Vad är kopplingen mellan salpetersyra och svavelsyra?
salpetersyra och svavelsyra är två av de viktigaste industrikemikalierna och produceras i enorma mängder. De är anslutna på flera sätt när det gäller deras tillverkning och deras användning. Båda syrorna är avgörande för gödningsmedel och sprängämnen och är bland de mest använda laboratorieflöpningen. De är också allvarliga föroreningar och bidragsgivare till surt regn.
En tidig metod för att göra svavelsyra var genom att värma saltpeter (nano 3 ) och svavel med ånga. Kalpitalsyra (HNO 3 ) producerades först genom att destillera saltpeter med koncentrerad svavelsyra (H 2 så 4 ). De två kemikalierna reagerar för att producera salpetersyra och natriumvätesulfat: h 2 så 4 + nano 3 → NAHSO 4 + HNO 3 . Blandningen värms upp och salpetersyran, som kokar vid 83 ° C.Industriellt sammanhang, men destillationen av ett metallnitrat med svavelsyra kan fortfarande användas för att producera små mängder salpetersyra i laboratoriet. Den heta salpetersyranen tenderar att delvis sönderdelas i kvävedioxid, vatten och syre, vilket resulterar i en oren syra. För att erhålla den rena syran utförs destillation under reducerat tryck, så att mindre värme krävs. Den använda apparaten måste vara allt glas, eftersom salpetersyra snabbt förstör gummi, kork och mest plast.
Idag tillverkas salpetersyra kommersiellt genom den katalytiska oxidationen av ammoniak och bildar kvävedioxid, som löses i vatten för att producera syran. Den råa syran kan destilleras för att producera koncentrationer upp till 68,5%, vid vilken tidpunkt den bildar en azeotrop med vatten. Detta är den kommersiella salpetersyran som används för de flesta tillämpningar och som ett laboratoriekomens. Högre koncentrationer kan inte erhållasgenom enkel destillation. När vattenfri, eller mycket högt koncentrerad salpetersyra - ofta kallas "fumande salpetersyra" - krävs det kan produceras genom destillation under reducerat tryck med koncentrerad svavelsyra, som avlägsnar vattnet.
Den största användningen för både salpetersyra och svavelsyra är inom gödningsindustrin. Kalpitalsyra används vid produktion av nitratgödselmedel, som frigör väsentliga kväve i en form som lätt kan absorberas av växter. Ammoniumnitrat är en av de mest använda gödselmedel. Svavelsyra reageras med fosfatberg eller benmåltid för att producera "superfosfat", som ger fosfor, ett annat viktigt element för växter. Denna syra används också vid produktion av ammoniumsulfat, en vanlig gödningsmedel.
En annan viktig industriell applikation för salpetersyra och svavelsyra är i produktion av sprängämnen. Majoriteten av sprängämnen i militär och kommersiell användning syntetiseras genom nitrerande organIC -föreningar; I denna process används Nitronium (NO 2 +) joner för att ersätta hydroxyl (OH) -grupper med nitro (NO 2 ) grupper. The NO2+ ions are provided by combining nitric acid and sulfuric acid, which react as follows: HNO3 + 2H2SO4 → H3O+ + NO2+ + 2hso 4 -.
För vissa sprängämnen, till exempel trinitrotoluen (TNT), måste blandningen vara vattenfri. Detta kan säkerställas genom att använda vattenfri eller "fuming", salpetersyra. Alternativt kan kommersiell salpetersyra användas med oleum - tillverkad genom att lösa svaveltrioxid (så 3 ) i koncentrerad svavelsyra - så att vattnet avlägsnas genom kombination med så 3 för att producera mer svavelsyra. Den senare metoden är i allmänhet att föredra, eftersom oleum enkelt tillverkas genom samma process som producerar mest svavelsyra. Fumande salpetersyra är relativt kostsamt för PRoduce, farligt att transportera och benägna att sönderdelas såvida det inte hålls kylt.
Bortsett från deras industriella tillämpningar är salpetersyra och svavelsyra bland de mest använda laboratoriefrikaten. Båda är användbara i procedurer som kräver starka syror. Svavelsyra är ett kraftfullt dehydratiseringsmedel som kan användas för att torka några nyberedda gaser och i reaktioner som involverar avlägsnande av vatten från föreningar. Det kan också användas för att frigöra andra syror från deras salter. Kalpitalsyra är användbar som ett oxidationsmedel, som ett nitrerande medel och används ofta i kemisk analys, särskilt för att identifiera metaller som finns i jord- och mineralprover.
svavel- och salpetersyror är också stora föroreningar och bidragsgivare till surt regn. Kalpitalsyra bildas när gaskvävedioxiden - som finns i fordonsavgas och produceras naturligt genom blixtnedslag - upplöses i vatten. Svavelsyra bildas när svaveldioxid - produceras av BUrning av fossila bränslen och naturligtvis av vulkaner - reagerar med syre för att bilda svaveltrioxid, som upplöses i vatten för att producera svavelsyra. Trots den naturliga produktionen av dessa föreningar står konstgjorda källor för de flesta surt regn. Svavelsyra är den större bidragsgivaren, eftersom svaveldioxid är ett vanligare förorenande än kvävedioxid.