نیتریک اسید چیست؟

نیتریک اسید (HNO₃) یک اسید معدنی بسیار خورنده است. این ترکیب خالص بی‌رنگ بوده و به مرور زمان بر اثر تجزیه شدن به اکسیدهای نیتروژن و آب، به رنگ زرد درمی‌آید. بیشتر اسید نیتریک موجود در بازار دارای غلظت حدود 68% جرمی است. وقتی غلظت محلول HNO₃ بیش از 86% باشد، به آن نیتریک اسید دوده کننده گفته می‌شود. بسته به مقدار اسید نیتریک موجود در محلول آبی این ماده، در غلظت‌های حدود 86 % به عنوان اسید نیتریک دوده کننده قرمز و در غلظت‌های بالای 95% اسید نیتریک دوده کننده سفید می‌باشد.

اسید نیتریک معرفی است که معمولا برای نیتراسیون و افزودن گروه عاملی نیترو به مولکول آلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از ترکیبات نیترویی مواد منفجره حساس به حرارت و شوک می‌باشند که این ترکیبات در تولید مواد منفجره استفاده می‌شود. حال آنکه ترکیبات دیگر مواد نیترویی پایدار به عنوان رنگدانه‌ها در جوهر و رنگ استفاده می‌شوند. از اسید نیتریک معمولا به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی استفاده می‌شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی اسید نیتریک

در بازار، نیتریک اسید به صورت محلول آزئوتروپ 68 درصد HNO₃ با آب موجود است. این محلول در فشار 1 اتمسفر دارای دمای جوش 120.5 درجه سانتی‌گراد است. محلول حاصل به عنوان “اسید نیتریک غلیظ” شناخته می‌شود. اسید نیتریک غلیظ خالص در دمای اتاق مایعی بی‌رنگ می‌باشد. این ماده به دو حالت آبدار تک آبه و سه آبه یافت شده که به صورت زیر نمایش داده می‌شود.

HNO₃.H₂O و HNO₃.3H₂O

آلودگی اسید نیتریک با دی اکسید نیتروژن

اسید نیتریک در معرض حرارت و نور تجزیه شده و به همین دلیل اغلب در بطری‌های شیشه‌ای قهوه‌ای نگهداری می‌شود. این ماده بر اثر تجزیه شدن طبق واکنش زیر به آب و اکسیژن و نیترو تبدیل می‌گردد.

4HNO₃→2H₂O+4NO₂+O₂     

این واکنش ممکن است منجر به ایجاد برخی تغییرات غیرقابل اغماض در فشار بخار بالای مایع شود زیرا اکسید‌های نیتروژن تولید شده به طور جزئی یا کامل حل می‌گردد. دی‌اکسید نیتروژن (NO₂) در اسید نیتریک محلول باقی مانده و در دمای بالاتر آن را زرد و یا حتی قرمز رنگ می‌کند. اسید نیتریک خالص در معرض هوا، بخارهای سفید ایجاد می‌کند و حال آنکه این اسید با دی اکسید نیتروژن محلول، بخارهای قرمز یا قهوه‌ای ایجاد می‌کند. اکسیدهای نیتروژن (NO_X) در اسید نیتریک محلول هستند.

نیتریک اسید دوده کننده

نیتریک اسید تجاری حاوی حدود 98%  اسید نیتریک و چگالی 1.5 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. این محلول معمولا در صنایع تولید مواد منفجره مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اسید فرار و خورنده نیست.

نیتریک اسید دوده کننده قرمز یا RFNA

این ماده حاوی مقادیر قابل توجهی از دی اکسید نیتروژن محلول (NO₂) بوده که با رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز از درون محلول جدا می‌شود. به علت حل شدن دی اکسید نیتروژن درون محلول نیتریک اسید، دانسیته اسید نیتریک دوده کننده پایین بوده و تا حدود 1.490 g/cm³ می‌رسد.

نیتریک اسید دوده کننده مهار شده (که با علایم IWFNA یا IRFNA نمایش داده می‌شود) می تواند با افزودن 0.6 تا 0.7 درصد جرمی هیدروژن فلورید (HF) ساخته شود. این فلورید به منظور مقاومت در برابر خوردگی در مخازن فلزی، به محلول اضافه می‌شود. فلوراید اضافه شده یک لایه فلورید فلزی ایجاد می‌کند که از فلز محافظت می‌کند.

