硝酸
純粋な遊離酸も 0 °Cで硝酸カリウムと純硫酸を反応させ、真空蒸留により単離することが可能である。
KNO 3 + H 2 SO 4 ⟶ HNO 3 + KHSO 4 {\displaystyle {\ce {KNO3 + H2SO4 -> HNO3 + KHSO4}}}
しかし不安定であり光反応などにより分解し、二酸化窒素などを発生させる。
純硝酸は遊離酸として知られているものの中ではもっとも強く自己解離し、さらに生成するリオニウムイオンは脱水されニトロイルイオンとなり、その平衡定数は 25 °C で以下のようである
2 HNO 3 ↽ − − ⇀ H 2 NO 3 + + NO 3 − {\displaystyle {\ce {2 HNO3 <=> H2NO3^+ + NO3^-}}}
H 2 NO 3 + ↽ − − ⇀ NO 2 + + H 2 O {\displaystyle {\ce {H2NO3^+ <=> NO2^+ + H2O}}}
K = [ NO 2 + ] [ NO 3 − ] [ H 2 O ] = 7 × 10 − 2 mol 3 dm − 3 {\displaystyle {\ce {K=[NO2^{+}][NO3^{-}][H2O]\ =\ 7\times 10^{-2}mol^{3}~dm^{-3}}}}
高い電気伝導度を示し、25 °C における比電気伝導度は 3.72 × 10 Ω cm であり、純硫酸よりさらに高い。
また、純硝酸のハメットの酸度関数は H 0 = − 6.3 であり純硫酸などに比べるとかなり酸性度は低い。
硝酸は硫酸中では塩基として挙動しプロトン化を受け、脱水によりニトロイルイオン (nitroyl / NO2) を生成する。濃硝酸と濃硫酸を混合した混酸中では以下のような化学平衡が成立している。
HNO 3 + H 2 SO 4 ↽ − − ⇀ H 2 NO 3 + + HSO 4 − {\displaystyle {\ce {HNO3 + H2SO4 <=> H2NO3^+ + HSO4^-}}}
H 2 NO 3 + ↽ − − ⇀ NO 2 + + H 2 O {\displaystyle {\ce {H2NO3^+ <=> NO2^+ + H2O}}}
このニトロイルイオンが芳香族化合物などに対し求電子置換反応を起こしニトロ化が進行する。