اسید نیتریک چیست؟
اسید نیتریک (Nitric acid) ، یک اسید معدنی قوی بسیار خورنده و سمی با فرمول شیمیایی HNO۳ است.که به طور معمول بی رنگ می باشد اما اگر به مدت طولانی نگهداری شود ، اکسید نیتروژن و آب آن تبخیر شده به رنگ زرد در می آید.
این ماده یکی از اسیدهای مهم در صنعت است.برای تولید کودها و مواد منفجره کاربرد دارد و می تواند باعث سوختگی شدید شود.این ماده در گروه اسیدهای غیرآلی قرار دارد.
نیتریک اسید یک ماده اکسید کننده قوی است. که به راحتی در محلول یونیزه می شود و رسانای خوبی برای برق تشکیل می دهد. با فلزات ، اکسیدها و هیدروکسیدها واکنش نشان داده و نمک های نیترات را تشکیل می دهد.این ماده قابلیت حل شدن در آب را دارد. PHآن برابر 1 است.
خرید اسید نیتریک
برای خرید آنلاین اسید نیتریک با بهترین قیمت و تضمین کیفیت از بهترین برندهای موجود بازار از فروشگاه معتبر ای‌آز بازدید نمائید
فهرست مطالب
تاریخچه اسید نیتریک:
در قرن شانزدهم به منظور جداسازی طلا از نقره، اسید نیتریک مصرف می شد. این ماده توسط حرارت دادن نمک و سولفات آهن به دست می آمد.
تولید صنعتی اسید نیتریک از هوای جوی در سال 1905 توسط فرآیند قوس آغاز شد. این فرآیند بر طبق اکسیداسیون نیتروژن جوی از طریق اکسیژن اتمسفر به اکسید نیتریک با قوس الکتریکی در دمای بسیار بالا اتفاق می افتد.
روش تولید اولیه دیگر توسط مهندس فرانسوی آلبرت نودون در حدود سال 1913 اختراع شد. روش وی اسید نیتریک از الکترولیز نیترات کلسیم را که توسط باکتری ها از مواد نیتروژن دار در ذغال سنگ نارس تبدیل شده است، تولید کرد.
ساختار اسید نیتریک:
نیتریک اسید دارای یک اتم هیدروژن (H) یک اتم نیتروژن (N) و سه اتم اکسیژن (O) است. ساختار آن مسطح است. اسید نیتریک ذوب شده، اسید نیتریک غلیظی است که حاوی دی اکسید نیتروژن محلول می باشد. اسید نیتریک بوی شدیدی دارد و در آب کاملا محلول است. از آن برای تنظیم محیط اسیدی و همچنین به عنوان اکسنده نیز استفاده می شود. آمونیاک، ماده اولیه تولید این اسید صنعتی می باشد.
اسید نیتریک خشک یا بی آب:
دفع اسید نیتریک سفید، اسید نیتریک خالص یا WFNA، بسیار نزدیک به اسید نیتریک بی آب است. با سنجش به عنوان اسید نیتریک 9/99 درصد در دسترس است. از مشخصات اسید نیتریک بخور سفید است که حداکثر 2٪ آب و حداکثر 0.5٪ NO2 محلول دارد. اسید نیتریک بی آب دارای تراکم 1.513 گرم در سانتی متر مکعب است و غلظت تقریبی آن 24 مولار است.
اسید نیتریک خشک یک مایع متحرک بی رنگ با تراکم 1.512 گرم بر سانتی متر مکعب است که در دمای 42- درجه سانتیگراد توانایی جامد شدن دارد و بلورهای سفید رنگ تشکیل می دهد که نیاز به شفاف سازی دارد. با تجزیه شدن آن به NO2 و آب، رنگ زرد به دست می آورد. در دمای 83 درجه سانتی گراد می جوشد. این ماده معمولاً در یک بطری شیشه ای کهربای نشکن و با حجمی دو برابر نگهداری می شود، تا امکان ایجاد فشار فراهم شود. اما با این اقدامات احتیاطی بطری باید ماهیانه تخلیه شوند تا فشار خارج شود.
