Jaká je spojení mezi kyselinou dusičnou a kyselinou sírovou?
Kyselina dusičná a kyselina sírová jsou dva z nejdůležitějších průmyslových chemikálií a vyrábějí se v obrovském množství. Jsou spojeny několika způsoby, pokud jde o jejich výrobu a jejich použití. Obě kyseliny jsou životně důležité pro odvětví hnojiv a výbušnin a patří mezi nejpoužívanější laboratorní činidla. Jsou to také vážné znečišťující látky a přispěvatelé do kyselého deště. Kyselina dusičná (HNO 3 ) byla poprvé vyrobena destilačním solným městem s koncentrovanou kyselinou sírovou (H 2 SO 4 ). Obě chemikálie reagují na produkci kyseliny dusičné a síranu sodného: H 2 SO 4 + Nano 3 → Nahso 4 + HNO 3 . Směs se zahřívá a kyselina dusičná, která se vaří při 181,4 ° F (83 ° C), se produkuje jako pára, která je kondenzována v přijímači.
Tyto metody výroby byly nahrazeny vPrůmyslový kontext, ale destilace dusičnanu kovu s kyselinou sírovou může být stále používána k výrobě malého množství kyseliny dusičné v laboratoři. Pára kyseliny dusičné dusičné má tendenci se částečně rozkládat na oxid dusík, vodu a kyslík, což vede k nečisté kyselině. Pro získání čisté kyseliny se destilace provádí za sníženého tlaku, takže je nutné méně tepla. Použitý přístroj musí být veškerý sklo, protože kyselina dusičná rychle ničí gumu, kork a většina plastů.
Dnes je kyselina dusičná komerčně vyráběna katalytickou oxidací amoniaku a vytváří oxid dusičitý, který je rozpuštěn ve vodě za vzniku kyseliny. Surová kyselina může být destilována tak, aby produkovala koncentrace až do 68,5%, v tomto okamžiku tvoří azeotrop s vodou. Toto je komerční kyselina dusičná používaná pro většinu aplikací a jako laboratorní činidlo. Nelze získat vyšší koncentracejednoduchou destilací. Je -li bezvolná nebo velmi vysoce koncentrovaná kyselina dusičná - často nazývaná „plukovou kyselinou dusičnou“ - vyžaduje, může být vyrobena destilací za sníženého tlaku se koncentrovanou kyselinou sírovou, která odstraňuje vodu.
Největší využití kyseliny dusičné i kyseliny sírové je v průmyslu hnojiv. Kyselina dusičná se používá při výrobě dusičnanových hnojiv, která uvolňují základní dusík ve formě, kterou lze snadno absorbovat rostlinami. Dusičnan amonný je jedním z nejpoužívanějších hnojiv. Kyselina sírová reaguje s fosfátovou horninou nebo kostním jídlem za vzniku „superfosfátu“, který poskytuje fosfor, další základní prvek pro rostliny. Tato kyselina se také používá při výrobě síranu amonného, běžného hnojiva.
Další hlavní průmyslová aplikace kyseliny dusičné a kyseliny sírové je ve výrobě výbušnin. Většina výbušnin ve vojenském a komerčním využití je syntetizována nitrační orgányIC sloučeniny; V tomto procesu se k nahrazení skupin hydroxylových (OH) používají nitro (žádné 2 ) skupiny nitro. The NO2+ ions are provided by combining nitric acid and sulfuric acid, which react as follows: HNO3 + 2H2SO4 → H3O+ + NO2+ + 2HSO 4
U některých výbušnin, například Trinitrotoluen (TNT), musí být směs bez vody. To může být zajištěno pomocí bezvodé nebo „vztekání“ kyseliny dusičné. Alternativně může být komerční kyselina dusičná u olea - vyrobena rozpuštěním oxidu síry (tak 3 ) v koncentrované kyselině sírové - takže voda je odstraněna kombinací s SO 3 , aby se vytvořila více kyseliny sírové. Druhá metoda je obecně preferována, protože oleum je snadno vyrobeno stejným procesem, který produkuje většinu kyseliny sírové. Páraná kyselina dusičná je relativně nákladná pro PRoduce, nebezpečný pro přepravu a náchylný k rozkladu, pokud není chlazeno.
Kromě průmyslových aplikací patří kyselina dusičná a kyselina sírová mezi nejčastěji používanými laboratorními činidly. Oba jsou užitečné v postupech vyžadujících silné kyseliny. Kyselina sírová je výkonné dehydratační činidlo, které lze použít k sušení některých čerstvě připravených plynů a v reakcích zahrnujících odstranění vody ze sloučenin. Může být také použit k uvolnění jiných kyselin z jejich solí. Kyselina dusičná je užitečná jako oxidační činidlo, jako nitrační činidlo a je široce používána v chemické analýze, zejména při identifikaci kovů přítomných ve vzorcích půdy a minerálů.
Sírová a kyselina dusičná jsou také hlavními znečišťujícími látkami a přispěvateli k kyselému dešti. Kyselina dusičná se tvoří, když se ve vodě rozpustí oxid dusík, který se nachází ve výfuku vehikulu a přirozeně se vyrábí působením blesku. Kyselina sírová se tvoří při oxidu siřičité - produkované BNurning fosilních paliv a přirozeně sopkami - reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu síry, který se rozpustí ve vodě za vzniku kyseliny sírové. Navzdory přirozené produkci těchto sloučenin představují umělé zdroje po většinu kyselého deště. Kyselina sírová je větší přispěvatel, protože oxid siřičitý je běžnější znečišťující látkou než oxid dusík.