پکیج تزریق اسید نیتریک HNO3 Nitric Acid

اسید نیتریک یک اسید معدنی بسیار خورنده با فرمول شیمیایی HNO 3 است . همچنین به عنوان kezzap شناخته می شود. ترکیب خالص بی رنگ است. با این حال، اسیدهای قدیمی که برای مدت طولانی ذخیره شده اند ممکن است به دلیل تجزیه به اکسیدهای نیتروژن و آب، زرد شوند. اکثر اسیدهای نیتریک موجود در بازار دارای غلظت 68٪ هستند. هنگامی که محلول حاوی بیش از 86٪ HNO 3 باشد ، به آن اسید نیتریک بخار می گویند . بسته به میزان دی اکسید نیتروژن موجود ، اسید نیتریک دوددار نیز به عنوان اسید نیتریک دوددار قرمز در غلظت های بالاتر از 86٪ یا اسید نیتریک دوددار سفید در غلظت های بالاتر از 95٪ توصیف می شود.

اسید نیتریک واکنش دهنده اصلی است که معمولاً برای نیتراسیون استفاده می شود، که عبارت است از افزودن یک گروه نیترو به یک مولکول آلی . در حالی که برخی از ترکیبات نیترو حاصل از شوک و مواد منفجره حساس به حرارت هستند، برخی به اندازه کافی پایدار هستند که در مهمات و انهدام مورد استفاده قرار گیرند. برخی دیگر پایدارتر هستند و به عنوان رنگدانه در جوهرها و رنگها استفاده می شوند. اسید نیتریک نیز به طور گسترده ای به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی استفاده می شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی پکیج تزریق اسید نیتریک HNO3 Nitric Acid

اسید نیتریک موجود در بازار یک آزئوتروپ با غلظت 68 درصد HNO 3 است . این محلول دارای دمای جوش 120.5 درجه سانتیگراد در 1 اتمسفر است. به نام “اسید نیتریک غلیظ” شناخته می شود. اسید نیتریک غلیظ خالص یک مایع بی رنگ در دمای اتاق است.

دو هیدرات جامد شناخته شده است. مونوهیدرات (HNO3 • H2O یا [H3O ] NO3 ) و تری هیدرات (HNO3 • 3H2O ) .

به عنوان یک مقیاس چگالی قدیمی، گاهی اوقات به عنوان اسید نیتریک غلیظ 42 درجه Baumé توصیف می شود. [4]

ناخالصی ناشی از دی اکسید نیتروژن

اسید نیتریک گازدار به دلیل دی اکسید نیتروژن زرد شد.
اسید نیتریک در معرض حرارت یا تجزیه نور است و بنابراین معمولاً در بطری های شیشه ای قهوه ای ذخیره می شود:

4 HNO 3 → 2 H 2 O + 4 NO 2 + 2 O 2
از آنجایی که اکسیدهای نیتروژن تولید شده در نتیجه این واکنش به طور جزئی یا کامل در اسید حل می شوند، می توانند تغییرات غیر قابل چشم پوشی در فشار بخار بالای مایع ایجاد کنند.

دی اکسید نیتروژن (NO 2 ) در دمای بالا در اسید نیتریک حل می شود و اسید را زرد یا حتی قرمز می کند. در حالی که اسید خالص وقتی در معرض هوا قرار می گیرد بخارهای سفید ساطع می کند، اسید محلول دی اکسید نیتروژن بخارات قهوه ای مایل به قرمز تولید می کند که منجر به نام های “اسید نیتریک دوددار قرمز” و “اسید نیتریک دوددار سفید” می شود. اکسیدهای نیتروژن (NOx ) در اسید نیتریک حل می شوند.

