Содержание
Ее хранят в темных емкостях. Свет не любит азотная кислота. При ярком освещении вещество разлагается на бурый газ – один из оксидов азота, и воду.
В полумраке же, кислота с водой легко смешивается в любых пропорциях. У вещества есть и кристаллическое состояние.
Оно может быть моноклинным и ромбическим. Это указывает на форму ячеек кристаллической решетки.
Моноклинная составлена из наклоненных параллелепипедов, а ромбическая, соответственно, из ромбов.
Отличаются ли свойства растворов кислоты от ее кристаллов, как вещество добывается и где применяется? Вопросы заданы, остается дать на низ ответы.
Свойства азотной кислоты
В обычных условиях кристаллическую кислоту можно лицезреть лишь в жарких странах.
В твердое состояние бесцветная жидкость переходит лишь при 42-ух градусах Цельсия. До этой отметки вещество остается жидким и парит.
При этом, реагент источает резкий, удушливый запах. С ним, собственно, связана история открытия азотной кислоты. Обнаружил ее Даниэль Резерфорд.
Шотландец изучал продукты сжигания серы, угля, фосфора. В ходе работ выделялся газ, который химик назвал удушливым воздухом.
Ученый отметил, что вещество не поддерживает горение и непригодно для дыхания.
Позже, выяснилась формула азотной кислоты: — HNO3. Получается, вещество одноосновное.
Так именуют кислоты, в состав которых входит лишь один атом водорода. С водой вещество смешивается в любых пропорциях.
Поэтому, существует концентрированная азотная кислота и неконцентрированная.
Первая активно дымит, то есть, летуча. Химические свойства концентрата разнятся с разбавленой версией.
Если кислоты в растворе около 60%, он будет реагировать со всеми металлами кроме алюминия, железа, иридия, хрома, натрия, золота и платины.
Отсюда вывод, в какой таре нужно хранить вещество. Золотые и платиновые фляги, конечно, не выгодны.
А вот емкости из железа и алюминия и бюджетны, и надежны, поскольку закрывают кислоту от света. Главное, не выбрать тару из меди. Азотная кислота ее растворит.
Реагируя с металлами, концентрированный раствор азотной кислоты выделяет бурый газ. Его формула: — NО2.
Параллельно, образуются соли кислоты. В зависимости от растворенного металла, реакции разнятся.
При взаимодействии с рядом до магния, образуются диоксиды, и выделяется кислород.
Реакция с солями металлов, находящимися после магния до меди, дает бурый газ, оксид азота и кислород.
Если к кислоте присоединится соль любого металла после меди, металл отделится. Вместе с ним выделяются бурый газ и кислород.
Разбавленная азотная кислота реагирует с большинством тех же металлов, но, окисляется при этом до аммиака.
К такому исходу приводит взаимодействие, к примеру, с цинком и элементами щелочноземельной группы. В реакцию вступает и железо.
Так что, разбавленную кислоту в емкостях из сплавов с феррумом лучше не хранить.
Итогом взаимодействия с азотной кислотой разбавленного типа может стать не только аммиак, но и аммиачная селитра.
Самый редкий вариант – закись азота. Ее даст, к примеру, реакция с магнием. С остальными металлами азотная кислота образует оксид азота.
Его можно получить, в частности, при взаимодействии с серебром. Выпадет оксид аргентума, образуется вода и оксид азота.
По этой же схеме проходят реакции кислоты с неметаллами, только, вместо солей формируется серная кислота.
Из реакций с другими кислотами примечательно смешивание с соляной. Последней, берут 3 части, а первой – одну. Получается царская водка.
Ее так назвали, поскольку вещество растворяет даже золото – металл правителей, сильных мира сего.
На такое не способна ни одна из чистых кислот. Благородные металлы им поддаются редко, а золото, вовсе, никогда.
Добыча азотной кислоты
В малых количествах вещество возможно добывать даже из воздуха, причем, в прямом смысле. Не секрет, что азот – одна из составляющих атмосферы.
На 15-ый газ в ней приходятся 78% . Азот реагирует с кислородом, образуя оксид. Дальнейшее окисление дает диоксид азота. Это тот самый бурый газ.
Он-то и реагирует с водой, взвесь которой, как известно, имеется в воздухе. Вступая в контакт с облаками, туманом, бурый газ переходит в азотную кислоту.
Массовая доля азотной кислоты в атмосфере столь мала, что вещество не наносит вред человеку, да и другим живым организмам.
Для промышленной добычи кислота из воздуха тоже не годится. На заводах пользуются иными схемами.
Первая: — производство азотной кислоты из аммиака. Сначала, проводят его конверсию, то есть, дробление состава исходной газовой смеси.
Реакция проходит на платинородиевых сетках при температуре около 1000 градусов Цельсия. Так получают оксид азота. Его окисляют до диоксида.
Это вторая стадия процесса. После, оксиды азота абсорбируют водой. В итоге, получается азотная кислота и чистая вода.
Описанный метод приводит к образованию разбавленной кислоты. Возможна последующая концентрация.
Поэтому, метод наиболее популярен, ведь потребителям нужна, как насыщенная, так и ненасыщенная кислоты.
Работая с аммиаком, промышленники «убивают одним выстрелом двух зайцев».
Второй метод производства реактива приводит сразу к получению концентрата. Речь о прямом синтезе из оксидов азота. Берут жидкие.
Они взаимодействуют с водой и кислородом. Такие реакции с азотной кислотой проходят под давлением в 5 мегапаскалей.
