Quelle est la connexion entre l'acide nitrique et l'acide sulfurique?

L'acide

nitrique et l'acide sulfurique sont deux des produits chimiques industriels les plus importants et sont produits en quantités énormes. Ils sont connectés de plusieurs façons, en termes de fabrication et de leurs utilisations. Les deux acides sont vitaux pour les industries d'engrais et d'explosifs et sont parmi les réactifs de laboratoire les plus utilisés. Ce sont également des polluants graves et des contributeurs aux pluies acides.

Une méthode précoce de fabrication de l'acide sulfurique était de chauffer le saline (nano _{3 ) et le soufre avec de la vapeur. L'acide nitrique (HNO 3 ) a d'abord été produit par le salpètre distillant avec de l'acide sulfurique concentré (H SO 4 ). Les deux produits chimiques réagissent pour produire de l'acide nitrique et du sulfate d'hydrogène de sodium: H 2 SO 4 + Nano → Nahso 4 + HNO 3 . Le mélange est chauffé et l'acide nitrique, qui bouillonne à 181,4 ° F (83 ° C), est produit comme une vapeur condensée dans un récepteur.}

Ces méthodes de production ont été remplacées dans leLe contexte industriel, mais la distillation d'un nitrate métallique avec de l'acide sulfurique peut encore être utilisée pour produire de petites quantités d'acide nitrique en laboratoire. La vapeur d'acide nitrique chaud a tendance à se décomposer partiellement en dioxyde d'azote, en eau et en oxygène, résultant en un acide impur. Pour obtenir l'acide pur, la distillation est effectuée sous une pression réduite, de sorte que moins de chaleur est nécessaire. L'appareil utilisé doit être tout en verre, car l'acide nitrique détruit rapidement le caoutchouc, le liège et la plupart des plastiques.

Aujourd'hui, l'acide nitrique est fabriqué commercialement par l'oxydation catalytique de l'ammoniac, formant du dioxyde d'azote, qui est dissous dans l'eau pour produire l'acide. L'acide brut peut être distillé pour produire des concentrations jusqu'à 68,5%, à quel point il forme un azéotrope avec de l'eau. Il s'agit de l'acide nitrique commercial utilisé pour la plupart des applications et en tant que réactif de laboratoire. Des concentrations plus élevées ne peuvent pas être obtenuespar une simple distillation. Lorsque l'anhydre, ou l'acide nitrique très concentré - souvent appelé «acide nitrique fumant» - est nécessaire, il peut être produit par distillation sous pression réduite avec de l'acide sulfurique concentré, qui élimine l'eau.

La plus grande utilisation de l'acide nitrique et de l'acide sulfurique est dans l'industrie des engrais. L'acide nitrique est utilisé dans la production d'engrais de nitrate, qui libèrent de l'azote essentiel sous une forme qui peut être facilement absorbée par les plantes. Le nitrate d'ammonium est l'un des engrais les plus utilisés. L'acide sulfurique est réagi avec la roche phosphate ou l'os pour produire du «superphosphate», qui fournit du phosphore, un autre élément essentiel pour les plantes. Cet acide est également utilisé dans la production de sulfate d'ammonium, un engrais commun.

Une autre application industrielle majeure pour l'acide nitrique et l'acide sulfurique réside dans la production d'explosifs. La majorité des explosifs à usage militaire et commercial sont synthétisés par des organes nitrantscomposés IC; Dans ce processus, les ions nitronium (non

+ ) sont utilisés pour remplacer les groupes hydroxyl (OH) par des groupes nitro (non _{2 ). Les ions NO 2}

+

sont fournis en combinant l'acide nitrique et l'acide sulfurique, qui réagissent comme suit: Hno 3 + 2h SO 4 → H 4

- .

Pour certains explosifs, par exemple le trinitrotoluène (TNT), le mélange doit être sans eau. Cela peut être assuré en utilisant l'acide nitrique anhydre ou «furieux». Alternativement, l'acide nitrique commercial peut être utilisé avec l'oléum - fabriqué en dissolvant le trioxyde de soufre (SO _{3 ) dans de l'acide sulfurique concentré - de sorte que l'eau est éliminée par combinaison avec SO 3 pour produire plus d'acide sulfurique. Cette dernière méthode est généralement préférée, car l'oléum est facilement fabriqué par le même processus qui produit la plupart de l'acide sulfurique. L'acide nitrique furieux est relativement coûteux à pRoduce, dangereux pour le transport et sujette à la décomposition à moins d'être gardé réfrigéré.}

Mis à part leurs applications industrielles, l'acide nitrique et l'acide sulfurique sont parmi les réactifs de laboratoire les plus couramment utilisés. Les deux sont utiles dans les procédures nécessitant des acides forts. L'acide sulfurique est un puissant agent déshydratant qui peut être utilisé pour sécher certains gaz fraîchement préparés et dans les réactions impliquant l'élimination de l'eau des composés. Il peut également être utilisé pour libérer d'autres acides de leurs sels. L'acide nitrique est utile en tant qu'agent oxydant, en tant qu'agent nitratant et est largement utilisé dans l'analyse chimique, en particulier dans l'identification des métaux présents dans les échantillons du sol et des minéraux.

Les acides sulfuriques et nitriques sont également des polluants majeurs et des contributeurs aux pluies acides. L'acide nitrique est formé lorsque le dioxyde d'azote à gaz - trouvé dans l'échappement du véhicule et produit naturellement par l'action de la foudre - se dissout dans l'eau. L'acide sulfurique est formé lors du dioxyde de soufre - produit par le bL'urning des combustibles fossiles et naturellement par les volcans - réagit avec l'oxygène pour former du trioxyde de soufre, qui se dissout dans l'eau pour produire de l'acide sulfurique. Malgré la production naturelle de ces composés, les sources artificielles expliquent la plupart des pluies acides. L'acide sulfurique est le plus grand contributeur, car le dioxyde de soufre est un polluant plus courant que le dioxyde d'azote.