پکیج تزریق اسید نیتریک HNO3 Nitric Acid گازدار

اسید نیتریک دوددار با کیفیت تجاری حاوی 98% HNO 3 و چگالی آن 1.50 گرم بر سانتی متر مکعب است . این کیفیت اسید اغلب در صنعت مواد منفجره استفاده می شود. به اندازه اسید بی آب فرار یا خورنده نیست و غلظت آن تقریباً 21.4 M است.

اسید نیتریک دود قرمز حاوی مقادیر قابل توجهی دی اکسید نیتروژن محلول (NO 2 ) است که محلول را با رنگ قهوه ای مایل به قرمز باقی می گذارد . به دلیل دی اکسید نیتروژن محلول، چگالی اسید نیتریک دوددار قرمز کمتر از 1.490 گرم در سانتی متر مکعب است.

اسید نیتریک دود شده را می توان با افزودن 0.6 – 0.7٪ هیدروژن فلوراید (HF) تهیه کرد . این فلوراید برای مقاومت در برابر خوردگی در مخازن فلزی اضافه می شود . فلوراید یک لایه فلوراید فلزی تشکیل می دهد که از فلز محافظت می کند.

اسید نیتریک بدون آب

اسید نیتریک دود سفید بسیار نزدیک به اسید نیتریک خالص، اسید نیتریک بی آب است. درجه تجزیه و تحلیل آن 99.9٪ اسید نیتریک است. یکی از مشخصات اسید نیتریک دود سفید این است که حداکثر 2٪ آب و حداکثر 0.5٪ NO 2 محلول دارد . اسید نیتریک بی آب دارای چگالی 1.513 گرم بر سانتی متر مکعب و غلظت مولی آن تقریباً 24 است. اسید نیتریک بی آب یک مایع چسبناک بی رنگ با چگالی 1.512 گرم بر سانتی متر مکعب است که در دمای 42- درجه سانتی گراد جامد می شود و بلورهای سفید را تشکیل می دهد . وقتی به NO 2 و آب تجزیه می شود، زرد می شود. در 83 درجه سانتی گراد می جوشد. معمولاً در یک بطری شیشه‌ای کهربایی نشکن با دو برابر حجم فضای سر ذخیره می‌شود تا امکان افزایش فشار فراهم شود. اما حتی این اقدامات نیز کافی نیست و برای کاهش فشار، بطری باید ماهیانه تخلیه شود.

ساختار و اتصال پکیج تزریق اسید نیتریک HNO3 Nitric Acid

دو نمایش رزونانس مهم HNO 3

دو تا از پیوندهای N-O معادل و نسبتاً کوتاه هستند (این را می‌توان با تئوری‌های تشدید توضیح داد؛ اشکال طبیعی ویژگی پیوند دوگانه را در این دو پیوند نشان می‌دهند، که باعث می‌شود آنها کوتاه‌تر از پیوندهای N-O معمولی باشند). از آنجایی که اتم O نیز به پروتون متصل است، سومین پیوند N-O طولانی تر می شود. [5] [6]

واکنش ها در پکیج تزریق اسید نیتریک HNO3 Nitric Acid

خواص اسیدی پکیج تزریق اسید نیتریک HNO3 Nitric Acid

اسید نیتریک به طور معمول در دمای اتاق یک اسید قوی در نظر گرفته می شود. اگرچه در مورد مقدار ثابت تفکیک اسید اختلاف نظر وجود دارد، مقدار pKa معمولاً کمتر از -1 گزارش می‌شود . این بدان معنی است که اسید نیتریک در محلول رقیق شده به جز در محلول های بسیار اسیدی کاملاً تجزیه می شود. مقدار pK a در دمای 250 درجه سانتیگراد به 1 افزایش می یابد. [7]

اسید نیتریک می تواند به عنوان یک پایه در برابر یک اسید قوی تر مانند اسید سولفوریک عمل کند:

HNO 3 + 2 H 2 SO 4 ⇌ NO
+
2
+ H 3 O + + 2 HSO
–
4
; ثابت تعادل : K ≈ 22
یون نیترونیوم ، NO
+
2