نیتریک اسید بدون آب

نیتریک اسید دوده کننده سفید، اسید نیتریک خالص یا WFNA ، بسیار نزدیک به اسید نیتریک بی آب بوده است. یکی از مشخصات اسید نیتریک دوده کننده سفید این است که حداکثر 2% آب و 0.5 درصد NO₂ محلول دارد. اسید نیتریک بی آب دارای دانسیته یا چگالی 1.512 گرم بر سانتی‌متر مکعب و نیز غلظت تقریبی 24 مولار است. اسید نیتریک بی آب مایعی متحرک بی‌رنگ دارای دانسیته 1.512 گرم بر سانتی‌متر مکعب بوده که در دمای 42- درجه سانتی‌گراد جامد می‌شود و بلورهای سفیدی تشکیل می‌دهد. با تجزیه شدن اسید نیتریک به NO₂ و آب رنگ محلول زرد می‌شود. محلول بدست آمده در دمای 83ºC به جوش می‌آید. این محلول معمولا در بطری‌های نشکن شیشه‌ای نگه داری می‌شود.

ساختار و پیوند اسید نیتریک

دو پیوند N-O برابر و نسبتا کوتاه هستند. این موضوع را می‌توان با تئوری رزونانس توضیح داد. اندازه پیوند N-O در دو تا از آن ها بیشتر از پیوند دو گانه عادی و کمتر از اندازه پیوند N-O عادی سوم است. این موضوع نشان دهنده رزونانس بین این سه اتم NO₂ موجود در نیتریک اسید است. اما اندازه پیوند N-O سوم در این مولکول بیشتر از دو پیوند دیگر است و این به علت متصل بودن سر دیگر اکسیژن سوم به H می‌باشد.

خواص اسید-بازی اسید نیتریک

اسید نیتریک به طور معمول در دماهای محیط به عنوان یک اسید قوی در نظر گرفته می‌شود. در مورد مقدار ثابت تفکیک اسید اختلاف نظر وجود دارد، اگر چه مقدار pKa معمولا کمتر از 1- گزارش می‌شود. مقدار pKa در دمای 250 درجه سانتی گراد تا حدود 1 افزایش می‌یابد. نیتریک اسید در مقابل واکنش با سولفوریک اسید به عنوان مایع بازی عمل می‌کند.

یون نیترونیوم، ⁺NO₂، گروه عاملی فعالی در واکنش‌های نیتراسیون آروماتیک‌ها است. از آنجا که نیتریک اسید دارای هر دو خاصیت اسیدی و بازی است می‌تواند طی یک واکنش اتوپروتولیز تجزیه شود. این واکنش مشابه با واکنش خود یونیزاسیون آب می‌باشد.

واکنش اسید نیتریک با فلزها

اسید نیتریک با اکثر فلزات واکنش می‌دهد، اما جزئیات به غلظت اسید و ماهیت فلز بستگی دارد. اسید نیتریک رقیق در واکنش با اکثر فلزات همانند یک اسید معمولی رفتار می‌کند. منیزیم، منگنز و روی باعث آزاد شدن هیدروژن در واکنش با اسید نیتریک می‌شود.

اسید نیتریک فلزات غیرفعال نظیر مس و نقره را اکسید می‌کند. در واکنش نیتریک اسید با این فلزات غیرفعال، محصولات تولیدی به دما و غلظت اسید بستگی دارد. به عنوان مثال، در دمای محیط مس با استوکیومتری   با اسید نیتریک واکنش می‌دهد.

نیتریک اسید تولید شده در این واکنش ممکن است با اکسیژن اتمسفر واکنش داده و تبدیل به نیتروژن دی اکسید شود. در صورت غلیظ بودن اسید نیتریک، دی اکسید نیتروژن مستقیما در واکنش با استوکیومتری  تولید می‌شود.

بیشتر فلزات در اثر واکنش با نیتریک اسید به فرم نیتراته خود تبدیل می‌شوند. برخی از فلزات و شبه فلزات اکسید می‌شوند؛ به عنوان مثال : As ، Sn ، Sb و Ti اکسید شده و به ترتیب به  As₂O₅ ، SnO₂ ، Sb₂O₅ و TiO₂ تبدیل می‌شوند.

بعضی فلزات گرانبها مانند طلای خالص و فلزات همچون پلاتین با نیتریک اسید واکنش نمی‌دهد. بعضی از آلیاژهای طلا که تا اندازه‌ای از خود طلا ضعیف‌تر هستند مانند طلای قرمز در مخلوطی از اسید نیتریک غلیظ و اسید کلریدریک حل می‌شود. طلای قرمز به راحتی اکسید می‌شود و در نیتریک اسید حل می‌گردد که این عامل می‌تواند منجر به تغییر رنگ سطح آلیاژ طلا شود. از اسید نیتریک به عنوان وسیله‌ای ارزان در جواهرفروشی‌ها برای تشخیص سریع آلیاژهای طلا و ارزیابی سریع خلوص طلا استفاده می‌شود. اسید نیتریک به عنوان یک ماده اکسیدکننده قوی، با بسیاری از ترکیبات غیر فلزی واکنش شدیدی می‌دهد و ممکن است که واکنش‌ها به صورت انفجاری انجام شود. بسته به غلظت اسید، دما و عامل احیا کننده، محصولات نهایی متغیری ایجاد می‌شود.

