نیتریک اسید

از اسید نیتریک در سده شانزدهم برای جداسازی طلا از نقره استفاده می‌شد. اسید نیتریک را از شوره به دست می‌آورند؛ بدین طریق که سولفات آهن یا زاج را در حالت گرم روی شوره اثر می‌دادند. این طریقه تولید نشان می‌دهد که شوره مصرفی، خالص بوده‌است. به ترکیبی از دو ماده، کمی ماسه، آهک یا سفال شکسته می‌افزودند؛ ماده به دست آمده را در یک شیشه کوچک درب دار می‌ریختند. این شیشه‌ها را در کوره آهک پزی می‌گذاشتند که می‌توانست دو ردیف از این شیشه‌ها را که هر ردیف چهار تا شیشه بود در برگیرد. این شیشه‌ها را تا گردن در خاک یا خاکستر، که سبب پخش گرما و جلوگیری از ترک برداری شیشه می‌شد، قرار می‌دادند. از در پوش شیشه‌ها لوله‌هایی خارج می‌شد که به همین تعداد شیشه‌های مایع کننده، برروی سکویی خارج از کوره متصل بودند. همه اتصالات بدقت آب بندی می‌شدند. حرارت نخست معتدل بود تا ماده خام درون شیشه‌ها خشک شود، سپس هر شش ساعت به شش ساعت حرارت را زیاد می‌کردند، گازهای نیترو بوسیله آب تبلور نمکها، به خارج کشیده می‌شد. هر وقت رنگ محصول تقطیر نشان می‌داد که تجزیه به پایان رسیده‌است، حرارت را به تدریج کم می‌کردند.
روش سولفات آهن باز بوسیله گلوبر شرح داده شده‌است. این روش بدون شک تا آغاز سده هجدهم، تنها روش مورد استفاده برای تولید نیتریک اسید بوده‌است. انگلیسی‌ها و هلندی‌ها تا مدت‌ها بعد هم از روش سولفات آهن استفاده می‌کردند؛ اما در فرانسه روش آلومین جای آن را گرفت. در سده پیش، تولید کنندگان اسید نیتریک گمان می‌بردند که بازده تولید با روش آلومین از بازده آن با سولفات آهن کمتر است. کمی پس از آن نظر مخالف غلبه یافت بدون اینکه معلوم شود که برپایه کدام مشاهدات این تغییر عقیده ایجاد شده‌است. بدیهی است که کار آزمایشگاهی در این عمل بی‌تاثیر بوده‌است. محتوای کتابهای شیمی شامل دستورهای نسخه مانندی است که مولفان آن‌ها از عمل کنندگان دریافت داشته‌اند. گویا تغییرات در روشهای سنتی در نتیجه ایجاد بازار بهتر و تقاضاهای بیشتر بوده‌است.
اسید نیتریک خالص (HNO3) در 41.6- درجه سانتی‌گراد ذوب شده، تولید مایع بی‌رنگی می‌کند، اما نسبت به درجه حرارت و درجه تابش نور بر آن، گستره رنگ آن از زرد تا قرمز متمایل به قهوه‌ای متغیر است. این تغییرات نتیجه تجزیه آن طبق واکنش زیر است:
2HNO3
-> 2NO2 + H2 + 1/2 O2
به این علت ظرفهای محتوی آن، همیشه تحت فشار کنترل شده می‌باشد. اسید نیتریک با آب قابل احتراق است و محلول آن آزئوتروپی را تشکیل می‌دهد که نقطه جوش آن برابر با 121.9 درجه سانتیگراد است که شامل 68.7% وزنی HNO3 می‌باشد.
خصوصیات فیزیکی شیمیایی اسید نیتریک:
نوع تجاری اسید نیتریک آزئوتروپیکی از آب با غلظت 68% می‌باشد . این محلول با نقطه جوش 120.5 درجه سانتیگراد در فشار یک اتمسفر می‌باشد . دو شکل هیدراته برای آن شناخته شده‌است: 1-مونو هیدرات (HNO3·H2O) و 2-تری هیدرات (HNO3·3H2O)
روشهای تهیه اسید نیتریک
امروزه در تولید صنعتی اسید نیتریک، آمونیاک به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود. از نظر تاریخی، اسید نیتریک اولین بار از اثر اسید سولفوریک روی نیترات سدیم (شوره شیلی ) بدست آمد. واکنش در کوره‌هایی با دمای 150 تا 170 درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد. اسید بدست آمده، دارای غلظت 95 تا 97 درصد است.
که به اسید دود کننده معروف است ورنگ این اسید قرمز تا زرد می‌باشد .
2 NaNO 3 + H 2 SO 4 → 2 HNO 3 + Na 2 SO 4
روش بریک لند ( Brikeland )
در این روش می‌توان اسید نیتریک را از اکسید نیتریک مطابق واکنش زیر بدست آورد.
N2 + O2
-> 2NO + 43Kcal
تبدیل NO به HNO3 با اکسیداسیون و هیدراتاسیون انجام می‌گیرد. در این فرایند بخاطر کم بودن غلظت NO، علاوه بر هزینه انرژی الکتریکی، مقداری گاز نیز باید در جریان باشد. ضمنا دمای بالا نیز باعث واکنش عکس و تجزیه NO می‌شود.
سنتز اسید نیتریک از آمونیاک
امروزه اسید نیتریک بطور صنعتی از آمونیاک تهیه می‌شود. برای این کار لازم است که ماده اولیه را با هوا به اکسید نیتروژن تبدیل کرد.
4NH3 + 5O2
-> 4NO + 6H2 + 216,24Kcal
واکنش با مواد مختلف
واکنش با سولفوریک اسید
نیتریک اسید در واکنش با سولفوریک اسید یک اسید قوی تولید می‌کند که در این فرآیند یون نیترونیوم فعال نیز آزاد می‌شود که در ترکیب با مواد آلی مواد منفجره قوی نظیر تی ان تی ونیتروگلسیرین و…. تولید می‌کند .(فرآیند نیتراسیون).یکی از مهم‌ترین واکنش‌های نیتریک اسید واکنش آن با گلیسیرین که باعث تولید نیتروگلیسیرین می‌شود.
HNO 3 + 2H 2 SO 4 ⇌ NO 2 + + H 3 O + + 2HSO 4 − ; K ~ 22
یکی از کاربردهای آن در صنعت، استفاده از آن برای میرور کردن ورقهای استنلس استیل 304 است، که از اسید نیتریک در ترکیب با آب و دی اکساید تیتانیوم استفاده می‌شود.
نیترات