le acide nitrique C'est un composé inorganique constitué d'un oxo-acide azoté. Il est considéré comme un acide fort, bien que son pKa (-1,4) soit similaire au pKa de l'ion hydronium (-1,74). A partir de ce moment, c'est peut-être le plus «faible» de nombreux acides forts connus..
Son aspect physique consiste en un liquide incolore qui, lors du stockage, prend une couleur jaunâtre, en raison de la formation d'azote gazeux. Sa formule chimique est HNO3.
Il est quelque peu instable et subit une légère décomposition suite à une exposition au soleil. De plus, il peut être complètement décomposé par chauffage, donnant naissance au dioxyde d'azote, à l'eau et à l'oxygène..
L'image ci-dessus montre de l'acide nitrique contenu dans une fiole jaugée. Sa coloration jaune peut être remarquée, signe d'une décomposition partielle.
Il est utilisé dans la fabrication de nitrates inorganiques et organiques, ainsi que dans les composés nitrosés utilisés dans la fabrication d'engrais, d'explosifs, d'agents intermédiaires pour colorants et de différents composés chimiques organiques..
Cet acide était déjà connu des alchimistes du 8ème siècle, qu'ils appelaient «agua fortis». Le chimiste allemand Johan Rudolf Glauber (1648) a conçu une méthode pour sa préparation, qui consistait à chauffer du nitrate de potassium avec de l'acide sulfurique.
Il est préparé industriellement selon la méthode conçue par Wilhelm Oswald (1901). Le procédé, en général, consiste en l'oxydation catalytique de l'ammonium, avec la génération successive d'oxyde nitrique et de dioxyde d'azote pour former de l'acide nitrique..
Dans l'atmosphère, NONdeux produit par l'activité humaine réagit avec l'eau des nuages, formant du HNO3. Puis, lors des pluies acides, il précipite avec des gouttes d'eau, rongeant, par exemple, des statues sur les places publiques..
L'acide nitrique est un composé très toxique et une exposition continue à ses vapeurs peut entraîner une bronchite chronique et une pneumonie chimique..
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L'image du haut montre la structure d'une molécule de HNO.3 avec un modèle de sphères et de barres. L'atome d'azote, la sphère bleue, est situé au centre, entouré d'une géométrie plane trigonale; cependant, le triangle est déformé par l'un de ses plus longs sommets.
Les molécules d'acide nitrique sont alors plates. Les liaisons N = O, N-O et N-OH constituent les sommets du triangle plat. Si elle est observée en détail, la liaison N-OH est plus allongée que les deux autres (où se trouve la sphère blanche représentant l'atome H).
Il existe deux liaisons de même longueur: N = O et N-O. Ce fait va à l'encontre de la théorie des liaisons de valence, où les doubles liaisons devraient être plus courtes que les liaisons simples. L'explication de cela réside dans le phénomène de résonance, comme le montre l'image ci-dessous.
Les deux liaisons, N = O et N-O, sont donc équivalentes en termes de résonance. Ceci est représenté graphiquement dans le modèle de structure en utilisant une ligne pointillée entre deux atomes O (voir structure).
Lorsque HNO est déprotoné3, le nitrate d'anion stable NO est formé3-. Dans celui-ci, la résonance implique maintenant les trois atomes O. C'est la raison pour laquelle HNO3 a une acidité élevée de Bronsted-Lowry (espèce donneuse d'ions H+).
-Acide nitrique
-Acide azotique
-Nitrate d'hydrogène
-Eau Fortis.
63,012 g / mol.
Liquide incolore ou jaune pâle, qui peut virer au brun rougeâtre.
Caractéristique piquante et suffocante.
181 ° F à 760 mmHg (83 ° C).
-41,6 ºC.
Très soluble et miscible à l'eau.
1,513 g / cm3 à 20 ºC.
1,50 (par rapport à l'eau = 1).
2 ou 3 fois estimé (par rapport à l'air = 1).
63,1 mmHg à 25 ºC.
Lorsqu'il est exposé à l'humidité atmosphérique ou à la chaleur, il peut se décomposer pour former du peroxyde d'azote. Lorsqu'il est chauffé jusqu'à décomposition, il émet une fumée très toxique d'oxyde d'azote et de nitrate d'hydrogène..
L'acide nitrique n'est pas stable, pouvant se décomposer au contact de la chaleur et de l'exposition au soleil, et émettant du dioxyde d'azote, de l'oxygène et de l'eau..
1092 mPa à 0 ° C et 0,617 mPa à 40 ° C.
