Ứng Dụng Axit HNO3 Ra Sao?

Axit Nitric (HNO3) là một trong những axit vô cơ mạnh nhất, có khả năng oxy hóa cao, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Hóa chất này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất phân bón, tẩy rửa kim loại, chế tạo thuốc nhuộm, tổng hợp hóa chất hữu cơ và nhiều lĩnh vực khác. Trong bài viết này, Lộc Thiên sẽ giúp bạn khám phá chi tiết ứng dụng của axit nitric, đồng thời cung cấp những thông tin quan trọng liên quan đến hóa chất này.

Axit Nitric Là Gì?

Axit Nitric là gì? Axit Nitric, với xuất xứ từ Hàn Quốc, là một trong những axit mạnh, tồn tại ở dạng dung dịch và có công thức hóa học là HNO3. Đặc biệt, những cơn mưa axit ta thường thấy đều được tạo nên từ axit HNO3.

Tính Chất Vật Lý

• Axit nitric, một hợp chất hóa học tồn tại ở dạng lỏng, không màu và tan nhanh trong nước.
• HNO3 được biết đến với tính ăn mòn cao, cực độc và dễ bắt lửa. Trong môi trường tự nhiên, axit nitric có thể có màu hơi ngả vàng do sự tích tụ của oxit nitơ. Axit HNO3 nồng độ 86% sẽ bốc khói khi tiếp xúc với không khí. Điều này thường làm người ta so sánh với các loại axit khác như H2SO4 hoặc HCl để xác định H2SO4 và HCL axit nào mạnh hơn.
• Axit nitric tinh khiết có tỷ trọng là 1511 kg/m3, nhiệt độ đông đặc là -41°C và nhiệt độ sôi là 83°C. Ở nhiệt độ thường và dưới tác dụng của ánh sáng, axit nitric bị phân hủy thành nitơ đioxit. Để bảo quản axit HNO3, cần sử dụng chai lọ tối màu và tránh ánh sáng, nhiệt độ dưới 0°C.
• Khi chưng cất hỗn hợp axit nitric và nước, có thể thu được azeotrope, với nồng độ 68% HNO3 và nhiệt độ sôi ở 120,5°C, áp suất 1atm.
• Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có hằng số cân bằng axit (pKa) là −2. Đây là một axit khan và monoaxit với tính oxi hóa mạnh. Axit nitric có khả năng nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.

Tính Chất Hóa Học

• Trong dung dịch, axit nitric hoàn toàn điện li thành các ion NO3− và ion hidroxoni (H3O+), theo phản ứng:
  • HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
• Ngoài ra, axit nitric cũng có các tính chất của một axit như:
  • Chuyển màu quỳ tím sang màu đỏ.
  • Phản ứng với bazơ, oxit bazơ và muối cacbonat để tạo ra muối nitrat, ví dụ:
    • CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
    • Mg(OH)2 + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + 2H2O
    • CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
  • HNO₃ tác dụng với hầu hết các kim loại tạo muối nitrat và khí NO₂ hoặc NO, trừ vàng và bạch kim.
  • Axit nitric đặc tạo ra lớp oxit kim loại bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.
  • Khi axit nitric đặc tác dụng với phi kim, chẳng hạn như các kim loại như đồng (Cu) hoặc phosphorus (P), nó sẽ gây ra phản ứng oxi hóa, tạo ra khí nitrogen dioxide (NO2).
    • Ví dụ: 4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
  • Trong trường hợp axit nitric loãng và hòa tan trong nước, nó có thể tạo ra oxit nitơ, thường là oxit nitơ II (NO).
    • Ví dụ:3HNO3 + P → H3PO4 + 3NO↑
  • Dung dịch Axit Nitric hòa tan Ag3PO4 nhưng không tác dụng với HgS.
  • Axit Nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, do đó cần tránh tiếp xúc trực tiếp với axit này.

Điều Chế Axit HNO3

Trong phòng thí nghiệm

Axit Nitric (HNO3) có thể được điều chế bằng cách tác dụng tinh thể muối Nitrat Natri với Axit Sulfuric đặc. Sau đó, hỗn hợp này được chưng cất ở nhiệt độ 83°C cho đến khi chỉ còn lại chất kết tinh màu trắng. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tạo ra một lượng nhỏ axit.