Получается диоксид азота. В обычных условиях он переходит в жидкое состояние. Окисление аммиака дает двойной оксид азота.
В газовой смеси его около 11%. Сжижжают диоксид под давлением. При стандартных условиях переход невозможен.
Применение азотной кислоты
Как составная царской водки азотная кислота является частью пробирных кислот. С их помощью изучают качество золота.
Без соответствующих исследований слитки не поступят в банки, а украшения – на прилавки магазинов.
Прежде чем апробировать и продать драгоценный металл, его нужно добыть. В этом тоже помогают азотная кислота и царская водка.
Ими обрабатывают руды, выводя нужные элементы в раствор. Остается осадить металлы и осушить, очистить от примесей. Так добывают не только благородные, но и неблагородные элементы.
Из металлов, как известно, делают сплавы, а из них, к примеру, технику. Если рассматривать воздушную и космическую, в них присутствует чистая кислота.
Ее примешивают к топливу, получая оксид. Азотная кислота выступает в роли окислителя.
В его присутствии процесс сгорания эффективнее, выделяется больше тепла. Так что, часть реагента производят для ракетного топлива.
Соль азотной кислоты – сырье для производства удобрений. Наиболее популярны: нитрат кальция, нитрат натрия, нитрат аммония и нитрат калия.
Все это соли, объединенные названием «селитры». Азот позволяет растениям быстро развиваться, повышает урожайность.
Дело в том, что 15-ый элемент входит в состав хлорофилла. Это зеленый пигмент растений, отвечающий за усвоение энергии Солнца.
Чем больше освоенной энергии, тем лучше развитие трав, кустарников, деревьев.
Слово «селитра» на слуху и у пиротехников. Азотная кислота – основа взрывчатых веществ.
Аммиачной селитры в большинстве из них около 60%. Остатки – дизельное топливо, или иное горючее. Получить можно, как безобидный фейерверк, так и военную бомбу.
Цена азотной кислоты
Азотная кислота, как и большинство востребованных кислот, бывает чистой и технической, отягощенной примесями. Последняя дешевле.
Чистый реагент дороже. Для справки, ГОСТ 4461-77 – норма для очищенной кислоты.
Реагент российского производства стоит в районе 30-55-ти рублей за килограмм. Ценник зависит от концентрации раствора.
Для технической кислоты верхний ценовой предел, обычно, составляет 40 рублей за кило. Предусмотрена и большая фасовка.
Есть, к примеру, 25-литровые канистры, в которые разливается азотная кислота.
Купить реагент с максимальной выгодой позволяют оптовые заказы. Такие уходят на предприятия, где знают правила обращения с реагентом.
Он разъедает не только металлы, но и слизистые. Пары вещества могут затруднить дыхание, повредить трахеи, выстилающие ткани носа.
Поэтому, с кислотой работают лишь в масках. При нарушении правил, кроме трудностей с дыханием, наступает отравление.
Интоксикация выражается в рвоте, чесотке, нарушениях зрения, обоняния. Более-менее безобидны лишь слабые растворы реагента.
Именно такие, к примеру, используют в школьных лабораториях. Учиться обращению с химическими реагентами стоит с малых лет.
Как сделать азотную кислоту
Познавательно – развлекательный ресурс
Вещи, собранные своими руками, приносят особое удовлетворение их изготовителям, если с помощью них можно извлечь или познавательную, или практическую пользу. Это приятно всегда.
Здесь собраны самоделки на разную тематику и степени сложности, идеи и советы мастерам, избранная техническая литература . Если кому-либо из приведенного здесь что-нибудь пригодится ( в созидательном плане), значит одним добрым делом на свете станет больше
1. Вечный телефон
Простое переговорное устройство на две персоны можно собрать за несколько минут. Для этого понадобятся два телефонных капсюля от старых телефонов и моток двужильного провода большого сечения (для уменьшения затухания сигнала), если хотим протянуть линию до 100 м. Всё ясно из рисунка.
Принцип действия: эдс, создаваемая колебанием мембраны одного телефона заставляет колебаться мембрану другого телефона и мы слышим источник звука с достаточной громкостью для общения.
Недостаток симплексной связи – надо говорить и слушать по очереди. Этот недостаток можно устранить, собрав второй комплект вечного телефона и соединить согласно следующего рисунка, однако при этом материалов понадобится ровно в два раза больше.
Вместо телефонов можно использовать старые абонентские динамики, наушники с высокой добротностью. Подключив параллельно линии через кнопку низковольтный источник питания, например квадратную батарейку, можно сделать подобие звонка, только вместо телефонной трели будут раздаваться щелчки.
2. Как сделать макрофотографии обычным мобильником
Очень просто. Достаточно скотчем прикрепить увеличительную линзочку с малым фокусным расстоянием к объективу мобильника или фотокамеры. Чем меньше фокусное расстояние линзы, то есть, чем сильнее увеличивает она, тем с большим увеличением можно сфотографировать в фокусе микрообъект. Линзы можно демонтировать со старых фотоаппаратов или другой техники с оптикой.
Ниже я привожу снимки, сделанные мобильником BlackBerry Storm 9500 с камерой на 3.2 мегапиксела с прикрепленной линзой.
3. Как сделать азотную кислоту в значительном количестве
Как-то мне понадобилась азотная кислота с пол-литра.
Здесь, на юге Испании, поиски в различных магазинов не дали результатов, по почте это высылать не будут ввиду… И вот после тщательного поиска в интернете я нашел приемлемый способ получения азотки в нужном количестве и хорошего качества и что немаловажно концентрированной. Привожу рисунок и текст из химпособия. Авось сгодится еще кому.