واکنش اسید نیتریک با نافلزها

نیتریک اسید به عنوان یک اسید اکسید کننده قوی عمل کرده و با بسیاری از مواد آلی به شدت واکنش می‌دهد و ممکن است واکنش‌ها انفجاری باشد. گروه هیدروکسیل معمولا یک هیدروژن را از مولکول آلی دور می‌کند تا آب تشکیل دهد و گروه نیترو باقی مانده جای هیدروژن را بگیرد. نیتروژناسیون ترکیبات آلی با اسید نیتریک روش سنتز بسیاری از مواد منفجره معمول، مانند نیتروگلیسیرین و ترینیترو تولوئن (TNT) است. از آنجا که محصولات جانبی با پایداری بسیار کمی در این واکنش تولید می‌شود ، این واکنش‌ها از نظر حرارتی کنترل می‌شوند و محصولات جانبی و محصولات اصلی تولید شده در این واکنش‌ها از هم جداسازی می‌شوند.

ساخت اسید نیتریک

اسید نیتریک با استفاده از واکنش نیتروژن دی اکسید با آب تولید می‌شود:

کوتاه شده این واکنش :

به طور معمول‌، اکسید نیتروژن تولید شده توسط این واکنش در حضور اکسیژن موجود در هوا، اکسید شده و دی اکسید نیتروژن اضافی تولید می‌کند. نیتروژن دی اکسید در حضور پر اکسید هیدروژن اکسید شده و به این روش می‌تواند بازده اسید تولیدی را افزایش دهد.

تولید اسید نیتریک از طریق فرایند استوالد انجام می‌شود که به نام شیمی دان آلمانی ویلهلم استوالد نام گذاری شده است. در این فرایند آمونیاک بی آب در حضور کاتالیزو پلاتین یا رودیم در دمای 500K و فشار 9atm اکسید شده و به نیترو اسید تبدیل می‌شود.

سپس نیترو اسید با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و دی اکسید نیتروژن ایجاد می‌کند.

ماده حاصله مدام جذب آب شده و اسید نیتریک و اکسید نیتریک تشکیل می‌شود.

این فرایند متناوبا انجام می‌شود. اگر این فرایند در هوا انجام شود واکنش به صورت زیر است:

محلول آبی HNO₃ بدست آمده تقطیر شده و خلوص آن تا حدود 68 درصد جرمی افزایش داده می‌شود. برای بدست آوردن غلظت‌های بیشتر نیتریک اسید تا حدود 98 % فرایند آبگیری توسط H₂SO₄ غلیظ انجام می‌شود. محصول نهایی آمونیاک را می‌توان با استفاده از فرایند هابر از نیتروژن، هیدروژن و اکسیژن بدست آورد. در این فرایند می توان اکسیژن را از هوا بدست آورد و از گاز طبیعی متان به عنوان تنها ماده اولیه بهره گرفت.

سنتز آزمایشگاهی اسید نیتریک

در آزمایشگاه، نیتریک اسید را می توان با تجزیه حرارتی مس (II) نیترات، که در نتیجه آن گازهای نیتروژن دی اکسید و اکسیژن تولید شده و سپس با عبور آن از آب، نیتریک اسید بوجود می‌آید.

سپس، به دنبال آن فرایند استوالد انجام می‌شود:

متناوبا، نمک‌های نیتراتی مانند نیترات سدیم با اسید سولفوریک (H₂SO₄) واکنش داده و مخلوط حاصله را در دمای نقطه جوش اسید نیتریک 83 درجه سانتی گراد تقطیر می‌کنیم. پسماند های غیر فرار از جمله سولفات هیدروژن فلزی در ظرف تقطیر باقی می‌ماند.

چگونه می‌توان از اسید نیتریک استفاده کرد؟

اسید نیتریک در بسیاری از کاربردهای صنعتی به عنوان اکسید کننده استفاده می‌شود. از جمله این کاربردها عبارتند از:

• تولید محصولات ازت که معمولا برای تولید کودها استفاده می‌شود.
• تولید اسید آدیپیک: این ماده شیمیایی نایلون 6 . 6 بوده که در تولید الیاف مصنوعی، نخ‌های نایلونی و قطعات پلاستیکی اتومبیل استفاده می‌شود.
• تولید پلی اورتان: این ماده شیمیایی در تولید عایق‌ها، رنگ و پوشش‌ها استفاده می‌شود.

