salpetersyre

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Strukturformel
Struktur af salpetersyre
Generel
Efternavn salpetersyre
andre navne
  • Dioxidohydroxido nitrogen
  • Adskillelse af vand
  • Hydrogennitrat
Molekylær formel ENT 3
Kort beskrivelse

i sin rene form farveløs væske, delvist nedbrudt ved lys eller varme til nitrogenoxider med gul til rød farve [1]

Eksterne identifikatorer / databaser
CAS -nummer7697-37-2
EF -nummer 231-714-2
ECHA InfoCard 100.028.832
PubChem 944
Wikidata Q83320
ejendomme
Molar masse 63,01 g mol −1 [2]
Fysisk tilstand

væske

massefylde

1,51 g cm −3 (20 ° C) [2]

Smeltepunkt

−42 ° C [2]

kogepunkt

86 ° C [2]

Damptryk

56 hPa (20 ° C) [2]

p K S -værdi

−1,37 [3]

opløselighed

blandbar med vand i alle mængder, voldsom reaktion med ethanol [4]

Sikkerhedsinstruktioner
GHS -mærkning af farlige stoffer fra forordning (EF) nr. 1272/2008 (CLP) , [5] udvidet om nødvendigt [2]
03 - Oxiderende 06 - Giftig eller meget giftig 05 - Ætsende

fare

H- og P -sætninger H: 272 - 290 - 314 - 331
EUH: 071
P: 221 - 280 - 303 + 361 + 353 - 304 + 340 - 305 + 351 + 338 - 310 [2]
MAK
  • AGW for de tekniske regler for farlige stoffer 900:
    1 ml m −3 ( ppm ), 2,6 mg m −3 .
    Den erhvervsmæssige eksponeringsgrænse er kun angivet som en kortsigtet værdi. Operationel overvågning bør udføres med et gennemsnit på over 15 minutter, f.eks. B. ved en 15 minutters prøveudtagning. En luftgrænseværdi er blevet fastsat af EU. [6]
    Højeste begrænsning: ekskursionsfaktor 1.
    Varighed 15 minutter, middelværdi; 4 gange pr. Skift; Interval 1 t [2]
  • Schweiz: 2 ml · m −3 eller 5 mg · m −3 [7]
Toksikologiske data

430 mg kg −1 ( LD Lo , human , oral ) [8]

Så vidt muligt og sædvanligt anvendes SI -enheder . Medmindre andet er angivet, gælder de givne data for standardbetingelser .

Salpetersyre (HNO 3 ), også kendt som septisk væske , er den bedst kendte og mest stabile iltsyre af nitrogen . Syren er blevet produceret i industriel skala siden 1908 ved hjælp af Ostwald -processen ved katalytisk oxidation af ammoniak. Ammoniakken er tidligere produceret af atmosfærisk nitrogen og hydrogen ved hjælp af Haber-Bosch-processen .

Salte af salpetersyre kaldes nitrater . Navnet salpetersyre stammer fra de almindelige navne på nogle alkali- og jordalkalisalte af syren, der slutter med navnet salpetersyre som z. F.eks .: natriumnitrat (chili -nitrat), kaliumnitrat (kaliumnitrat), ammoniumnitrat ( ammoniumnitrat ), calciumnitrat ( kalkenitrat eller murernitrat), bariumnitrat ( bariumnitrat ). Indtil 1908 blev salpetersyre opnået fra de forskellige typer salpetersyre ved tilsætning af en stærk, dårligt flygtig syre (svovlsyre). Navnet på saltene af salpetersyre nitrater anvendes meget ofte for at nævne nogle organiske forbindelser med salpetersyre - nemlig estere af salpetersyre. Så z. For eksempel kaldes methylesteren af ​​salpetersyre methylnitrat (se også nitrater ), selvom bindingsbetingelserne i estrene er helt forskellige fra dem i salte. For at gøre sagen vanskeligere og øge forvirringen er der det faktum, at nogle særlige estere af salpetersyre hverken korrekt betegnes som estere eller forkert som nitrater i dagligsproget, men derimod som såkaldte nitroforbindelser, som f.eks. B. Nitroglycerin (korrekt navn: tris-salpetersyre glycerolester) eller nitrocellulose eller cellulosanitrat .