Роль реторты в этой модели завода по получению HNO3 выполняет эмалированный кофейник( или чайник). Чтобы крышка кофейника не пропускала паров азотной кислоты, между крышкой и краями кофейника помещается прокладка из асбестового картона.
Кружок асбеста смачивается водой и зажимается между краями кофейника и крышкой. После того как прокладка таким образом сформирована, ее вынимают вместе с крышкой и просушивают.
Не следует забывать, что только концентрированная азотная кислота делает железо пассивным и на него не действует, а в эмали всегда могут быть трещины. Поэтому влажную прокладку применять нельзя.
Для того, чтобы плотно прижать крышку к краям кофейника, служит приспособление, состоящее из двух петель, сделанных из медной проволоки, обвивающий верхний рант кофейника. В петли вставляются концы деревянной планки, в середину которого ввинчен шуруп.
Конец шурупа , который предварительно затуплен напильником, упирается в крышку. Если шишечка крышки к ней привинчена, то ее следует отвинтить, отверстие закрыть кусочком асбестового картона, поверх последнего положить кружочек из жести и т.п., В который и упереть конец винта.
Если шишечка составляет с крышкой одно целое, то конец шишечки нужно спилить напильником, чтобы получилась плоскость для упора винта.
К «реторте» присоединен холодильник из лампового стекла и «конденсационные горшки» в виде двугорлых склянок.
Все соединения должны быть сделаны без пробок и резины. Вместо пробок можно воспользоваться асбестовой ватой. Трубка а вставляется в носик кофейника поглубже и затем в носик изнутри забивается асбестовая вата. Для этого удобно воспользоваться загнутым на конце в виде крюка большим гвоздем и т.п.
В двухгорлые склянки трубки вставляются тоже на асбестовой вате. На трубку навертывается жгут из ваты и затем плотно забивается в отверстие склянки. Соединения с кофейником должны быть сделаны при помощи сухого асбеста (см. Выше), для остальных же соединений асбест можно взять влажный, благодаря чему без особых затруднений получаются достаточно плотные соединения.
Первая из склянок оставляется пустой, во вторую наливается немного воды, в последнюю вода наливается до половины, а трубка слегка погружается в воду. В первой банке собирается главная масса азотной кислоты, во второй – поглощается большая часть паров,в третьей же – удерживаются остальные пары. Если прибор можно поместить под тягу, то третью склянку можно и не ставить.
Если все соединения сделаны аккуратно, то во время работы пары азотной кислоты почти совсем не выделяются из прибора.
Вместо двугорлых склянок можно взять и обыкновенные. Тогда обе вставленные трубки сначала обвивают асбестовой ватой, каждую отдельно, затем вместе и вставляют одновременно.
В кофейник насыпать селитры KNO3 или NaNO3 почти до половины высоты, прилить столько концентрированной серной кислоты H2SO4, чтобы после размешивания получилась кашицеобразная масса, крышку закрыть и начать нагревание. Воду в холодильник лучше пустить непрерывной струей, но можно и подливать по мере надобности.
Схема очень простая и описана во многих пособиях по химии.
Библиотечка гальванотехника
Электрохимическое осаждение благородных и других металлов
______________________ литература__для__мастеров_____________________
Справочник мастера
265 секретов производстенных технологий 1992г
Чтобы сделать медь мягкой – накалить до малинового цвета и охладить в воде.
Сделать медь твердой – нагреть до 400°С и медленно охладить (т.е. с печкой).
Большая Рнциклопедия Нефти Рё Газа
- Cтраница 1
- Получение концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза основано на взаимодействии жидких оксидов азота с водой и кислородом под давлением и при повышенной температуре. [1]
- Получение концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза основано на применении жидкой четырехокиси азота и проведении процесса ее взаимодействия с водой и кислородом под высоким давлением и при повышенной температуре. [2]
Получение концентрированной азотной кислоты, как отмечалось выше, связано с гидролизом четырехокиси азота ( по мнению авторов, двуокиси азота) водой и образованием наряду с азотной азотистой кислоты, которая в концентрированных растворах частично окисляется непосредственно в жидкой фазе, а в разбавленных растворах преимущественно разлагается с выделением NO. Окись азота при окислении кислородом образует двуокись и че-тырехокись азота. [3]
Получение концентрированной азотной кислоты, как отмечалось выше, связано с гидролизом четырехокиси азота ( по мнению авторов, двуокиси азота) водой и образованием наряду с азотной кислотой азотистой кислоты, которая в концентрированных растворах частично окисляется непосредственно в жидкой фазе, а в разбавленных растворах преимущественно разлагается с выделением NO. Окись азота при окислении кислородом образует двуокись и четырехокись азота. В зависимости от условий процесса взаимодействия жидких окислов азота с водными растворами азотной кислоты и кислородом реакция, контролирующая скорость процесса, может быть различной. [4]
Для получения концентрированной азотной кислоты ( более 68 % HNOs) обычно применяют перегонку разбавленной азотной кислоты РІ присутствии крепкой серной кислоты, как водоотнимающего средства. Крепкая серная кислота СЃРІСЏ-зываег РІРѕРґСѓ, содержащуюся РІ разбавленной азотной кислоте, образуя гидраты серной кислоты, кипящие РїСЂРё температуре, более высокой, чем 100 % – ная HNO3, поэтому РїСЂРё нагревании такой смеси можно подобрать условия, РїСЂРё которых РІ парах будет содержаться почти исключительно азотная кислота. [6]
Для получения концентрированной азотной кислоты можно удалять РІРѕРґСѓ РёР· разбавленных кислот кипячением, РЅРѕ система РќРњРћР· – Рќ2Рћ образует нераздельнокипящую ( азеотропную) СЃ месь.