• NaNO3 (tinh thể) + H2SO4 đặc → HNO3 + NaHSO4

Axit nitric (HNO3) thu được sau phản ứng có thể chuyển từ màu đỏ thành màu trắng. Cần lưu ý rằng, các dụng cụ thí nghiệm phải được làm từ thủy tinh do axit nitric có tính ăn mòn cao. Ngoài phương pháp trên, Axit HNO3 cũng có thể được sản xuất bằng cách nhiệt phân đồng nitrat để tạo ra khí NO2 và khí oxi, sau đó truyền hai khí này qua nước để tạo ra axit nitric:

• 2Cu(NO3)2 → 2 CuO + 4 NO2 + O2
• 4NO2 + O2 → HNO3 + HNO2

Trong công nghiệp

Axit Nitric loãng có thể được cô đặc đến nồng độ 68% với một hỗn hợp azeotropic chứa 32% nước. Để tạo ra axit nitric có nồng độ cao hơn, cần chưng cất với axit sulfuric (chất khử hấp thụ lại nước).

• 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Pt, 850 độ C)
• 2NO + O2 → NO2
• 4NO2  + O2 + 2H2O → 4HNO3

Trong công nghiệp, axit nitric thường có nồng độ 52% và 68%, sản xuất theo công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh ra. Và sau đây sẽ là phần giới thiệu một số ứng dụng của axit HNO3!

Ứng Dụng Axit HNO3 Ra Sao?

HNO3 trong môi trường thí nghiệm

Axit nitric là một tác nhân nitrat hóa quan trọng, giúp thêm nhóm nitro vào các hợp chất hữu cơ, phục vụ nghiên cứu hóa học hữu cơ và tổng hợp các dẫn xuất nitro. Ngoài ra, nhờ tính oxy hóa mạnh, HNO3 được sử dụng để xác định clorua trong dung dịch thông qua phản ứng với AgNO3, tạo ra kết tủa trắng của AgCl.

HNO3 trong ngành công nghiệp

Axit nitric có mặt trong nhiều lĩnh vực công nghiệp quan trọng:

• Công nghiệp hóa chất: HNO3 là nguyên liệu chính để sản xuất nitrobenzen, hợp chất trung gian quan trọng trong công nghiệp sản xuất anilin và các dẫn xuất anilin.
• Xử lý gỗ: HNO3 biến đổi màu sắc của gỗ, tạo ra màu vàng xám, giúp giả lập gỗ cũ hoặc gỗ tự nhiên.
• Sản xuất polyurethane: HNO3 đóng vai trò trung gian trong quá trình tổng hợp bọt xốp polyurethane mềm, một vật liệu quan trọng trong công nghiệp nhựa và nội thất.
• Tẩy rửa kim loại: Axit nitric làm sạch bề mặt kim loại, tẩy rửa đường ống trong ngành chế biến thực phẩm, đặc biệt là các nhà máy sản xuất sữa.
• Xử lý nước thải: HNO3 giúp điều chỉnh pH, trung hòa các hợp chất kiềm trong nước thải công nghiệp.
• Sản xuất thuốc nổ: Ở nồng độ cao (68%), HNO3 tham gia vào quá trình sản xuất các hợp chất trung gian, phục vụ ngành công nghiệp chế tạo thuốc nổ.
• Kiểm tra kim loại: Với nồng độ từ 0,5% đến 2%, axit nitric giúp xác định thành phần kim loại trong dung dịch bằng ICP-MS và ICP-AES.
• Luyện kim và xi mạ: Khi kết hợp với HCl, HNO3 tạo ra dung dịch nước cường toan, có khả năng hòa tan vàng và bạch kim.
• Sản xuất phân bón: Axit nitric đóng vai trò quan trọng trong sản xuất phân đạm và các muối nitrat như Ca(NO3)2 và KNO3.

Lưu ý khi sử dụng HNO3

• Bảo quản: Để trong chai tối màu, tránh ánh sáng và nhiệt độ cao để hạn chế phân hủy.
• An toàn lao động: Sử dụng găng tay, kính bảo hộ, áo khoác bảo vệ khi tiếp xúc với HNO3.
• Pha loãng đúng cách: Không đổ nước vào axit, chỉ đổ axit vào nước từ từ để tránh phản ứng nhiệt mạnh.

Kết Luận

Ở trên đây là một số thông tin về Axit Nitric (HNO3), bao gồm tính chất, quá trình điều chế và các ứng dụng axit HNO3. Hy vọng rằng thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về axit nitric và cách nó được sử dụng. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc muốn mua HNO3, vui lòng truy cập trang web của chúng tôi tại hoachatlocthien.com để nhận được sự hỗ trợ nhanh chóng từ Lộc Thiên.