Som en stærk uorganisk syre dissocieres salpetersyre stort set i vandig opløsning og er en af mineralsyrerne . Den rene syre er farveløs og har en skarp, skarp lugt. Det bruges blandt andet til fremstilling af gødning, farvestoffer og sprængstoffer.

historie

I teksten De invente veritatis fra 1100 -tallet nævnes det, at den arabiske alkymist Geber allerede i det 9. århundrede brugte rå salpetersyre ("Aqua resolutiva") ved tør opvarmning af saltpeter ( latin: sal petrae = stensalt; KNO 3 ), Cyprian Vitriol (CuSO4 · 5 H2O) og alun (KA (SO4) 2 · 12 H2O) siges at være opnået. I det 13. århundrede siges Albertus Magnus at have brugt salpetersyre til at adskille guld og sølv (adskillelse af vand, aqua fortis [9] ). Imidlertid blev mange skrifter tilskrevet Albertus Magnus kun for at give dem større vægt, sandsynligvis også dem om brug af salpetersyre. Senere, salpeter blev opvarmet med jern vitriol (FeSO4 · 7 H2O), som gav højere udbytter ved lavere temperaturer.

I midten af ​​1600 -tallet opnåede JR Glauber ren spiritus nitri ved at omdanne og destillere salpetersyre med svovlsyre , en laboratorieproces, der stadig bruges i dag til produktion af salpetersyre, som i middelalderen også blev kaldt aqua fortis eller aqua valens og i den engelsktalende verden blev kaldt stærkt vand . I midten af ​​1700 -tallet genkendte AL Lavoisier de kemiske elementer nitrogen og ilt som komponenter i salpetersyre. Den nøjagtige sammensætning blev bestemt af Henry Cavendish , som også lykkedes at syntetisere det fra nitrogenet i luften ved hjælp af elektrisk udladning .

Effektiv fremstilling begyndte først i begyndelsen af ​​1800 -tallet, hvor billige svovlsyre og chili nitrat var tilgængelige i tilstrækkelige mængder. Forbrænding af luft i en lysbue blev også udviklet til en storstilet proces ( Birkeland-Eyde-processen , efter Kristian Birkeland og Sam Eyde ), men den var kun konkurrencedygtig i lande med billig elektricitet . Den katalytiske oxidation af ammoniak over platin blev opdaget af CF Kuhlmann (1838). Indtil opfindelsen af ammoniaksyntese af Haber og Bosch forblev ammoniak imidlertid for dyr i forhold til Chiles nitrat. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede udviklede Wilhelm Ostwald produktionen af ​​salpetersyre fra ammoniak til industriel modenhed. Den billige ammoniakoxidation har nu erstattet alle andre store processer.

Fremstilling

Et laboratorieopsætning af Ostwald -processen

Salpetersyre er blevet produceret teknisk siden 1908 ved hjælp af Ostwald -processen. Det er den katalytiske oxidation af ammoniak . Ammoniak -luftblandingen føres hurtigt (1/1000 s kontakttid) gennem varme platin -rhodium -netværk ( katalysator ). Ved 800 ° C dannes nitrogenmonoxid , som ved afkøling reagerer med overskydende ilt til dannelse af nitrogendioxid og derefter i dryppende tårne ​​med vand for at danne omkring 60% salpetersyre. Den 60% salpetersyre kan koncentreres op til 68% ved destillation , hvilket svarer til azeotropen med et kogepunkts maksimum (122 ° C). Højere koncentrationer kan opnås ved rektificering (dehydrering) med svovlsyre (H 2 SO 4 ) eller med vandig magnesiumnitratopløsning (Mg (NO 3 ) 2 ) eller ved behandling af lattergas (N 2 O 4 ) med den støkiometrisk nødvendige mængde ilt (eller luft) og vand.