این یک واکنش دهنده فعال در واکنش های نیتراسیون آروماتیک است . از آنجا که اسید نیتریک دارای هر دو خاصیت اسیدی و بازی است، می تواند تحت یک واکنش اتوپروتولیز مشابه یونیزاسیون خود به خودی آب قرار گیرد:

2 HNO 3 ⇌ NO
+
2
+ نه
–
3
+ H2O

واکنش با فلزات

اسید نیتریک با اکثر فلزات واکنش می دهد. با این حال، جزئیات واکنش به غلظت اسید و ماهیت فلز بستگی دارد. اسید نیتریک رقیق در واکنش با اکثر فلزات مانند یک اسید معمولی رفتار می کند. منیزیم ، منگنز و روی H2 آزاد می کنند :

Mg + 2 HNO 3 → Mg (NO 3 ) 2 + H 2 ( نیترات منیزیم )
منگنز + 2 HNO 3 → منگنز (NO 3 ) 2 + H 2 ( منگنز (II) نیترات )
اسید نیتریک می تواند فلزات غیرفعال مانند مس و نقره را اکسید کند. این محصولات واکنش با فلزات غیرفعال یا الکترومثبت کمتر به دما و غلظت اسید بستگی دارند. به عنوان مثال، مس با اسید نیتریک رقیق در دمای اتاق با نسبت استوکیومتری 3:8 واکنش می دهد:

3 Cu + 8 HNO 3 → 3 Cu 2 + + 2 NO + 4 H 2 O + 6 NO
–
3
مونوکسید نیتروژن حاصل می تواند با اکسیژن اتمسفر واکنش داده و دی اکسید نیتروژن تولید کند. با اسید نیتریک غلیظ تر، دی اکسید نیتروژن مستقیماً در واکنشی با نسبت استوکیومتری 1:4 تشکیل می شود:

Cu + 4 H + + 2 NO
–
3
→ Cu 2+ + 2 NO 2 + 2 H 2 O
بیشتر فلزات با اسید نیتریک واکنش می دهند تا نیترات های مربوط به خود را تولید کنند. برخی از نیمه فلزات و فلزات اکسید می دهند. به عنوان مثال، Sn ، As ، Sb ، و Ti به ترتیب به SnO 2 ، As 2 O 5 ، Sb 2 O 5 و TiO 2 اکسید می شوند.

برخی از فلزات گرانبها مانند طلای خالص و فلزات گروه پلاتین با اسید نیتریک واکنش نمی دهند. با این حال، طلای خالص با آکوا رژیا، که مخلوطی از اسید نیتریک غلیظ و اسید هیدروکلریک است، واکنش می دهد. با این حال، فلزات نجیب کمتر ( آگ ، مس ، …) که در برخی از آلیاژهای طلای نسبتاً کم طلا، مانند طلای رنگی، یافت می شوند، می توانند به راحتی توسط اسید نیتریک اکسید و حل شوند. این منجر به تغییر رنگ سطح آلیاژ طلا می شود. اسید نیتریک در جواهرفروشی ها به عنوان ابزاری ارزان برای تشخیص سریع آلیاژهای طلای پایین (<14 قیراط ) و ارزیابی سریع خلوص طلا استفاده می شود.

اسید نیتریک، یک عامل اکسید کننده قوی، با بسیاری از ترکیبات غیرفلزی به شدت واکنش می دهد و واکنش ها می تواند انفجاری باشد. بسته به غلظت اسید، دما و عامل کاهنده درگیر، محصولات نهایی می توانند متغیر باشند. این واکنش با تمام فلزات به جز سری فلزات نجیب و برخی آلیاژها اتفاق می افتد . به عنوان یک قاعده کلی، واکنش های اکسید کننده در درجه اول با اسید غلیظ رخ می دهد و دی اکسید نیتروژن (NO 2 ) را تشکیل می دهد . با این حال، خواص اکسید کننده قوی اسید نیتریک ماهیت ترمودینامیکی دارد . با این حال، گاهی اوقات واکنش های اکسیداسیون از نظر جنبشی مطلوب نیستند. وجود مقادیر کم اسید نیتروژن (HNO 2 ) سرعت واکنش را به شدت افزایش می دهد.