РќР° практике кипячением слабых кислот получают примерно 65 % – РЅСѓСЋ азотную кислоту, которая мало отличается РѕС‚ HNO3, получаемой после РІРѕРґРЅРѕР№ абсорб-ции РїРѕРґ давлением.
Поэтому для получения концентрированной кислоты применяют во-доотнимающие средства. [7]
Для получения концентрированной азотной кислоты используются также установки, работающие с применением так называемых инверсионных газов.
РќР° этих установках для получения окислов азота используются растворы азотистокислых Рё азотнокислых солей, которые инвертируются ( расщепляются) непрерывным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј разбавленной ( 42-процентной) азотной кислотой РІ специальных аппаратах – инверсионных колоннах. Кислота РІ колонне подогревается РґРѕ 65 РЎ, соли – – РґРѕ 105 РЎ. Для выделения образовавшейся РѕРєРёСЃРё азота колонну продувают РІРѕР·РґСѓС…РѕРј. Окисление РѕРєРёСЃРё азота РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ окислительной колонне РїРѕРґ действием паров 45-процентной азотной кислоты Рё жидкой азотной кислоты концентрацией 59 Рё 66 %, нагретой РґРѕ температуры 110 – 125 РЎ. [8]
Для получения концентрированной азотной кислоты ( более 68 %) обычно перегоняют разбавленную азотную кислоту в присутствии крепкой серной кислоты как водоотнимающего средства.
Крепкая серная кислота связывает РІРѕРґСѓ, содержащуюся РІ разбавленной азотной кислоте, образуя гидраты серной кислоты, кипящие РїСЂРё температуре более высокой, чем 100 % – ная РќРњРћР·.
[10]
Диаграмма кипения. [11]
ПОИСК
Одним из таких полупродуктов является водород, который образуется в процессе крекинга и пиролиза нефти и углеводородных газов. Водород в свою очередь служит исходным веществом для производства аммиака, в молекуле которого на один атом азота приходится три атома водорода.
Из аммиака получают углекислый аммоний, сульфат аммония, азотную кислоту, аммиачную селитру и ряд других продуктов, широко используемых в качестве удобрений и в химической промышленности для производства ряда веществ. Кроме того, из аммиака получается мочевина, представляющая собой органическое вещество, содержащее азот.
В последнее время мочевина стала широко применяться в качестве удобрения, добавок в корм скоту, а также для производства некоторых пластмасс. Водород, который является основой синтеза аммиака, может получаться разными путями — при крекинге и пиролизе нефти и газа, при обработке кокса и угля водой при высокой температуре, при электролизе воды и т. д.
Наиболее выгодным оказалось получение водорода из углеводородного газа. [c.356] Получение концентрированной азотной кислоты нз селитры. К находящейся в реторте высушенной селитре прибавляют одну треть эквимолекулярного количества концентрированной серной кислоты и смесь нагревают в вакууме на водяной бане.
По мере того как нз реторты отгоняется азотная кислота уд. в. 1,. 53 (при 15°), к смеси постепенно прибавляют остальное количество сериой кислоты. По окончании перегонки в реторте остается бисульфат. [c.232]
- Способ получения азотной кислоты из селитры основан на реакции, аналогичной получению соляной кислоты [c.135]
- ЗАВОДСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ КЗ СЕЛИТРЫ [c.138]
- Почему при получении азотной кислоты из селитры необходимо брать концентрированную серную кислоту, а селитру — в виде твердого вещества Почему реакционную смесь нельзя сильно нагревать [c.230]
Плавиковый шпат разлагается сплавлением с едким кали в золотом тигле или с карбонатом калия и селитрой в платиновом тигле и последующей обработкой плава водой или холодной разбавленной азотной кислотой.
Полученные этими способами плавы растворяются значительно легче, чем плавы, получаемые в результате сплавления с соответствующими солями натрия. Когда не требуется определение фтора, плавиковый шпат можно разлагать нагреванием тонкого порошка пробы с серной или хлорной кислотой или же обработкой при нагревании разбавленной (1 1) соляной кислотой, содержащей борную кислоту. [c.822]
Нитрат кальция нередко образуется при гниении азотсодержащих органических соединений в присутствии извести так, он образуем белые выцветы на стенах конюшен (стенная селитра). Прежде нитрат кальция получали этим способом искусственно в так называемых селитряницах , куда забрасывали всякого рода животные отбросы, смешивали их со строительным щебнем, известкой и т. п.
и время от времени поливали эту массу навозной жижей до тех пор, пока в ней не образовывалось в результате разложения органических веществ достаточного количества нитрата кальция и других азотнокислых солей, которые затем подвергали выщелачиванию. В настоящее время нитрат кальция получают нейтрализацией его карбоната (известняка) или гидроокиси технической азотной кислотой.
Полученную этим методом известковую селитру, которую прежде изготовляли главным образом в Норвегии ( норвежская селитра ), широко применяют в качестве удобрения. Гигроскопичность норвежской селитры, сильно препятствующая ее равномерному распределению в почве, можно почти полностью устранить добавлением едкой извести (при этом образуется основная соль). [c.