Il est capable d'attaquer tous les métaux de base, à l'exception de l'aluminium et de l'acier chromé. Attaque certaines variétés de plastiques, caoutchoucs et revêtements. C'est une substance caustique et corrosive, elle doit donc être manipulée avec une extrême prudence.
39,1 kJ / mol à 25 ºC.
-207 kJ / mol (298 ºF).
146 kJ / mol (298 ºF).
-0,04356 N / m à 0 ºC
-0,04115 N / m à 20 ºC
-0,0376 N / m à 40 ºC
-Faible odeur: 0,75 mg / m3
-Odeur élevée: 250 mg / m3
-Concentration irritant: 155 mg / m3.
pKa = -1,38.
1,393 (16,5 ºC).
-Peut former des hydrates solides, tels que HNO3∙ HdeuxO et HNO3∙ 3HdeuxOu: "glace nitrique".
L'acide nitrique est un acide fort qui s'ionise rapidement dans l'eau comme suit:
HNO3 (l) + HdeuxO (l) => H3OU ALORS+ (ac) + NON3-
Réagit avec les oxydes basiques pour former un sel de nitrate et de l'eau.
CaO (s) + 2 HNO3 (l) => Ca (NON3)deux (ac) + HdeuxO (l)
De même, il réagit avec les bases (hydroxydes), formant un sel de nitrate et d'eau..
NaOH (aq) + HNO3 (l) => NaNO3 (ac) + HdeuxO (l)
Et aussi avec des carbonates et des carbonates acides (bicarbonates), formant également du dioxyde de carbone.
N / AdeuxCO3 (ac) + HNO3 (l) => NaNO3 (ac) + HdeuxO (l) + COdeux (g)
L'acide nitrique peut également se comporter comme une base. Pour cette raison, il peut réagir avec l'acide sulfurique.
HNO3 + 2HdeuxSW4 <=> NE PASdeux+ + H3OU ALORS+ + 2HSO4-
L'acide nitrique subit une autoprotolyse.
2HNO3 <=> NE PASdeux+ + NE PAS3- + HdeuxOU ALORS
Dans la réaction avec les métaux, l'acide nitrique ne se comporte pas comme des acides forts, qui réagissent avec les métaux, formant le sel correspondant et libérant de l'hydrogène sous forme gazeuse..
Cependant, le magnésium et le manganèse réagissent à chaud avec l'acide nitrique, tout comme le font les autres acides forts..
Mg (s) + 2 HNO3 (l) => Mg (NON3)deux (ac) + Hdeux (g)
L'acide nitrique réagit avec les sulfites métalliques pour former un sel de nitrate, du dioxyde de soufre et de l'eau..
N / AdeuxSW3 (s) + 2 HNO3 (l) => 2 NaNO3 (ac) + SOdeux (g) + HdeuxO (l)
Et il réagit également avec les composés organiques, en substituant un hydrogène à un groupe nitro; constituant ainsi la base de la synthèse de composés explosifs tels que la nitroglycérine et le trinitrotoluène (TNT).
Il est produit au niveau industriel par oxydation catalytique de l'ammonium, selon la méthode décrite par Oswald en 1901. La procédure se compose de trois étapes ou étapes.
L'ammoniac est oxydé par l'oxygène de l'air. La réaction est effectuée à 800 ° C et à une pression de 6-7 atm, avec l'utilisation de platine comme catalyseur. L'ammoniac est mélangé à l'air avec le rapport suivant: 1 volume d'ammoniac pour 8 volumes d'air.
4NH3 (g) + 5Odeux (g) => 4NO (g) + 6HdeuxO (l)
L'oxyde nitrique est produit dans la réaction, qui est transporté dans la chambre d'oxydation pour l'étape suivante..
L'oxydation est réalisée par l'oxygène présent dans l'air à une température inférieure à 100 ºC.
2NO (g) + Odeux (g) => 2NOdeux (g)
À ce stade, la formation d'acide nitrique se produit.
4NONdeux + 2HdeuxO + Odeux => 4HNO3
Il existe plusieurs méthodes d'absorption du dioxyde d'azote (NOdeux) dans l'eau.
Entre autres méthodes: NONdeux est dimérisé à NdeuxOU ALORS4 à basse température et haute pression, afin d'augmenter sa solubilité dans l'eau et produire de l'acide nitrique.
3NdeuxOU ALORS4 + 2HdeuxO => 4HNO3 + 2NON
L'acide nitrique produit par l'oxydation de l'ammoniac a une concentration comprise entre 50 et 70%, qui peut être portée à 98% en utilisant de l'acide sulfurique concentré comme agent déshydratant, permettant d'augmenter la concentration d'acide nitrique..