På laboratorieskala kan salpetersyre fremstilles ved at omsætte koncentreret svovlsyre med nitrater . Før 1908 blev salpetersyre opnået ved denne proces ved anvendelse af natriumnitrat ( Chiles nitrat ).

Hyppigt forekommende kontaminering af syren med halogener eller hydrogenhalogenider kan fjernes ved tilsætning af sølvnitrat og efterfølgende destillation. Vandfri salpetersyre opnås med udgangspunkt i en syre, der er stærkt koncentreret ved destillation, ved at passere gennem inert gas eller ved destillation over phosphorpentoxid eller oleum . [10]

ejendomme

salpetersyre

Salpetersyre er farveløs i sin rene tilstand. Koncentreret salpetersyre nedbrydes imidlertid let (især når det udsættes for lys) og har ofte en gullig eller rødlig nuance på grund af nitrogendioxid (NO 2 ) opløst i den.

Ren salpetersyre, som indeholder frit nitrogendioxid, kaldes rygende salpetersyre. Den indeholder over 90% HNO 3 , har en stærk oxiderende virkning og kan antænde nogle meget brandfarlige stoffer; derfor betragtes salpetersyre fra 70% som oxiderende . Salpetersyre, der er farvet gul af opløst nitrogendioxid, kan misfarves af en lille mængde urinstof eller bedre urinstofnitrat .

Salpetersyre er både en stærk oxidationsmiddel og en stærk syre . Ikke-metalliske elementer som kulstof , jod , fosfor og svovl oxideres af koncentreret salpetersyre til deres oxider eller oxosyrer med dannelse af nitrogendioxid, f.eks.

Desuden oxideres mange forbindelser med salpetersyre. Saltsyre oxideres til chlor og chlordioxid .

Nitrater , salte af salpetersyre, opstår, når metaller eller deres oxider , hydroxider eller carbonater reagerer med salpetersyre. De fleste nitrater er vandopløselige, og salpetersyre bruges hovedsageligt til fremstilling af opløselige metalnitrater.

Salpetersyre reagerer med de fleste metaller for at danne vandopløselige nitrater. Undtagelser er ædelmetallerne guld , platin og iridium . Aluminium , titanium , zirkonium , hafnium , niobium , tantal og wolfram modstår også salpetersyre gennem passivering . Som følge af passivering er jern desuden resistent over for kold salpetersyre, og chrom er også resistent over for varm salpetersyre. Et tæt vedhæftende, uigennemtrængeligt oxidlag dannes på metallet. Da guld og sølv kunne adskilles på denne måde, blev det tidligere kaldt separationsvand . Blandinger af salpetersyre med saltsyre ( aqua regia ) eller selensyre [11] reagerer også med guld og platin.

Salpetersyre gør proteiner indeholdende aromatiske aminosyrer, såsom L- phenylalanin eller L- tyrosin, gule ved nitrering af benzenringen . Denne xanthoproteinreaktion kan bruges til at påvise aromatiske aminosyrer og proteiner.

Fysiske egenskaber for HNO 3 / H 2 O blandinger afhængigt af koncentrationen ved 20 ° C og 1.013 bar [12]
Vægt% HNO 3 0 10 20. 30. 40 50 60 70 80 90 100
massefylde
(g / cm 3 )
1,00 1,05 1.12 1.18 1,25 1,31 1,37 1,42 1,46 1,48 1.513
viskositet
(mPas)
1,00 1.04 1.14 1,32 1,55 1,82 2,02 2,02 1,84 1,47 0,88
Smp. (° C) 0 −7 −17 −36 −30 −20 −22 −41 −39 −60 −42
Bp (° C) 100,0 101.2 103,4 107,0 112,0 116.4 120,4 121,6 116,6 102,0 86,0
p (HNO 3 ) (mbar) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3 1.2 3.9 14.0 36,0 60,0
p (H 2 O) (mbar) 23.3 22.6 20.2 17.6 14.4 10.5 6.5 3.5 1.2 0,3 0,0
HNO 3 (mol / l) 1.7 3.6 5.6 7.9 10.4 13,0 15.8 18.5 21 24.01

brug

Salpetersyre er en af ​​de vigtigste råvarer i den kemiske industri. Hun tjener:

bevis

Ligesom nitrater kan salpetersyre påvises i laboratoriet ved hjælp af ringtesten og Lunges reagens .