307]
Искусственная селитра, добываемая указанным выше способом, получила название норвежской . До недавнего времени дуговой способ был единственным выгодным способом искусственного получения азотной кислоты и селитры. [c.151]
Азотная кислота и ее соли. Получение азотной кислоты из селитры и окислением аммиака. Свойства азотной кислоты. Действие концентрированной и разбавленной азотной кислоты на металлы. Отношение солеи азотной кислоты к нагреванию. [c.44]
Существенный аспект топливно-энергетической проблемы — это повыщение эффективности использования топливных ресурсов, в частности возможно более полное использование всех видов энергии. Известно, что химическая промышленность и смежные с ней отрасли являются крупнейшими потребителями тепловой и электрической энергии.
В последние годы особенно большое внимание уделялось снижению всех видов энергозатрат в химико-технологических процессах — прежде всего уменьшению теплопотерь и наиболее полному использованию реакционной теплоты. Одним из путей повышения энергетической эффективности химико-технологических процессов служит химическая энерготехнология, т. е.
организация крупномасштабных химико-технологических процессов с максимальным использованием энергии (прежде всего теплоты) химических реакций.
В энерготехнологических схемах энергетические установки — котлы-утилизаторы, газовые и паровые турбины составляют единую систему с химико-технологическими установками химические и энергетические стадии процесса взаимосвязаны и взаимообусловлены.
Химические реакторы одновременно выполняют функции энергетических устройств, например вырабатывают пар заданных параметров. Энерготехнологические системы реализуются прежде всего на базе агрегатов большой мощности — крупнотоннажных установок синтеза аммиака, синтеза метанола, производства серной кислоты, азотной кислоты, получения карбамида, аммиачной селитры и т. д. [c.37]
ПОЛУЧЕНИЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ СЕЛИТРЫ [c.135]
Заводский способ получения азотной кислоты из селитры [c.138]
Недостаточно была развита азотная промышленность, на которой базировалось производство химикатов для получения взрывчатых веществ — синтетического аммиака, азотной кислоты, аммиачной селитры и некоторых других продуктов. Кроме того, Германия превосходила США в выпуске синтетических красителей и искусственных волокон — химических продуктов, имеющих важное военное значение. [c.86]
Получение азотной кислоты из селитры [c.130]
Получение азотной кислоты, аммиачной селитры, мочевины и капролактама сопровождается выделением весьма агрессивных по отношению к строительным конструкциям веществ.
Вместе с тем степень загрязнения воздушного пространства не столь велика, чтобы препятствовать размещению рядом других производств, в том числе и производства аммиака — основного сырья для них, а также зданий подсобно-производственных и вспомогательных служб и различных инженерных сооружений. При определении места для сооружений каждого производства в отдельности и всего предприятия в целом надо учитывать не только схему технологического процесса и связь между отделениями, но и преобладающее направление ветра. Производства с вредными выбросами должны располагаться с подветренной стороны по отношению к остальным зданиям и сооружениям. [c.281]
Наконец, третий способ получения азотной кислоты — из селитры — являлся в прошлом единственным, но теперь почти не имеет промышленного значения, В его основе лежит взаимодействие селитры с концентрированной серной кислотой [c.253]
Качество аммиачной селитры должно отвечать требованиям ГОСТ 2-40, приведенным в табл. 8. Оно зависит, главным образом, от наличия примесей в исходном сырье.
При применении азотной кислоты, полученной поглощением окислов азота промышленной водой, ряд примесей последней, перейдя в азотную кислоту, загрязняет нитрат аммония (силикаты, железо, кальций и др.).
При получении нитрата аммония из очищенного кок-собснзольного аммиака почти всегда в готовом нитрате аммония имеются примеси сернокислых солей и органических соединений. [c.24]
Начиная с XV и до начала XIX в.
азотную кислоту получали одним методом смесь селитры с железным купоросом или квасцами прокаливали в небольших глиняных ретортах и выделяющиеся при этом пары азотной кислоты конденсировали в концентрированную азотную кислоту.
В России первая запись о получении азотной кислоты из селитры принадлежит Петру I. Уже в это время азотная кислота применялась в текстильном, аптечном деле, для разделения золота и серебра, а также для крашения ружейных лож. [c.5]
Опыт 7. Окислительные свойства азотной кислоты. Для показа окислительных свойств азотной кислоты следует использовать концентрированную азотную кислоту, полученную взаимодействием селитры с серной кислотой. Продажная азотная кислота, имеющаяся в распоряжении школьной химической лаборатории, для этих целей непригодна, так как она содержит много воды. [c.157]
Вы уже встречались с применением метода кипящего слоя для ускорения обжига серусодержащего сырья и контактного окисления SO2. Вспомнив эффективность этих процессов, вы, возможно, предложите его и для охлаждения гранул селитры.
Такой способ нашел в последние годы широкое применение в промышленности. В качестве охлаждающего вещества целесообразно применять воздух. Однако, учитывая большой перепад температур воздуха и гранул, вряд ли можно рассчитывать сразу на охлаждение гранул до необходимой температуры.
Как же усовершенствовать охлаждение Для этого можно организовать охлаждение гранул в два приема сначала воздухом при обычной температуре, затем — холодным воздухом, пропущенным предварительно через аммиачный холодильник (жидкого аммиака на заводе много, а для получения азотной кислоты и селитры требуется газообразный аммиак). [c.134]
В России первые прописи по производству азотной кислоты из селитры были составлены при Петре I. Гениальный русский ученый М. В. Ломоносов впервые в нашей стране провел тщательные исследования условий получения азотной кислоты из селитры и в 1763 г. описал их в своих трудах. [c.11]
П. КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ АЗОТНОЙ кислоты из СЕЛИТРЫ [c.122]
Все новые азотнотуковые заводы и комбинаты, -построенные после 1935 г., проектировались советскими специалистами. Сложнейшее оборудование для этих предприятий изготовлено отечественными заводами химического машиностроения.
Крупнейшие предприятия азотной промышленности выпускают большое количество аммиака, аммиачной воды, азотной кислоты, аммиачной селитры, карбамида (мочевины), сложных удобрений, метилового спирта, капролактама и др.
Связанный азот, в первую очередь аммиак и азотная кислота, необходимы при производстве множества химических продуктов анилиновых красителей, взрывчатых веществ, серной кислоты (по нитрозному способу), окислителей, химикатов для фотографии и для получения полиамидных синтетических волокон, пластмасс и других полимерных материалов. [c.7]
Синтетический аммиак и продукты, получаемые на его основе, имеют исключительно важное значение в развитии многих отраслей промышленности и особенно в поднятии урожайности сельскохозяйственных культур.
Аммиак применяется для получения азотной кислоты, аммиачной селитры, мочевины, сульфата аммония, жидких удобрений, используется в холодильной технике, медицине и других отраслях народного хозяйства. [c.
5]
Получение азотной кислоты из селитры и серной кислоты в XIX — начале XX в. являлось единственным производственным способом ее изготовления. В настоящее время этот способ не имеет промышленного значения. По этому способу азотную кислоту получают лишь в лабораторных условиях путем нагревания нитрата натрия с серной кислотой [c.229]
Азотная кислота была известна уже первым алхимикам. Метод получения ее нагреванием смеси селитры, медного купороса и квасцов был описан в VHI в. Гебером (Джафаром).
Позже азотную кислоту стали получать действием серной кислоты на селитру.
В настоящее время метод производства азотной кислоты из селитры заменен наиболее прогрессивным методом контактного окисления аммиака, путь к которому исторически протекал следующим образом. [c.83]
Азотная кислота известна человечеству с VIII века. Она стала первой минеральной кислотой, которую использовали в ремесленной практике. Первое упоминание о ней содержится в трудах арабского ученого Гебера (778 год), указавшем способ получения азотной кислоты перегонкой смеси селитры с квасцами.
Получение азотной кислоты нагреванием смеси селитры с квасцами или купоросом было описано итальянским ученым В. Бирингуччо (1540 год) и Г. Агриколой (1556 год). В 1648 году И. Глаубер получил азотную кислоту нагреванием селитры с серной кислотой, а в 1763 году М.В. Ломоносов исследовал и описал этот метод ее получения.
[c.210]
Получение азотной кислоты взаимодействием селитры с концентрированной серной кислотой является старейшим способом. С появлением метода производства синтетического аммиака азотную кислоту стали получать каталитическим окислением аммиака кислородом воздуха с последующей абсорбцией образующихся окислов азота водой при атмосферном давлении.
Реакция окисления окиси азота в двуокись и абсорбция NO2 проходят эффективнее при повышенном давлении. Однако в то время отсутствовали конструкционные материалы, выдерживающие действие азотной кислоты и давления. С появлением таких материалов в начале 20-х годов фирмой Du Pont (E. I.) de Nemours and o.
был разработан процесс получения азотной кислоты при давлении 8 ат [66]. [c.357]
Контрольные вопросы. 1. Охарактеризовать подгруппу азота с точки зрения электронного строения. 2. Как получается азот в лабораторных условиях и в промышленности З- Какие важнейшие водородные и кислородные соединения азота вам известны Дать их краткую характеристику. 4.
Каким характерным свойством отличается азотная кислота от других кислот 5. Какие азотные удобрения применяются в сельском хозяйстве 6. Определить процентное содержание азота в следующих важнейших азотных удобрениях а) чилийской селитре б) аммиачной селитре в) норвежской селитре г) сульфате аммония д) цианамиде. 7.
Как различить растворы нитрата и нитрита 8. Какими способами получается аммиак в лабораторных условиях и в промышленности 9. Какой реакцией можно обнаружить ион аммония 10. Какими способами получают азотную кислоту в промышленности 11.
Какие известны виды диссоциации и в чем заключается разница между термической диссоциацией и реакцией разложения 12. Почему при получении азотной кислоты из селитры не применяют соляную кислоту 13. Что является окислителем и что восстановителем при получении азота из нитрита аммония NH4N0s 14.
Почему азотная кислота проявляет только окислительные свойства, а азотистая — окислительные и восстановительные 15. Написать уравнения реакций а) аммиака с серной кислотой б) аммиака с фосфорной кислотой в) гидроокиси аммония с фосфорной кислотой. 16. Написать уравнения реакций взаимодействия NOa а) с водой б) с КОН. 17.
Почему при реакции взаимодействия цинка с разбавленной азотной кислотой аммиак не выделяется в виде газа Что с ним происходит 18. Сколько литров [c.200]
Сала был вдумчивым и трезвым химиком и искал для объяснения химических явлений рациональные пути. Он, так же как и Либавий, считал, что серный спирт spiritus vitrioli), полученный из купоросов и при сжигании серы,— одно и то же веш,ество.
Он объяснил также получение азотной кислоты из селитры тем, что эта кислота вытесняется при действии серной кислоты. Наконец, он впервые правильно объяснил выделение меди на железе из медного купороса тем, что медь уже имелась в растворе.
Его же современники полагали, что здесь имеет место трансмутация металлов. [c.157]
Какими способами получают азотную кислоту в промышленности Какой из способов получения НЫОз применяется в СССР Напишите уравнения реакций получения НМОз.