اسامی دیگر اسید نیتریک:
- آب قوی
- آب قدرتمند
- تیزاب
- جوهر شوره
تولید اسید نیتریک:
بهترین روش برای تولید اسید نیتریک که با هزینه کمی انجام شود و به صورت صنعتی نیز کاربرد داشته باشد، استفاده از آمونیاک به عنوان پیش‌ماده است. در این فرآیند آمونیاک تحت واکنش اکسیداسیون کاتالیکی تهیه می‌شود. این واکنش در دمایی در حدود 150 تا 170 درجه سانتی گراد انجام می‌شود. در این روش اسید نیتریک تولید شده غلظتی در حدود 95 درصد دارد. در این روش اسید نیتریک از طریق واکنش‌های زیر تولید می‌شود:
4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g)
2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g)
3 NO2 (g) + H2O (l) → 2 HNO3
4 NO2 (g) + O2 (g) + 2 H2O (l) → 4 HNO3 (aq)
توضیح فرآیند بالا به این صورت است که گاز آمونیاک در ابتدا اکسید می شود و منجر به تولید نیتریک اکسید و نیتروژن دی اکسید می‌شود. در ادامه تمامی نیتریک اکسید به دی اکسید نیتروژن تبدیل شده و نیتروژن دی اکسید جذب آب می‌شود که منجر به شکل گیری اسید نیتریک می شود.
جدول مشخصات فنی اسید نیتریک:
نام ماده | نیتریک اسید |
فرمول شیمیایی اسید نیتریک | HNO₃ |
جرم مولکولی | 63.01 g/mol |
دانسیته | 1.51 g/cm³ |
نقطه جوش | 83 °C |
نقطه ذوب | -42 °C |
pH | 1 |
شکل ظاهری | مایع بی رنگ مایل به زرد خیلی روشن |
از این اسید در تولید نیترات آمونیوم استفاده می‌شود. نیترات آمونیوم، یکی از انواع کودها است.در ادامه به برخی کاربردهای اسید نیتریک در صنایع مختلف اشاره شده است.
5 کاربرد مهم اسید نیتریک:
1.کاربرد اسید نیتریک در کشاورزی
اسید نیتریک برای هضم و آماده سازی نمونه های گیاهی استفاده می شود. در این فرآیند نیتریک اسید باعث حذف شدن بخش های آلی گیاه می شود. در نتیجه امکان اندازه گیری عناصر موجود در گیاه را به پژوهشگران می دهد. جدای از کاربرد در آزمایشگاه های خاک و گیاه‌شناسی، بدلیل مقادیر زیاد نیتروژنی که دارد، میتواند برای ساخت کود نیز مورد استفاده قرار بگیرد. اما عمده کاربرد آن در فرآیند هضم تر است.
2.کاربرد اسید نیتریک در استخراج طلا
طلا یکی از فلزات گران بها و با ارزشی است که از معادن مختلف استخراج می شود و کاربرد زیادی در ساخت جواهرات دارد. طلا از فلزات با ارزشی است که درخشان بوده و بسیار نرم و منعطف می باشد که در برابر خوردگی نیز مقاومت بالایی دارد. از طرفی یک رسانای عالی برای الکتریسته و گرما نیز به حساب می آید. در گذشته این فلز از معادن مختلف کشف و استخراج می شده اما این روزها استخراج طلا با استفاده از اسید نیتریک انجام می شود
مواد و تجهیزات آزمایشگاهی مورد نیاز برای استخراج طلا از بردهای الکترونیکی
از سی پی یو و بردهای کامپیوتری ،آی سی‌ها خازن‌ها و تراشه های سیم کارت موبایل طلا استخراج می‌کنند. سی پی یوهای اینتل نسل قدیم دارای بیشترین مقدار طلا هستند. دو روش اصلی برای بازیافت طلا از این قطعات وجود دارد :در این روش تمام وسایل را با درجه حرارت بالا می‌سوزانند. چون نقطه ذوب طلا بالاست این فلز آخرین چیزی است که ذوب می‌شود. نود درصد وسایل می‌سوزند اما طلا باقی می‌ماند.
