას წყალბადთან. ამ შემთხვევაში, status nascendi-ში არსებული აზოტი ექვემდებარება დაჟანგვას ატმოსფერული ჟანგბადით. NH 3-ის დაჟანგვა HNO 3-მდე მიმდინარეობს შემდეგი რეაქციებით:

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 0;

გაცივებული უფერო NO გაზი, რომელიც შერეულია ჰაერის ახალ ნაწილთან, სპონტანურად შემდგომ იჟანგება და წარმოიქმნება NO 2 ან N 2 O 4:

2NO + O 2 = 2NO 2, ან N 2 O 4;

მიღებული გაზების წყალში დაშლა ჭარბი ჰაერის ან ჟანგბადის არსებობისას დაკავშირებულია შემდგომ დაჟანგვასთან რეაქციის მიხედვით:

2NO 2 + O + H 2 O = 2HNO 3,

რის შემდეგაც მიიღება HNO 3, სიმტკიცით დაახლოებით 40-დან 50%-მდე. შედეგად მიღებული HNO 3-ის ძლიერი გოგირდის მჟავით გამოხდით, საბოლოოდ მიიღება კონცენტრირებული სინთეზური აზოტის მჟავა. ოსტვალდის თანახმად, კატალიზატორი უნდა შედგებოდეს მეტალის პლატინისგან, დაფარული ნაწილობრივ ან მთლიანად სპონგური პლატინით ან პლატინის შავით.

რეაქცია უნდა მოხდეს მაშინ, როდესაც წითელი სიცხე ძლივს დაიწყო და გაზის ნარევის მნიშვნელოვანი ნაკადის სიჩქარით, რომელიც შედგება ჰაერის 10 ან მეტი ნაწილისგან 1 საათში NH 3. გაზის ნარევის ნელი ნაკადი ხელს უწყობს NH 3-ის სრულ დაშლას ელემენტებად. პლატინის საკონტაქტო ბადით 2 სმ, გაზის ნაკადის სიჩქარე უნდა იყოს 1-5 მ/წმ, ანუ გაზის პლატინასთან შეხების დრო არ უნდა აღემატებოდეს 1/100 წმ. ოპტიმალური ტემპერატურა დაახლოებით 300 გრადუსია. გაზის ნარევი წინასწარ თბება. რაც უფრო მაღალია გაზის ნარევის დინების სიჩქარე, მით მეტია NO გამომავალი. ძალიან სქელი პლატინის ბადით (კატალიზატორი) მუშაობისას ამიაკის და ჰაერის ნარევით, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 6,3% NH 3, ნეუმანმა და როუზმა მიიღეს შემდეგი შედეგები 450 ° ტემპერატურაზე (პლატინის საკონტაქტო ზედაპირით 3,35 სმ 2):

NH 3 უფრო მაღალი ან დაბალი შემცველობა ასევე დიდი მნიშვნელობა აქვს ქიმიური პროცესის მიმართულებას, რომელიც შეიძლება განვითარდეს განტოლების მიხედვით: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (14,38% NH 3 შემცველობით) , ან განტოლების მიხედვით: 4NH 3 + 7O 2 = 4NO 2 + 6H 2 O (ნარევის შემცველობით 10,74% NH 3). პლატინაზე ნაკლები წარმატებით, შესაძლოა. ასევე გამოიყენებოდა სხვა კატალიზატორები (რკინის ოქსიდი, ბისმუტი, ცერიუმი, თორიუმი, ქრომი, ვანადიუმი, სპილენძი). მათგან ყურადღებას იმსახურებს მხოლოდ რკინის ოქსიდის გამოყენება 700-800° ტემპერატურაზე, 80-დან 85%-მდე NH 3 გამოსავლიანობით.

ტემპერატურა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს NH 3-ზე HNO 3-ზე გადასვლის ოქსიდაციურ პროცესში. თვით ამიაკის დაჟანგვის რეაქცია ეგზოთერმულია: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O + 215.6 კალ. მხოლოდ თავდაპირველად საჭიროა კონტაქტის აპარატის გაცხელება, შემდეგ რეაქცია ხდება საკუთარი სითბოს გამო. სხვადასხვა სისტემის ამიაკის დაჟანგვისთვის „კონვერტორების“ ტექნიკური დიზაინი ნათლად ჩანს მოცემული ფიგურებიდან (ნახ. 7-8).

HNO 3-ის წარმოების სქემა ამჟამად მიღებული ფრანკ-კაროს მეთოდის მიხედვით ნაჩვენებია ნახ. 9.

ნახ. 10 გვიჩვენებს NH 3-ის დაჟანგვის დიაგრამას Meister Lucius-ისა და Brünning-ის ქარხანაში Hechst-ში.

თანამედროვე დანადგარებში NH 3-ის დაჟანგვა NO-მდე ხორციელდება 90%-მდე გამოსავლიანობით, ხოლო შედეგად მიღებული აზოტის ოქსიდების წყლის შემდგომი დაჟანგვა და შთანთქმა - 95%-მდე გამოსავლიანობით. ამრიგად, მთელი პროცესი იძლევა შეკრული აზოტის გამოსავლიანობას 85-90%. ნიტრატიდან HNO 3-ის მიღება ამჟამად ღირს (100% HNO 3-ის თვალსაზრისით) 103$ 1 ტონაზე, რკალის პროცესის გამოყენებით, 97,30$ 1 ტონაზე, ხოლო NH -3-ის დაჟანგვით მიღებული 1 ტონა HNO 3 ღირს მხოლოდ 85,80$. რა თქმა უნდა, ეს რიცხვები შეიძლება იყოს ისინი მხოლოდ მიახლოებითია და დიდწილად დამოკიდებულია საწარმოს ზომაზე, ელექტროენერგიის ღირებულებაზე და ნედლეულზე, მაგრამ მაინც აჩვენებენ, რომ HNO 3-ის წარმოების საკონტაქტო მეთოდი განზრახული აქვს დაიკავოს დომინანტური პოზიცია უახლოეს მომავალში სხვა მეთოდებთან შედარებით.

იხილეთ ასევე