Почему при получении азотной кислоты из селитры необходимо брать концентрированный раствор серной кислоты, а селитру в виде твердого вещества Сравните температуры кипения Н2304 (98%) и НМОз (100%).
Почему реакционную смесь нельзя сильно нагревать Какой состав азеотропной смеси азотной кислоты с водой Какую температуру кипения имеет водный раствор HNOз этого состава Можно ли путем упаривания увеличить концентрацию 70%-ного (20%-ного) раствора азотной кислоты [c.47]
Выделение избытка кальция вымораживанием. По этой схеме фосфаты разлагаются 47—55 /о ной азотной кислотой, полученный раствор охлаждается и из него выкристаллизовывается (вымораживается) четырехводный нитрат кальция.
Кристаллический осадок Са(ЫОз)2 4НгО отфильтровывается от раствора и далее перерабатывается в кальциевую селитру, содержащую около 15,5% азота.
Кислый маточный раствор нейтрализуют газообразным аммиаком, при этом в осадок выпадает дикальцийфосфат, а в растворе остается аммиачная селитра. [c.662]
Основы синтеза азотной кислоты в промышленности
Сырьем для получения азотной кислоты служат аммиак, воздух и вода. Синтетический аммиак в большей или меньшей степени загрязнен примесями. Такими примесями являются катализаторная пыль, смазочное масло (при сжатии поршневым компрессором). Для получения чистого газообразного аммиака служат испарительные станции и дистилляционные отделения жидкого аммиака.
Атмосферный воздух, применяемый в производстве азотной кислоты, забирается на территории завода или вблизи его. Этот воздух загрязнен газообразными примесями и пылью. Поэтому он подвергается тщательной очистке во избежание отравления катализатора окисления аммиака. Очистка воздуха осуществляется, как правило, в скруббере, а затем в двухступенчатом фильтре.
Вода, применяемая для технологических нужд, подвергается специальной подготовке: отстою от механических примесей, фильтрованию и химической очистке от растворенных в ней солей. Для получения реактивной азотной кислоты требуется чистый паровой конденсат.
Методы получения азотной кислоты
Первый завод по производству HNO3 из аммиака коксохимического производства был пущен в России в 1916 г. В 1928 г. было освоено производство азотной кислоты из синтетического аммиака [1].
- Различают производство слабой (разбавленной) азотной кислоты и производство концентрированной азотной кислоты.
- Процесс производства разбавленной азотной кислоты складывается из трех стадий:
- 1) конверсии аммиака с целью получения оксида азота
- 4NH3 + 5О2 → 4NO + 6Н2О;
- 2) окисления оксида азота до диоксида азота
- 2NO + О2 → 2NO2;
- 3) абсорбции оксидов азота водой
- 4NO2 + О2 + 2Н2О → 4HNO3;
- Суммарная реакция образования азотной кислоты выражается
- NH3 + 2О2 → HNO3 + Н2О.
Катализаторы окисления аммиака
Превосходство платины по активности и селективности над всеми другими видами катализаторов было показано в 1902 г. Оствальдом. Характерно, что активность к реакции окисления аммиака проявляет подавляющее большинство металлов и их соединений, но высокий выход NO (выше 90%) обеспечивают очень немногие из них.
Обладая высокой активностью и селективностью, платина имеет низкую температуру зажигания (около 200 °С), хорошую пластичность.
Недостаток платины – ее быстрое разрушение при высоких температурах под воздействием больших скоростных потоков реагентов и катализаторных ядов.
Это приводит к потерям дорогостоящего катализатора и снижению выхода NO, что и явилось причиной поисков каталитически активных сплавов платины с другими металлами.
Проведенные промышленные испытания показали стабильную работу катализаторов из платины с добавками палладия, а также из тройного сплава Pt-Rh-Pd; это и послужило основанием для их промышленной реализации в России.
Используемые для контактного окисления NH3 катализаторы изготавливают в виде сеток.
Такая форма катализатора удобна в эксплуатации, связана с минимальными затратами металла, позволяет применять наиболее простой и удобный в эксплуатации тип контактного аппарата.
В России применяются сетки из проволоки диаметром 0,09 мм (ГОСТ 3193—74), размер стороны ячейки 0,22 мм, число ячеек на 1 см длины — 32, на 1 см2 — 1024.
Платинородиевые (ГИАП-1) и платинородиевопалладиевые (сплав № 5) катализаторы весьма чувствительны к ряду примесей, которые содержатся в аммиаке и воздухе.
К таким примесям относятся гидриды фосфора и мышьяка, фтор и его соединения, дихлорэтан, минеральные масла, ацетилен, диоксид серы, сероводород и др. Наиболее сильными ядами катализатора являются соединения серы и фтора.
Примеси заметно снижают селективность катализатора, способствуют увеличению потерь платины.
Для поддержания стабильной степени конверсии аммиака необходима тщательная очистка аммиачно-воздушной смеси и от механических примесей, особенно от оксидов железа и пыли железного катализатора синтеза аммиака. Пыль и оксиды железа, попадая на катализаторные сетки, засоряют их, уменьшая поверхность соприкосновения газов с поверхностью катализатора, и снижают степень окисления аммиака.
В процессе реакции окисление аммиака поверхность платиноидных сеток сильно разрыхляется, эластичные нити сеток становятся хрупкими.
При этом поверхность сетки увеличивается примерно в 30 раз Сначала это ведет к повышению каталитической активности катализатора, а затем к разрушению сеток.
