¿Cuál es la conexión entre el ácido nítrico y el ácido sulfúrico?
El ácido nítrico y el ácido sulfúrico son dos de los productos químicos industriales más importantes y se producen en grandes cantidades. Están conectados de varias maneras, en términos de su fabricación y sus usos. Ambos ácidos son vitales para las industrias de fertilizantes y explosivos y se encuentran entre los reactivos de laboratorio más utilizados. También son contaminantes graves y contribuyentes a la lluvia ácida.
Un método temprano para fabricar ácido sulfúrico fue calentando el salitre (nano 3 ) y azufre con vapor. El ácido nítrico (HNO 3 ) se produjo primero destilando el salitre con ácido sulfúrico concentrado (H 2 SO 4 ). Los dos productos químicos reaccionan para producir ácido nítrico y sulfato de hidrógeno de sodio: h 2 SO 4 + nano 3 → nahso 4 + hnO 3 . La mezcla se calienta y el ácido nítrico, que hierve a 181.4 ° F (83 ° C), se produce como un vapor que se condensa en un receptor.
Estos métodos de producción se han reemplazado en elContexto industrial, pero la destilación de un nitrato metálico con ácido sulfúrico aún puede emplearse para producir pequeñas cantidades de ácido nítrico en el laboratorio. El vapor de ácido nítrico caliente tiende a descomponerse parcialmente en dióxido de nitrógeno, agua y oxígeno, lo que resulta en un ácido impuro. Para obtener el ácido puro, la destilación se realiza a presión reducida, de modo que se requiere menos calor. El aparato utilizado debe ser todo vidrio, ya que el ácido nítrico destruye rápidamente el caucho, el corcho y la mayoría de los plásticos.
.Hoy, el ácido nítrico se fabrica comercialmente por la oxidación catalítica de amoníaco, formando dióxido de nitrógeno, que se disuelve en agua para producir el ácido. El ácido crudo puede destilarse para producir concentraciones de hasta 68.5%, momento en el cual forma un azeótropo con agua. Este es el ácido nítrico comercial utilizado para la mayoría de las aplicaciones y como reactivo de laboratorio. No se pueden obtener concentraciones más altaspor simple destilación. Cuando se requiere un ácido nítrico anhidro o muy altamente concentrado, a menudo llamado "ácido nítrico fumante", puede producirse por destilación a presión reducida con ácido sulfúrico concentrado, lo que elimina el agua.
El mayor uso tanto para el ácido nítrico como para el ácido sulfúrico es en la industria de fertilizantes. El ácido nítrico se usa en la producción de fertilizantes de nitrato, que liberan nitrógeno esencial en una forma que las plantas pueden absorber fácilmente. El nitrato de amonio es uno de los fertilizantes más utilizados. El ácido sulfúrico se reacciona con roca fosfato o harina de hueso para producir "superfosfato", que proporciona fósforo, otro elemento esencial para las plantas. Este ácido también se usa en la producción de sulfato de amonio, un fertilizante común.
Otra aplicación industrial importante para el ácido nítrico y el ácido sulfúrico está en la producción de explosivos. La mayoría de los explosivos en uso militar y comercial se sintetizan con órgano nitratocompuestos ic; En este proceso, los iones nitronium (no 2
Para algunos explosivos, por ejemplo, trinitrotolueno (TNT), la mezcla debe estar libre de agua. Esto se puede garantizar usando ácido nítrico anhidro o "fumante". Alternativamente, el ácido nítrico comercial se puede usar con oleum, hecho mediante la disolución del trióxido de azufre (por lo tanto, 3 ) en ácido sulfúrico concentrado, de modo que el agua se elimina por combinación con So 3 para producir más ácido sulfúrico. El último método generalmente se prefiere, ya que el oleum se fabrica fácilmente por el mismo proceso que produce la mayoría de los ácidos sulfúricos. El ácido nítrico de humo es relativamente costoso para PRoduce, peligrosa para transportar y propensa a la descomposición a menos que se mantenga refrigerado.
Además de sus aplicaciones industriales, el ácido nítrico y el ácido sulfúrico se encuentran entre los reactivos de laboratorio más utilizados. Ambos son útiles en procedimientos que requieren ácidos fuertes. El ácido sulfúrico es un poderoso agente deshidratante que puede usarse para secar algunos gases recién preparados y en reacciones que involucran la eliminación de agua de los compuestos. También se puede usar para liberar otros ácidos de sus sales. El ácido nítrico es útil como agente oxidante, como agente nitrante y se usa ampliamente en el análisis químico, especialmente en la identificación de metales presentes en muestras de suelo y minerales.
Los ácidos sulfúricos y nítricos también son contaminantes principales y contribuyentes a la lluvia ácida. El ácido nítrico se forma cuando el dióxido de nitrógeno de gas, que se encuentra en el escape del vehículo y se produce naturalmente por la acción del rayo, se disuelve en el agua. El ácido sulfúrico se forma cuando el dióxido de azufre, producido por la BUrning de combustibles fósiles y naturalmente por volcanes: reacciona con oxígeno para formar trióxido de azufre, que se disuelve en agua para producir ácido sulfúrico. A pesar de la producción natural de estos compuestos, las fuentes hechas por el hombre representan la mayoría de las lluvias ácidas. El ácido sulfúrico es el contribuyente más grande, ya que el dióxido de azufre es un contaminante más común que el dióxido de nitrógeno.