Азотная кислота

     АЗОТНАЯ КИСЛОТА

     Азотная кислота HNO₃, одноосновная сильная кислота, при обычных условиях бесцветная жидкость; один из наиболее важных продуктов химической промышленности. Структурная формула:

     Исторические  сведения

     Методика  получения разбавленной азотной  кислоты путём сухой перегонки селитры с квасцами и медным купоросом была, по видимому, впервые описана трактатах Джабира (Гебера в латинизированных переводах) в VIII веке. Этот метод с теми или иными модификациями, наиболее существенной из которых была замена медного купороса железным, применялся в европейской и арабской алхимии вплоть до XVII века.

     В XVII веке Глаубер предложил метод получения летучих кислот реакцией их солей с концентрированной серной кислотой, в том числе и азотной кислоты из калийной селитры, что позволило ввести в химическую практику концентрированную азотную кислоту и изучить её свойства. Метод Глаубера применялся до начала XX века, причём единственной существенной модификацией его оказалась замена калийной селитры на более дешёвую натриевую (чилийскую) селитру.

     Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платино-родиевых катализаторах (метод Габера) до смеси оксидов азота (нитрозных газов), с дальнейшим поглощением их водой

     2.Физические  и химические свойства. Плотность безводной азотной кислоты 1522 кг/м³, t_пл — 41,15°С, t_кип 84° С. С водой смешивается во всех отношениях, причём образует азеотропную смесь, содержащую 69,2% азотная кислота с t_кип 121,8°C. Известны кристаллогидраты HNO₃×H₂O с t_пл —37,85° С и HNO₃×3H₂O c t_пл —18,5°С. В отсутствии воды азотная кислота неустойчива, разлагается на свету с выделением кислорода уже при обычных температурах (4HNO₃ = 4NO₂ + 2H₂O + O₂), причём выделяющейся двуокисью азота окрашивается в жёлтый, а при высоких концентрациях NO₂ — в красный цвет. Азотная кислота — сильный окислитель, окисляет серу до серной кислоты, фосфор — до фосфорной кислоты. Только золото, тантал и некоторые платиновые металлы не реагируют с азотной кислотой.  С большинством металлов азотная кислота взаимодействует преимущественно с выделением окислов азота: ЗСu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O. Некоторые металлы, например железо, хром, алюминий, легко растворяющиеся в разбавленной азотной кислоте, устойчивы к воздействию концентрированной азотной кислоты, что объясняется образованием на поверхности металла защитного слоя окисла. Такая особенность позволяет хранить и перевозить концентрированную азотную кислоту в стальных ёмкостях. Смесь концентрированной азотной кислоты и соляной кислоты (1:3), называется царской водкой, растворяет даже золото и платину. Органические соединения под действием азотной кислоты окисляются или нитруются, причём в последнем случае остаток азотная кислота — нитрогруппа — NO₂⁺ замещает в органических соединениях водород. Соли азотной кислоты называются нитратами, а соли с Na,K, Са, NO₄⁺ также селитрами.

     3.Получение  и применение. В 13 в. было описано получение азотной кислоты нагреванием калиевой селитры с квасцами, железным купоросом и глиной. В середине 17 в. И. Р. Глаубер предложил получать азотную кислоту при умеренном (до 150°C) нагревании калиевой селитры с концентрированной серной кислотой: KNO₃ + H₂SO₄ = HNO₃ + KHSO₄ До начала 20 в. этот способ применяли в промышленности, заменяя калиевую селитру более дешёвой природной чилийской селитрой NaNO₃.

     Современный способ производства азотной кислоты основан на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха. Основные стадии процесса: контактное окисление аммиака до окиси азота: 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O; окисление окиси азота до двуокиси и поглощение смеси так называемых "нитрозных газов" водой: 2NO + O₂ = 2NO₂; 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃+NO. Смесь аммиака (10 — 12% ) с воздухом пропускают через нагретую до 750 — 900° С сетку катализатора, которым служат сплавы платины — тройной (93% Pt, 3% Rh, 4% Pd) или двойной (90 — 95% Pt, 10 — 5% Rh). Используют также двухступенчатый катализатор (1-я ступень — платиноидная сетка, 2-я — неплатиновый катализатор), что позволяет на 25 — 30% сократить расход платины. Время контакта воздушно-аммиачной смеси с катализатором не должно превышать 1 мсек, иначе образовавшаяся окись азота разлагается. Вторая стадия процесса — окисление NO до N0₂ и растворение NO₂ в воде — может быть проведена при атмосферном давлении, под давлением до 1 Мн/м² (10 кгс/см²) или комбинированным способом, при котором под давлением происходит только поглощение нитрозных газов водой. Получают азотную кислоту с концентрациями 45 — 49% или (при использовании давления) 55 — 58% . Дистилляцией таких растворов может быть получена азотная кислота азеотропного состава. Более концентрированную кислоту (до 100% ) получают перегонкой растворов А.к. с концентрированной H₂SO₄ или прямым синтезом — взаимодействием N₂O₄ с водой (или разбавленной азотная кислота) и кислородом: 2N₂O₄ + 2H₂O + O₂ = =4HNO₃. В СССР производят 97 — 98%-ную азотная кислота

     Важнейшие области применения азотной кислоты — производство азотных и комбинированных удобрений, взрывчатых веществ (тринитротолуола и др.), органических красителей. В органическом синтезе широко применяют смесь концентрированной азотной кислоты и серной кислоты — "нитрующую смесь". Азотная кислота используют в камерном способе производства серной кислоты, для получения фосфорной кислоты из фосфора, как окислитель ракетного топлива. В металлургии азотную кислоту применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота и серебра.

     4. ХРАНЕНИЕ

     В емкостях из нержавеющей стали, бочках или бутылях в крытых складских  помещениях при температуре не более 40°C.

ТРАНСПОРТИРОВКА

            Всеми видами транспорта, кроме авиационного.

5.ПДК азотной кислоты

     Предельно допустимая концентрация (ПДК) - норматив, количество вредного вещества, практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства.

ПДК азотной  кислоты равна 0,4 мг/м3

                6.Действие на организм человека

     Азотная кислота и её пары очень вредны: пары вызывают раздражение дыхательных путей, а сама кислота оставляет на коже долгозаживающие язвы. При нагреве или под действием света кислота разлагается с образованием высокотоксичного диоксида азота NO₂ (газа бурого цвета)

     ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

     При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве нитрифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция, образует нитраты:

       Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.

     Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся прежде всего происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. 'Другим источником пополнения азотных 
соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных 
усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий  «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный 
азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества. 
 
 

. 
 
 
 
 
 

                                   ЛИТЕРАТУРА 

• 1. Гембицкий  Е.В., Богданов Н.А., Сафронов В.А.  Острые и хронические профессиональные  отравления азотной кислотой  и окислами азота. 
• 2. Каракчиев Н.И. Военная токсикология и защита от ядерного и химического оружия: Учебное пособие для медицинских институтов/ Под ред. В.И. Артамонова.- 4-е доп. и перераб. изд.
• 3. Гигиена/ Под ред. Г.И. Румянцева.
• 4. Ершов Ю.А., Плетнева Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений.
• 5. Общая токсикология/ Под ред. Б.А. Курляндского, В.А. Филова
• 6. Зверев М.И., Анестидиади М.Я. Токсический отек легких.
• 7. Богоявленский В.Ф., Богоявленский И.Ф. Клиническая диагностика и неотложная терапия острых отравлений.