Практикой установлены следующие сроки работы катализаторных сеток: для работы под под давлением 0,73 МПа 8-9 мес.
Сырье и способы получения азотной кислоты
Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты. Все возрастающий объем производства HNO3 объясняется огромным значением азотной кислоты и ее солей для народного хозяйства.
Азотная кислота является одним из исходных продуктов для получения большинства азотсодержащих веществ. До 70-80% ее количества расходуется на получение минеральных удобрений. Также азотная кислота применяется:
- – при производстве серной кислоты нитрозным способом;
- – при получении почти всех видов взрывчатых веществ;
- – нитратов и ряда других технических солей;
- – в промышленности органического синтеза;
- – в ракетной технике;
- – как окислитель в различных процессах и во многих отраслях народного хозяйства.
Учитывая нужды различных потребителей, промышленностью вырабатывается азотная кислота девяти сортов с концентрацией от 45 до 99 %.
В небольших объемах выпускается реактивная и азотная кислота особой чистоты. В производстве взрывчатых веществ нитрованием органических продуктов применяют концентрированную азотную кислоту.
Для получения удобрений потребляется, как правило, разбавленная азотная кислота.
Основным сырьем для производства неконцентрированной азотной кислоты в настоящее время являются аммиак, воздух и вода. Вспомогательными материальными и энергетическими ресурсами являются катализаторы окисления аммиака и очистки выхлопных газов, природный газ, пар и электроэнергия.
Азотная кислота и главным образом ее природная соль – натриевая селитра известны с давних времен. В 778 г. Арабский ученый Гебер описал способ приготовления “крепкой водки” (так называлась тогда азотная кислота) путем перегонки селитры с квасцами. В России первые прописи по производству азотной кислоты из селитры были составлены М.В. Ломоносовым.
До начала XX века природная селитра была единственным источником получения азотной кислоты. Этот процесс основан на следующей реакции:
NaNO3 + H2SO4 = HNO3 + NaHSO4
Усовершенствованный вариант этого метода получения азотной кислоты состоял в том, что разложение селитры серной кислотой производилось в вакууме.
При этом температура разложения селитры снижалась до 80-160 0С; продолжительность отгонки кислоты сокращалась до 6 часов и достигался выход азотной кислоты близкий к теоретическому.
Такой способ получения азотной кислоты, целиком зависящий от импорта чилийской селитры, впоследствии был оставлен.
В начале XX века была решена исключительно важная проблема связывания атмосферного азота, что дало человечеству новый неисчерпаемый источник сырья для производства азотсодержащих соединений.
Еще в 1781 г. Кэвендиш в результате электрического разряда в воздухе получил окислы азота. В 1814 г. В.Н. Каразин внес предложение о “низведении электричества с верхних слоев атмосферы для производства селитры”. Первый патент на способ получения азотной кислоты при помощи электрического разряда в воздухе и превращения окислов азота в нитриты и в нитраты был получен в 1859 г.
В 1901 г. Было положено начало фиксации азота воздуха в пламени электрической дуги (дуговой метод). В 1902 г. в США сооружен завод по фиксации атмосферного азота с помощью электрической дуги, возникающей при пропускании между электродами тока силой 0,75 ампер и напряжением 8000 вольт. Из-за несовершенства конструкции печи и большого расхода электроэнергии завод был закрыт в 1904 г.
Производство азотной кислоты дуговым методом интересно тем, что в нем использовали дешевое исходное сырье – воздух. Аппаратурное оформление процесса было довольно несложным. Однако для его осуществления требовалось огромное количество электроэнергии, достигающее 70000 квт´ч на 1 т N2 (это соответствует 64 т условного топлива)
В настоящее время промышленное производство азотной кислоты осуществляется на основе контактного окисления синтетического аммиака. Процесс складывается из двух основных стадий: получение окиси азота и переработка ее в азотную кислоту.
При использовании в качестве катализатора платины выход окиси азота в интервале температур 700-8500С может достигать 97-98%. Катализаторы из платиновых сплавов являются наилучшими для избирательного окисления аммиака в окись азота.
Реакция окисления аммиака до окиси азота идет с незначительным изменением объема, поэтому изменение давления не оказывает существенного влияния на равновесный выход продуктов взаимодействия. Большие величины константы равновесия этой реакции свидетельствуют о практической ее необратимости при промышленных условиях осуществления процесса.
Чистая платина обладает недостаточной прочностью, поэтому применяют сплавы платины с родием и палладием.
Поверхность платиновых сеток в процессе эксплуатации сильно разрыхляются, гладкие блестящие нити становятся губчатыми и матовыми. В результате этого сильно развивается поверхность катализатора, что приводит к повышению его активности.
С течением времени разрыхление поверхности платиновых сеток приводит к их сильному разрушению и большим потерям платины.
Добавление к платине родия и палладия имеет двоякое значение: во-первых, повышается активность катализатора, во-вторых, уменьшаются потери катализатора.
- В промышленности нашли применение комбинированные катализаторы, в которых наряду с платиной используются и другие, более дешевые материалы.
- Главными факторами, определяющими высокую скорость образования азотной кислоты, являются проведение абсорбции под давлением при пониженных температурах.
- Азотная кислота обладает высокой коррозионной активностью, поэтому для изготовления аппаратуры и трубопроводов применяются кислотостойкие легированные стали.
На производство азотной кислоты расходуется в основном аммиак, стоимость его на 70% определяет себестоимость азотной кислоты. Вода служит в основном хладагентом и может быть использована повторно.