روش دوم استخراج طلا از بردهای الکترونیکی هم با استفاده از مواد شیمیایی برای جدا کردن طلا و نقره از این قطعات است. برای جدا کردن طلا می‌توان از اسید هیدروکلریک آزمایشگاهی و اسید نیتریک آزمایشگاهی استفاده کرد. مرحله دوم در واقع زیر مجموعه روش اول و تیزاب کاری طلاست و بعد از روش دوم اجرا می‌شود. در آخر از محلول فیلتر شده، طلا را استخراج می‌کنند. مواد شیمیایی آزمایشگاهی پرکاربردی که در فرآیند استخراج طلا از بردهای الکترونیکی استفاده می شود در ادامه معرفی شده است.
3.کاربرد اسید نیتریک در صنعت
اسید نیتریک در استخراج طلا استفاده شده است. اسید نیتریک در بازیافت ضایعات الکترونیک نیز بسیار کاربرد دارد و یکی از مواد اصلی است.
از اسید نیتریک در سوخت موشک نیز به عنوان اکسید کننده استفاده می‌شود.
یکی از کاربردهای اصلی و اساسی اسید نیتریک، استفاده برای شست و شو است. این اسید بدلیل خورندگی ای که دارد و اینکه میتواند تعداد زیادی از فلزات را به خوبی در خود حل کند، بسیار گزینه مناسبی برای شست و شو است.
از اسید نیتریک برای انجام آنالیزهای شیمیایی نیز به کرات استفاده می‌شود. به عنوان مثال، برای آماده سازی نمونه آنالیزهای ICP-MS و ICP-AES از این اسید استفاده می‌شود.
از اسید نیتریک برای تولید مواد منفجره، تولید رنگ،تولید دارو،استفاده در چوبکاری،ساخت پلاستیک و به عنوان یک واکنشگر در خیلی فرآیندها استفاده می‌شود.
- در زمینه پزشکی ، از این ماده در حالت خالص خود به عنوان ماده سوزاننده برای از بین بردن لگن و زگیل استفاده می شود
- در تست رنگ سنجی برای تشخیص هروئین و مورفین استفاده می شود.
- در الکتروشیمی ، از اسید نیتریک به عنوان ماده شیمیایی دوپینگ برای نیمه هادی های آلی و در فرآیندهای تصفیه برای نانولوله های کربن خام استفاده می شود.
ید نیتریک در اشکال مختلف به عنوان اکسید کننده موشک های دارای سوخت مایع استفاده شده است.
این اشکال شامل نیتریک اسید بخور دهنده قرمز ، بخور دهنده سفید ، مخلوط با اسید سولفوریک و فرم با مهار کننده HF است.
4.کاربرد اسید نیتریک در صنایع غذایی
نیتریک اسید در ساخت و تولید پتاسیم نیترات استفاده می‌شود. پتاسیم نیترات یک افزودنی مواد غذایی و عامل رنگزا است. این ماده به عنوان نگهدارنده برای نگهداری گوشت ها و فرآورده های نمکی استفاده می‌شود. (مانند سوسیس و کالباس)
5.کاربرد اسید نیتریک در نجاری
در غلظت کم ، نیتریک اسید اغلب در نجاری برای پیر شدن مصنوعی کاج و افرا استفاده می شود.
ذخیره سازی و حمل و نقل اسید نیتریک
اسید نیتریک، تهاجمی‌ترین اسید است. بنابراین باید الزامات زیر برای حمل و نقل و ذخیرهسازی آن رعایت شود:
- ذخیره و حمل و نقل در مخازن استیل مخصوص بصورت مهر و موم شده هرمتیک، ساخته از آلیاژ استنلس استیل یا مخازن فلزی کرومی و نهایتا مخازن شیشه ای آزمایشگاهی.
- هر مخزن حملی با برچسب علامت خطر تولید و نصب شود.
مخازن اسید نیتریک
هنگام محاسبه و ساخت مخازن اسید نیتریک در غلظتهای بالا عواملی مانند قابلیت اطمینان، استحکام، تنگی و ایمنی هم برای انسان و هم برای محیط زیست مدنظر قرار داده می‌شود.
