Kwas azotowy

Kwas azotowy, znany również jako "aqua fortis" (z łac.: silna woda) nieorganiczny związek chemiczny, jeden z najsilniejszych kwasów tlenowych, bardzo żrący. Czysty związek jest bezbarwny i przezroczysty. Większość dostępnych w handlu roztworów kwasu azotowego dostępnych jest w stężeniu 68% w wodzie.

Wzór chemiczny
HNO3
Numer CAS
7697-37-2

Charakterystyka

Masa molowa
63,01 g/mol
Temperatura topnienia
- 42° C
Temperatura wrzenia
83° C
Formularze
Ciecz

Zastosowania i aplikacje

Kluczowe aplikacje

  • Metalurgia
  • Środek utleniający
  • Wytrawianie i grawerowanie
  • Wykańczanie metalu
  • Nawozy
  • Galwanotechnika

Branże

Informacje ogólne

Kwas azotowy jest najbardziej znanym i stabilnym kwasem tlenowym azotu. Ma wzór strukturalny HNO3 i jest również nazywany azotanem wodoru lub "wodą oddzielającą". Kwas azotowy jest wykorzystywany między innymi w produkcji nawozów, a także barwników i materiałów wybuchowych. Jest to jeden z najważniejszych podstawowych materiałów w przemyśle chemicznym. W naturze kwas azotowy występuje w postaci soli (azotanów), które odgrywają ważną rolę w równowadze składników odżywczych.

Właściwości kwasu azotowego

Kwas azotowy jest nieorganicznym kwasem mineralnym. Ciekły kwas azotowy o ostrym zapachu może być mieszany z wodą w dowolnych proporcjach. Reaguje gwałtownie z etanolem i jest bezbarwny w stanie czystym. Ten związek chemiczny jest jednym z najsilniejszych kwasów i może nawet rozpuszczać metale szlachetne, takie jak srebro. Zwłaszcza pod wpływem światła stężony kwas azotowy łatwo się rozkłada i często ma żółtawy lub czerwonawy odcień ze względu na rozpuszczony w nim dwutlenek azotu (NO2). Roztwór kwasu azotowego i dwutlenku azotu nazywany jest "dymiącym kwasem azotowym":
W kontakcie z powietrzem lub po przekroczeniu temperatury wrzenia kwas azotowy rozkłada się, wytwarzając czerwonawo-brązowy, wysoce toksyczny dwutlenek azotu (NO2). Ten gazowy dwutlenek azotu przypomina pomarańczowo-brązowy dym i od niego pochodzi nazwa "dymiący kwas azotowy". Jak opisano powyżej, dwutlenek azotu powstaje podczas rozkładu lub reakcji kwasu azotowego. Ma on silne działanie utleniające, a tym samym sprzyja pożarom - może więc zapalić niektóre łatwo palne materiały, takie jak drewno lub słoma.
Synonim "wody oddzielającej" dla kwasu azotowego wynika z faktu, że srebro można rozpuścić ze złota za pomocą 50-procentowego roztworu tej substancji chemicznej, tj. metale złoto i srebro można od siebie oddzielić. Stężony kwas azotowy reaguje z innymi kwasami. Jednym z najbardziej znanych związków jest ten z kwasem solnym (HCl), tworząc tak zwany "aqua regis" (łac.), znany również jako kwas królewski, który może nawet rozpuszczać metale szlachetne, takie jak złoto i platyna. Sole kwasu azotowego powstają w wyniku reakcji kwasu azotowego z metalami.
Sole (i estry) kwasu azotowego nazywane są azotanami. Kwas zawdzięcza im swoją nazwę, pochodzącą od nazw zwyczajowych niektórych jego soli alkalicznych i ziem alkalicznych, które kończą się nazwą saletra - na przykład azotan sodu (saletra chilijska), azotan potasu (saletra potasowa), azotan amonu (saletra amonowa), azotan wapnia (saletra wapniowa lub saletra murarska) lub azotan baru (saletra barytowa). Od 1908 r. kwas azotowy jest produkowany na skalę przemysłową poprzez katalityczne utlenianie amoniaku w tzw. procesie Ostwalda.
Kwas azotowy jest stosowany w różnych stężeniach. Za stężony kwas azotowy uważa się roztwór o stężeniu od 65 do 69 procent, który jest stosowany głównie w laboratoriach. Przemysł zwykle wykorzystuje kwas azotowy w stężeniu 68 procent. Rzadko stosuje się 100-procentowy roztwór tej substancji chemicznej. Kwas azotowy może być swobodnie sprzedawany w stężeniu do trzech procent.
Chemist testing in the laboratory, Duisburg, Germany

Kwas azotowy w przemyśle chemicznym

Kwas azotowy jest ważnym składnikiem przemysłu chemicznego. Jest wykorzystywany do produkcji związków chemicznych, zwłaszcza tych zawierających azotany, takich jak kwas fosforowy, kwas szczawiowy, kolodion i aminy. Związki te są wykorzystywane na przykład w produkcji nawozów.

Kwas azotowy w przemyśle jubilerskim

Jubilerzy używają kwasu azotowego do określania zawartości złota; jest on tutaj określany jako kwas probierczy. Ponadto kwas azotowy jest stosowany jako woda rozdzielająca do oddzielania złota i srebra, a także w mieszaninach z kwasem solnym ("aqua regia") do rozpuszczania złota i złocenia.
Internal rotor of a steam Turbine at workshop

Kwas azotowy w przemyśle metalurgicznym

W przemyśle metalurgicznym kwas azotowy jest stosowany do wytrawiania, wypalania i polerowania metali.

Kwas azotowy w przemyśle materiałów wybuchowych

Kwas azotowy jest wykorzystywany do produkcji nitrogliceryny i innych materiałów wybuchowych na bazie azotanów. Azotan potasu, sól kwasu azotowego, jest składnikiem prochu strzelniczego.
Cropped shot of a woman cleaning a kitchen counter at home

Kwas azotowy w przemyśle czyszczącym

Kwas azotowy jest stosowany w środkach czyszczących, ponieważ sprawia, że smary stają się rozpuszczalne w wodzie, a ponieważ jest żrący, może również rozpuszczać plamy z wapna lub rdzy.
Jednak środki zawierające kwas azotowy powinny być stosowane wyłącznie w przemyśle, na przykład do czyszczenia zbiorników, rur lub sprzętu w przemyśle spożywczym. W produktach konsumenckich kwas azotowy de facto nie jest już stosowany, ponieważ może powodować szkody zdrowotne w wysokich stężeniach i przy niewłaściwym użyciu.

Inne zastosowania kwasu azotowego

Substancja chemiczna jest stosowana w produkcji celuloidu, lakierów nitro i zaponowych oraz w materiałach pędnych rakiet jako środek utleniający. Kwas azotowy nadaje się również do nitrowania substancji organicznych w produkcji barwników, leków i środków dezynfekujących. Azotan srebra wytwarzany z kwasu azotowego jest stosowany w przemyśle fotograficznym.