پیش ماده ترکیبات آلی نیتروژنی

در سنتز مواد آلی، صنعتی و غیره، گروه نیترو یک گروه عاملی همه کاره است. مخلوطی از اسیدهای نیتریک و سولفوریک با جایگزینی نیترو به ترکیبات معطر مختلف با استفاده از مکانیسم جایگزینی آروماتیکی الکتروفیلی وارد می‌شود. بسیاری از مواد منفجره همانند TNT از این طریق تهیه می شوند:

هر دوی سولفوریک اسید غلیظ و نیز اولئوم آب اضافی موجود را جذب می‌کند.

گروه عاملی نیترو کاهش یافته و به گروه عاملی آمین تبدیل می‌شود.

استفاده به عنوان اکسید کننده

پیش ماده نایلون یعنی همان آدیپیک اسید در مقیاس زیاد با استفاده از اکسیداسیون روغن KA با  اسید نیتریک تولید می‌شود. روغن KA شامل مخلوطی از سیکلوهگزانون و سیکلوهگزانول است.

پیشرانه های موشکی

اسید نیتریک به شکل‌های مختلفی به عنوان اکسید کننده سوخت مایع موشک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شکل‌ها شامل اسید نیتریک دوده کننده قرمز، نیتریک اسید دوده کننده سفید و نیز مخلوطی از این مواد با سولفوریک اسید هستند. اسید نیتریک دوده کننده قرمز مهار شده (IRFNA) یکی از 3 جزء سوخت مایع برای موشک BOMARC است.

ایمنی در برابر خطرات اسید نیتریک

اسید نیتریک یک اسید خورنده و ماده اکسید کننده قوی می‌باشد. خطر عمده سوختگی شیمیایی حاصل از نیتریک اسید است که در نتیجه آن بافت زنده تجزیه می‌شود. اسید نیتریک غلیظ به دلیل واکنش با کراتین، پوست انسان را زرد رنگ می‌کند. این لکه های زرد با خنثی شدن نارنجی می شوند.

روش کمک‌های اولیه استاندارد برای درمان ریختن اسید بر روی پوست، شامل شستن با مقدار زیادی آب است. شستشو به مدت 10 تا 15 دقیقه برای خنک شدن بافت اطراف سوختگی اسید و جلوگیری از آسیب ثانویه ادامه دارد. لباس‌های آلوده بلافاصله برداشته می‌شوند و پوست زیر آن کاملا شسته می‌شود. اسید نیتریک به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی، می‌تواند با ترکیباتی مانند سیانیدها، کاربیدها یا پودرهای فلزی، به طور انفجاری و با بسیاری از ترکیبات آلی مانند تربانتین واکنش ‌دهد. لذا این ماده باید دور از مواد آلی نگه‌داری شود.

قیمت و خرید اسیدنیتریک

ما می‌توانیم با کارخانه های تولیدی در سراسر جهان اسید نیتریک با کیفیت بالا را به سرعت و با اطمینان به مکان شما تحویل دهیم.

ما بر زنجیره تامین نیتریک اسید از تولید مواد شیمیایی پایه گرفته تا محل تخلیه آن در مراکز شما نظارت می‌کنیم. به همین دلیل هنگام انتخاب جویا شیمی می‌توانید از محصولات با کیفیت بالا و تحویل مطمئن آن اطمینان داشته باشید.

• رعایت دقیق‌ترین مقررات: در کل زنجیره تامین، ما تمام مقررات مربوط به تامین و انتقال اسید نیتریک را رعایت می‌کنیم.
• راهنمایی در مورد نحوه نگهداری نیتریک اسید: ما با شما کار می‌کنیم تا از استانداردهای ایمنی بالای حمل و نقل و نگهداری محصول اطمینان حاصل کنیم.
• بازرسی ایستگاه تخلیه شما: به عنوان بخشی از مسئولیت‌های ما نظارت بر محصولات شما است. اطمینان خواهیم یافت که ایستگاه تخلیه شما از نظر نیتریک اسید ایمن و مناسب است.

پس از ورود به مکان شما، ما دستورالعمل‌های روشن و واضحی برای استفاده از نیتریک اسید به شما ارائه می‌دهیم تا از یک محیط کار ایمن برای شما و همکارانتان اطمینان حاصل کنید.

برای سفارش اسید نیتریک 65 درصد با مناسب‌ترین قیمت، با شماره‌های زیر تماس بگیرید: