اسید نیتریک (HNO3)

اسید نیتریک

دانلود آنالیز اسید نیتریک: اسید نیتریک (HNO3): اسید نیتریک (Nitric Acid) ماده ای زرد یا بی رنگ و دارای بویی زننده

اسید نیتریک (HNO3)دانلود آنالیز اسید نیتریک:pdf

اسید نیتریک (HNO3): اسید نیتریک (Nitric Acid) ماده ای زرد یا بی رنگ و دارای بویی زننده و تند است. نمونه پودری این ماده دارای دو نوع تک آبه و ۳ آبه است.

نام ماده ی شیمیایی: اسید نیتریکفرمول شیمیایی: HNO3دمای ذوب:  ۴۱- درجه سانتی گراد
دمای جوش:  ۱۲۲ درجه سانتی گرادچگالی: ۱٫۵۱۲۹ g cm-3جرم مولی: ۶۳٫۰۱ g mol−۱
حلالیت در آب: محلول  
نام‌های دیگر: اسید ازته، نیترات هیدروژن، نیتریک اسید، جوهر شوره، اسید ازوتیک و ازوتیک اسید

به شدت اکسیدکننده است و تاریخچه استفاده از آن، به استخراج طلا باز میگردد. زیرا این اسید توانایی حل کردن تمامی فلزات به غیر از طلا را دارا می باشد. از این اسید برای بازیافت زباله های فلزی و یا ضایعات کامپیوتری نیز استفاده میشود. علاوه بر این، اسید نیتریک با بسیاری از حلال های آلی مثل اتانول و استون واکنش می­دهد.

نیتریک اسید زمانی که در مقابل نور یا حرارت قرار بگیرد، ممکن است تجزیه شود به همین دلیل این اسید در صورت تجزیه شدن، تولید گاز NO2 میکند. این گاز به رنگ قرمز میباشد. به همین دلیل بخار این اسید در خیلی از موارد دارای رنگی قهوه ای مایل به قرمز است.

اسید نیتریک مایعی خورنده است که توسط اکسیداسیون آمونیاک و  واکنش احیائی با آب تهیه می‌شود. این ماده در حالت خالص مایعی بی رنگ است در صورتی که جوشش در نور انجام شود و محیط اتاق باشد.

امروزه در تولید صنعتیاین ماده، آمونیاک بعنوان ماده اولیه استفاده می‌شود و برای این کار لازم است که ماده اولیه را با هوا به اکسید نیتروژن تبدیل کرد.

 اسید نیتریک صنعتی با خلوص ۶۸ درصد تولید می شود.

نحوه ی تولید اسید نیتریک:

 از نظر تاریخی، نیتریک اسید اولین بار از اثر اسید سولفوریک روی سدیم نیترات بهدست آمد. روش بریک لند ( Brikeland) در این روش می توان نیتریک اسید را از اکسید نیتروژن مطابق واکنش زیر بدست آورد.

N2 + O2 —–> 2NO + 43Kcal

تبدیل NO به HNO3 با اکسیداسیون و هیدراتاسیون انجام می گیرد. در این فرایند بخاطر کم بودن غلظتNO، علاوه بر هزینه انرژی الکتریکی، مقداری گاز نیز باید در جریان باشد. ضمنا دمای باال نیز باعث واکنش عکس و تجزیه NO می شود.

سنتز نیتریک اسید از آمونیاک:

امروزه نیتریک اسید بهطور صنعتی از آمونیاک تهیه میشود. برای این کار لازم است که ماده اولیه را با هوا به اکسید نیتروژن تبدیل کرد.

۴NH3 + 5O2 —–> 4NO + 6H2 + 216,24Kcal

شناسایی خطرات این ماده به طور طبیعی غیر قابل اشتعال می باشد و به طور کلی غیر انفجاری است اما در صورتیکه با مواد قابل اشتعال همراه شود باعث گسترش آتش سوزی شده و ممکن است به حالت انفجاری برسد، این ماده در مجاورت فلزات، گاز هیدروژن قابل اشتعال تولید می نماید.

نحوه ی نگهداری اسید نیتریک:

نیتریک اسید زمانی که در مقابل نور یا حرارت قرار بگیرد، ممکن است تجزیه شود. به همین دلیل است که معمولا این اسید را در ظرف های شیشه ای قهوه ای رنگ نگهداری میکنند.

اسيد نيتريك در مخازن استنلس استیل و يا آلومينيمي و شيشه‌اي نگهداري مي شود و بايد اطراف مخازن ديواره سيماني بوده و در محلي قرار داشته باشد كه به راحتي قابل تهويه باشد تا در صورت بيرون ريختن اسيد در محوطه پخش نگردد. سيستم آتش نشاني و مواد خنثي‌كننده دردسترس باشد و براي حمل ونقل برروي تانكر و يا بشكه و ظرف برچسب CORROSIVE-OXIDEZER-POISON استفاده گردد.     

اسید نیتریک بسیار خورنده است و معمولاً در تانکرهای فولادی دارای پوشش ضد اسید یا انواع ويژه ای از پلاستیک حمل می‌شود.           

قدرت زیاد اکسید کنندگی اسید نیتریک، در هنگام تماس با ترکیباتی مانند سیانیدها و کاربیدها، می‌تواند به راحتی باعث انفجار شود. با وجود تمام این خطرات، نگه‌ داری ترکیبات اسید نیتریک بسیار مهم بوده و باید با دقت زیادی انجام شود.   

کاربرد اسید نیتریک:

از کاربرد های این ماده میتون به موارد زیر اشاره کرد:

  • در تهیه کودهای شیمیایی (کشاورزی) از قبیل کودهای نیترو فسفات، نیترات، کودهای مخلوط و …
  • در صنایع چاپ
  • تولید نیترات‌های معدنی و آلی
  • اسیدشویی تجهیزات صنعتی
  • مقاوم سازی در برابر خوردگی، 
  • آبکاری،
  • در صنایع الکترولیز
  • خالص سازی فلزات همچون طلا، نقره، پلاتنیوم
  • پروسه ساخت موشک با توجه به خواص اکسید کنندگی
  • از کاربردهای اساسی نیتریک استفاده در شست و شو فلزات
  • در انجام آنالیزهای شیمیایی یکی از اسیدهای پر مصرف می باشد.
  • در کارخانجات تولید محصولات غذایی و لبنی جهت از بین بردن ترکیبات ته نشین شده مورد استفاده می باشد.
  • واکنشگری یکی دیگر از خواص اسید نیتریک می باشد که با توجه به این نکته در کارخانجات تولید رنگ و دارو مورد استفاده قرار می گیرد.
  • از اسید نیتریک برای انجام آنالیز های شیمیایی نیز استفاده میشود. به عنوان مثال، برای آماده سازی نمونه ICP-MS و ICP-AES از این اسید استفاده میشود.
  • از اسید نیتریک برای تولید مواد منفجره، تولید رنگ،
  • همچنین در صنایع نظامی، صنایع شیرسازی و صنایع پلاستیک سازی نیز مصرف اسید نیتریک قابل توجه است.
  • » در رشته مهندسی هوا فضا، اسید نیتریک به عنوان ماده‌ی اکسید کننده در موشک با سوخت مایع استفاده می‌شود.
    » در صنعت مواد منفجره، برای ساخت مواد منفجره مانند TNT، باروت تفنگ، نیترو گلیسیرین، و غیره استفاده می‌شود.
    » برای ساخت نمک‌های نیترات، مانند نیترات آمونیوم، نیترات نقره، نیترات کلسیم، و غیره استفاده می‌شود.
    » هم چنین در ساخت رنگینه‌ها و داروها از محصولات مختلف قطران زغال سنگ، استفاده می‌شود.
    » در متالورژی، آن را در ترکیب با الکل برای حک کردن طرح بر روی فلزاتی مانند برنج، مس، برنز و غیره استفاده می‌کنند.
    » در غلظت بسیار کم، آن را در کاج مصنوعی و چوب افرا استفاده می‌کنند.
    » ترکیب آبی آن برای تمیز کردن مواد غذایی و تجهیزات لبنی استفاده می‌شود (با توجه به توانایی آن در حذف راحت ترکیبات کلسیم و منیزیم رسوب شده).
    » هم چنین به طور گسترده‌ای در تست Colorometric به منظور تعیین تفاوت بین هروئین و مورفین استفاده می‌شود.
    گیاهان برای رشد نیاز به نیتروژن دارند، اما آنها می‌توانند آن را از اتمسفر جذب کنند، اما نه به طور مستقیم. در حین باران، رعد و برق‌ها به طور خاص، مقدار زیادی اسید نیتریک را در نتیجه‌ی واکنش‌های شیمیایی در جو ایجاد می‌کنند، که باعث باران اسیدی می‌شود. درنتیجه نیتروژن در آب حل شده و به خاک زمین راه می‌یابد و توسط گیاهان جذب می‌شود. در نتیجه گیاهان نیتروژن مورد نیاز خود را کسب می‌کنند.

ایمنی و خطرات اسید نیتریک:

اسید نیتریک غلیظ، یک اکسید کننده قوی است و در ترکیب با مواد سوختنی، انواع الکل ها و یا مواد احیا کننده و ترکیبات قابل احتراق تولید گرما کرده و یا بسوزد و منفجر شود.

این ماده بسیار خورنده است و باید حین کارکردن با آن، جوانب احتیاط را در نظر گرفت. در صورت بالا رفتن حرارت بسیار زیاد آن، ممکن است گازهای خورند و سمی نیز تولید شود.

این ماده در صورت ورود از مجاری تنفسی یا چشم ها، بسیار خطرناک است. 

 نیتریک اسید با مواد آلی و اکسیدکنندهها مانند چوب، پودر فلزات، H2S ،کاربید ، سیانیدها و آلکالینها واکنش انفجاری میدهد و حاصل تجزیه آن گازهای سمی NOX میباشد و استنشاق یا بلع آن مخاطرات جدی در پی دارد و شدیدا به پوست و چشم آسیب میرساند.

نیتریک اسید کمی در هوا تجزیه میشود و با بعضی از الستیکها و پالستیکها و البسه ترکیب می شود.

اقدامات الزم در هنگام انتشار اتفاقی در صورتیکه این ماده نشت نمود باید محل را ایزوله نموده و به افراد اطالع داده شود و در جهت مخالف باد حرکت نمود و کارگران باید لباس ضد اسید و دستکش و عینک به همراه ماسک تنفسی داشته باشند، از آب سرد برای تمیزکاری استفاده شود و الزم است مواد قابل احتراق را از محل دور نماییم.

اگر پخش اسید خیلی زیاد بود، برای خنثی نمودن آن از آهک سودا اش، بیکربنات سدیم و سنگ آهک خرد شده استفاده شود. کمکهای اولیه ۱ .اثرات شدید استنشاق اسید میتواند شامل موارد زیر باشد: درد گلو، آسیب مخاط بینی یا زخم غشا مخاطی، سرفه، ورم ریه، درد قفسه سینه، مشکالت تنفسی، ترشح بزاق، سرگیجه، حالت تهوع، ضعف ماهیچه و … . نیتریک اسید در صورت تماس با چشم یا پوست آن را به رنگ قهوهای متمایل به زرد میکند. پوست را سفت میکند، باعث ایجاد درد شدید میگردد، باعث ورم گلو، بیهوشی و سوراخ شدن معده میشود. نگذارید اسید با چشمها تماس پیدا کند، در غیر این صورت با حجم بسیار زیاد آب فورا شستشو دهید و بالفاصله به مراکز درمانی مراجعه کنید و با پزشک مشورت کنید. ۲ .در صورت تماس با پوست سریعا لباس آلوده را از بدن بیرون آورید) به زور لباسها را از روی پوست جدا نکنید( حداقل به مدت ۱۵ دقیقه شستشو دهید، محلول %Triethanolamine5 روی سطوح آسیب دیده بهکار ببرید. نیتریک اسید سریعا دندانها را از بین میبرد. ۳ .در صورت استنشاق شخص را به محوطه باز انتقال دهید و اقدامات تنفسی الزم را انجام دهید. ۴ .در صورت بلع هرگز در حالت بیهوشی یا تشنج چیزی به بیمار نخورانید. در حالت بیداری به شخص یک تا دو لیوان آب که با محلول رقیق آب آهک یا شیر منیزیم بدهید و هرگز بیکربنات سدیم و یا دیگر خنثیکنندههای اسید به بیمار نخورانید. نحوهی اطفای حریق این ماده بهطور طبیعی غیر قابل اشتعال میباشد و در صورت آتش گرفتن برای غلظتهای کمتر از ۴۰ %از اسپری آب و سودا اش میتوان استفاده کرد. در آتشگیریهای بزرگ باید از آب زیاد و از فاصله دور برای خاموش نمودن مخزن استفاده شود و نباید مستقیما آب را به داخل مخزن ریخت. جابجایی، حمل و نقل و انبارش نیتریک اسید در مخازن steel- Stainless و یا آلومینیو

حفاظت فردی محدودیت تنفسی بخارات اسید نیتریک ۲ تا ۴ ppm به مدت ۱ دقیقه بهازای هر شیفت ۸ ساعته میباشد. اسید نیتریک بسیار خورنده است و به چشم و پوست آسیب رسانیده و باعث سوختگیهای درجه ۲ و درجه ۳ میگردد. از نظر تنفسی باعث بهوجود آوردن بیماریهای ریوی میگردد. درصورتیکه در محوطه بخارات آن بیش ازppm 50 باشد از دستگاه تنفسی انفرادی حتما استفاده شود و از لباس ضد اسید نیز استفاده گردد.

از خوردن، آشامیدن، سیکار کشیدن و استفاده از لنز چشمی اجتناب گردد. اثرات زیست محیطی دراثر ورود به محیط زیست باعث فرسایش خاک و آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی شده و کیفیت آب را تحت تاثیر قرار میدهد و PH آب را کاهش میدهد. پس ماند و فاضالب از ورود اسید نیتریک یا محلول رقیق اسید نیتریک به درون راه آبها و فاضالبها جلوگیری کنید. اگر نشت اسید زیاد بود با آهک، بیکربنات سدیم، سنگ آهک خرد شده، سودا اش یا آهک کشته خنثی کنید و به مقامات مسئول گزارش کنید.

برای اطلاعات دقیق تر درباره ی این ماده مخصوصا در زمینه های بنیادی و ایمنی به کتاب های مربوطه مراجعه فرمایید.