اگرچه کروم (Cr)، آهن (Fe) و آلومینیوم (Al) به آسانی در اسید نیتریک رقیق حل می شوند، اسید غلیظ یک لایه اکسید فلزی را تشکیل می دهد که از قسمت عمده فلز در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. تشکیل این لایه محافظ را غیرفعال سازی می نامند . غلظت غیرفعال سازی معمولی بین 20 تا 50 درصد حجمی است (ASTM A967-05 را ببینید). فلزات غیرفعال شده توسط اسید نیتریک غلیظ عبارتند از آهن ، کبالت ، کروم ، نیکل و آلومینیوم.

واکنش با نافلزات

اسید نیتریک، یک اسید اکسید کننده قوی ، با بسیاری از ترکیبات غیرفلزی به شدت واکنش می دهد و واکنش ها می تواند انفجاری باشد. گروه هیدروکسیل به طور معمول یک هیدروژن را از مولکول آلی برای تشکیل آب حذف می کند و گروه نیترو باقی مانده جایگزین هیدروژن می شود. نیتروژنه کردن ترکیبات آلی با اسید نیتریک روش اولیه سنتز بسیاری از مواد منفجره رایج مانند نیتروگلیسیرین ، نیتروسلولز و تری نیتروتولوئن (TNT) است. از آنجایی که محصولات جانبی با ثبات بسیار کمتری امکان پذیر است، این واکنش ها باید به دقت کنترل شوند و محصولات جانبی حذف شوند تا محصول مورد نظر جدا شود.

واکنش با عناصر غیرفلزی، به جز نیتروژن، اکسیژن، گازهای نجیب ، سیلیکون و هالوژن‌هایی غیر از ید ، عموماً آنها را تا بالاترین سطح اکسیداسیون خود به عنوان اسید اکسید می‌کند ، با تشکیل مونوکسید نیتروژن برای اسید رقیق و دی اکسید نیتروژن برای اسید غلیظ.

گرافیت C + 4 HNO 3 → CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O
یا

3 گرافیت C + 4 HNO 3 → 3 CO 2 + 4 NO + 2 H 2 O
اسید نیتریک غلیظ I 2 , P 4 و S 8 را به ترتیب به HIO 3 , H 3 PO 4 و H 2 SO 4 اکسید می کند . [8] اگرچه با گرافیت و کربن آمورف واکنش می دهد، اما با الماس واکنش نمی دهد. می تواند الماس را از گرافیتی که اکسید می کند جدا کند.

تست زانتوپروتئیک

اسید نیتریک با پروتئین ها واکنش می دهد و محصولات نیترات دار زرد را تشکیل می دهد. این واکنش به عنوان واکنش زانتوپروتئیک شناخته می شود . این آزمایش با افزودن اسید نیتریک غلیظ به ماده مورد آزمایش و سپس حرارت دادن مخلوط انجام می شود. اگر پروتئین های حاوی اسیدهای آمینه با حلقه های معطر وجود داشته باشد ، مخلوط زرد می شود. پس از افزودن پایه ای مانند آمونیاک ، رنگ به نارنجی تغییر می کند. این تغییرات رنگی ناشی از حلقه های معطر نیتراتی در پروتئین است. [10] [11] هنگامی که اسید با سلول های اپیتلیال تماس می گیرد ، اسید زانتوپروتئیک تشکیل می شود. تغییرات موضعی رنگ پوست نشانه ای از اقدامات احتیاطی ناکافی هنگام کار با اسید نیتریک است.