Décomposition thermique du nitrate de cuivre (II), produisant du dioxyde d'azote et de l'oxygène gazeux, qui sont passés à travers l'eau pour former de l'acide nitrique; comme dans la méthode d'Oswald, précédemment décrite.
2Cu (NON3)deux => 2CuO + 4NOdeux + OU ALORSdeux
Réaction d'un sel nitrate avec HdeuxSW4 concentré. L'acide nitrique formé est séparé du HdeuxSW4 par distillation à 83 ºC (point d'ébullition de l'acide nitrique).
KNO3 + HdeuxSW4 => HNO3 + KHSO4
60% de la production d'acide nitrique est utilisé dans la fabrication d'engrais, en particulier de nitrate d'ammonium.
Celui-ci se caractérise par sa forte concentration en azote, l'un des trois principaux éléments nutritifs des plantes, le nitrate étant immédiatement utilisé par les plantes. Pendant ce temps, l'ammoniac est oxydé par les micro-organismes présents dans le sol et est utilisé comme engrais à long terme..
-15% de la production d'acide nitrique est utilisé dans la fabrication de fibres synthétiques.
-Il est utilisé dans la production d'esters d'acide nitrique et de dérivés nitrés; comme la nitrocellulose, les peintures acryliques, le nitrobenzène, le nitrotoluène, les acrylonitriles, etc..
-Il peut ajouter des groupes nitro à des composés organiques, et cette propriété peut être utilisée pour fabriquer des explosifs tels que la nitroglycérine et le trinitrotoluène (TNT)..
-L'acide adipique, précurseur du nylon, est produit à grande échelle par oxydation de la cyclohexanone et du cyclohexanol par l'acide nitrique..
L'acide nitrique, en raison de son pouvoir oxydant, est très utile dans la purification des métaux présents dans les minéraux. De même, il est utilisé dans l'obtention d'éléments tels que l'uranium, le manganèse, le niobium, le zirconium et dans l'acidification de roches phosphoriques pour obtenir de l'acide phosphorique..
Il est mélangé avec de l'acide chlorhydrique concentré pour former "aqua regia". Cette solution est capable de dissoudre l'or et le platine, ce qui permet son utilisation dans la purification de ces métaux..
L'acide nitrique est utilisé pour obtenir un effet antique dans les meubles en bois de pin. Le traitement avec une solution d'acide nitrique à 10% produit une coloration gris-or dans le bois du meuble.
-Le mélange de solutions aqueuses d'acide nitrique 5-30% et d'acide phosphorique 15-40% est utilisé dans le nettoyage de l'équipement utilisé dans les travaux de traite, afin d'éliminer les résidus des précipités des composés de magnésium et de calcium.
-Il est utile pour nettoyer la verrerie utilisée en laboratoire.
-L'acide nitrique a été utilisé en photographie, en particulier comme additif aux révélateurs de sulfate ferreux dans le processus de plaque humide, afin de promouvoir une couleur plus blanche dans les ambrotypes et les types de teintes..
-Il a été utilisé pour abaisser le pH du bain d'argent des plaques de collodion, ce qui a permis d'obtenir une réduction de l'apparence d'un brouillard qui interférait avec les images.
-En raison de sa capacité de solvant, il est utilisé dans l'analyse de différents métaux par des techniques de spectrophotométrie d'absorption atomique à flamme et par spectrophotométrie de masse à plasma inductif..
-La combinaison d'acide nitrique et d'acide sulfurique a été utilisée pour la conversion du coton commun en nitrate de cellulose (coton nitrique).
-Le médicament Salcoderm à usage externe est utilisé dans le traitement des néoplasmes bénins de la peau (verrues, cors, condylomes et papillomes). Il possède des propriétés de cautérisation, de soulagement de la douleur, de l'irritation et des démangeaisons. L'acide nitrique est le composant principal de la formule du médicament.
-L'acide nitrique fumant rouge et l'acide nitrique fumant blanc sont utilisés comme oxydants pour les carburants liquides pour fusées, en particulier dans le missile BOMARC..
-Au contact de la peau, il peut provoquer des brûlures cutanées, des douleurs intenses et des dermatites..
-Au contact des yeux, il peut provoquer une douleur intense, des larmoiements et dans les cas graves, des lésions cornéennes et la cécité..
-L'inhalation des vapeurs peut provoquer une toux, une détresse respiratoire, des saignements de nez, une laryngite, une bronchite chronique, une pneumonie et un œdème pulmonaire lors d'expositions sévères ou chroniques..
-En raison de son ingestion, il existe des lésions dans la bouche, une salivation, une soif intense, une douleur à avaler, une douleur intense dans tout le tube digestif et un risque de perforation de la paroi de celui-ci..
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