اسید نیتریک غلیظ میتواند در تماس با عوامل کاهنده منفجر شود. بنابراین محاسبه و طراحی مخازن اسید نیتروژن نیازمند رویکرد بسیار مسئولانه سازمان و تخصص بالای متخصصان در تولید با توجه به کاربرد آنها در صنایع شیمیایی است. هر دو فناوری جوشکاری خاص و محاسبات پیچیده با در نظر گرفتن ویژگیهای محیط، دمای عملیاتی، دمای محیط، حجم کار و شکل مخزن باید هنگام طراحی و تولید مخزن اسید نیتریک رعایت شوند. فولاد، فلز، کامپوزیت و سایر مواد برای ساخت مخازن ذخیره اسید نیتریک غلیظ مناسب نیستند، حتی مواد پلیمری مقاوم مانند مخزن پلی پروپیلن و مخزن پلی اتیلن در برابر این اسید ناپایدار یا به طور مشروط مقاوم هستند. مخازن ایده‌آل برای ذخیرهسازی این ماده شیمیایی پرکاربرد عبارتند از:
- پلی وینیل کلراید (PVC)
- پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF)
- اتیلن کلروتری فلوئورواتیلن (ECTFE)
- مخزن استیل ضدزنگ حاوی مقادیر مشخص کروم برای غلظتهای زیر 50%
مخازن بسته به غلظت، دما و نوع نصب به اشکال مختلف، طراحی و تولید می‌شوند. مخازن اسید نیتریک باید تمام الزامات لازم را برآورده کند:
- سفتی
- قابلیت اطمینان
- استحکام
- بی اثری شیمیایی متریال به محلول موجود در آن
- راحتی و ایمنی نگهداری
خطرات اسید نیتریک و موارد ایمنی:
آتش سوزی
- اسیدنیتریک غلیظ یک اکسید کننده قوی است و ایجاد گرما می کند با عوامل کاهنده و یا مواد آلی قابل احتراق می تواند واکنش دهد و بسوزد و یا منفجر شود.
- استفاده از اسپری آب یا مه برای خنک نگه داشتن ظروف و یا ساختمان های مواجهه با آتش.
- سبب سوختگی شدید چشم، ریزش اشک، تحریک، تورم و نابینایی می شود.
- در صورت وقوع ،بلافاصله چشمها را به مدت 20 تا 30 دقیقه با آب گرم شسته شود
- نحوه حفاظت: از عینک های مخصوص کار با مواد شیمیایی استفاده شود.
خوردن
- سبب در شدید و سوختگی شدید دهان، حلق و سوراخ شدن معده، حالت تهوع ، استفراغ، شوک و بیهوشی می شود.
- در صورت وقوع ،هرگز به فردی که بی هوش است چیزی از راه دهان نخورانید. به فرد 240 تا 300 میلی لیتر آب داده و سریعا فرد را به پزشک رسانید.
تماس با پوست
- تماس با محلول این ماده سبب تحریکات مختصر پوست و ایجاد لکه هایی به رنگ زرد تا قهوه ای در پوست می شود. پوست قبل از صدمه دیدن سفت شده، غلظت های بالای این ماده سبب درد و زخم های عمیق در پوست می شود. ممکن است جای زخم در پوست باقی بماند. اگر این ماده به مقدار زیادی برروی پوست ریخته شود و سریعا شسته نشود میتواند باعث مرگ شود.
- در صورت وقوع ،بلافاصله موضع را به مدت 20 تا 30 دقیقه با آب گرم شسته اگر پوست دچار به پزشک مراجعه کنید.
- نحوه حفاظت : استفاده از دستکش و لباس مقاوم در برابر آسیب مواد شیمیایی توصیه اکید می شود.
تنفس
- بخارات این ماده سبب شوک، سوختگی گلو یا تحریک دستگاه تنفسی، سرفه، درد سینه، سختی در تنفس، سیانور، احساس خفگی و ادم ریه می شود.
- در صورت وقوع ،فرد را در معرض هوای تازه قرار دهید و به او تنفس مصنوعی بدهید و از اکسیژن پزشکی در صورت وجود استفاده نمایید و اگر ضربان قلب وجود ندارد احیا قلبی ریوی را انجام داده و فورا به پزشک مراجعه کنید.
- نحوه حفاظت :استفاده از ماسک مناسب با فیلتر قابلیت حذف گازهای آلی و معدنی الزامی می باشد.