Sikkerhedsinstruktioner

Salpetersyre er ætsende for hud, luftveje og slimhinder. Indånding af dampe kan føre til giftigt lungeødem . Denne fare opstår især ved opvarmning eller med den koncentrerede syre. I høje koncentrationer er det et stærkt oxidationsmiddel og har en brandfremmende effekt. Salpetersyre reagerer med de fleste metaller for at danne giftigt nitrogendioxid . Ved arbejde med salpetersyre, beskyttelsesbriller eller ansigtsskærm skal der bæres passende beskyttelseshandsker og en lukket arbejdsfrakke. Hvis der er risiko for, at salpetersyredampe eller nitrogenoxider frigives i et rum, skal der bruges åndedrætsværn. Af denne grund er salpetersyre ikke egnet til rengøring i hjemmet. Arbejde i laboratoriet udføres altid i et stinkskab. En teflonhætte anbefales til flasker med koncentreret salpetersyre. [13]

Se også

Weblinks

Commons : Salpetersyre - Samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: salpetersyre - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser
  • Skolerelevant information om salpetersyre på www.seilnacht.com, undervisning i naturvidenskab .

Individuelle beviser

  1. Indgang på salpetersyre. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, tilgået den 12. november 2014.
  2. a b c d e f g h Opslag om salpetersyre i GESTIS -stofdatabasen i IFA , tilgået den 8. januar 2021. (JavaScript kræves)
  3. CCI ETH: pK s tabel
  4. Datablad 100% salpetersyre (PDF) fra Merck , åbnet den 23. januar 2018.
  5. Angivelse af salpetersyre ...% i klassificerings- og mærkningsfortegnelsen for European Chemicals Agency (ECHA), adgang til 24. januar 2017. Producenter eller distributører kan udvide den harmoniserede klassificering og mærkning.
  6. Udvalg for farlige stoffer (AGS) fra Federal Institute for Occupational Safety and Health (BAuA) : Tekniske regler for farlige stoffer (TRGS) 900 ( PDF ), tilgået den 10. juni 2014.
  7. Swiss Accident Insurance Fund (Suva): Grænseværdier-aktuelle MAK- og BAT-værdier (søg efter 7697-37-2 eller salpetersyre ), adgang til den 2. november 2015.
  8. Sikkerhedsdatablad Bernd Kraft, pr. 29. maj 2019. PDF , adgang 20. januar 2020.
  9. Thomas Gleinser: Anna von Diesbach s Berner 'farmakopé' i Erlacher version af Daniel von Werdts (1658), del II: Ordliste. (Medicinsk afhandling Würzburg), nu på Königshausen & Neumann, Würzburg 1989 (= Würzburg medicinhistorisk forskning. Bind 46), s. 38.
  10. G. Brauer (red.), Håndbog i forberedende uorganisk kemi , 2. udgave, bind. 1, Academic Press 1963, s. 491-492.
  11. Erwin Riedel , Christoph Janiak : Inorganic Chemistry. 8. udgave. de Gruyter, 2011, ISBN 3-11-022566-2 , s. 458.
  12. M. Thiemann, E. Scheibler, KW Wiegand: Salpetersyre, salpetersyre og nitrogenoxider i Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005, doi : 10.1002 / 14356007.a17_293 .
  13. Thomas Seilnacht: undervisning naturvidenskab, post salpetersyre og Thomas Seilnacht: DVD-ROM kemi, Seilnacht Verlag & Atelier, Bern 2017.