硝酸(HNO3)

硝酸概述

硝酸(HNO3)是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，是六大无机强酸之一，属于一元无机强酸，也是一种重要的化工原料。硝酸在工业上可用于制化肥、农药、zha药、染料、盐类等；在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂，其水溶液俗称硝镪水或氨氮水。所属的危险符号是O（Oxidizing agent 氧化剂）与C（Corrosive 腐蚀品）。硝酸的酸酐是五氧化二氮（N2O5）。

硝酸发现历史

公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·伊本·哈扬（Jabir ibn Hayyan）在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸Z早的记录。 1905年，挪威出现了电弧法生产硝酸的工厂，这是历史上Z早的硝酸工业化尝试。1908年，德国建成了以铂网为催化剂的日产能力3吨的硝酸厂。1913年，合成氨问世，氨氧化法生产硝酸开始进入工业化阶段，至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。1935年，在ZG化学家侯德榜的领导下，ZG建成了diyi座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业-永利宁厂。

化学性质

1、不稳定性

浓硝酸不稳定，遇光或热会分解而放出二氧化氮，分解产生的二氧化氮溶于硝酸，从而使外观带有浅黄色。但稀硝酸相对稳定。

反应方程式：4HNO₃=光照=4NO₂↑+O₂↑+2H₂O

4HNO₃=△=4NO₂↑+O₂↑+2H₂O

2、硝化反应

浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂（浓硫酸、五氧化二磷）混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应，硝化反应属于亲电取代反应（electrophilic substitution），反应中的亲电试剂为硝鎓离子，脱水剂有利于硝鎓离子的产生。

3、氧化还原反应

硝酸分子中氮元素为Zgao价态（+5）因此硝酸具有强氧化性，其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化，从总体上说，硝酸浓度越高，平均每分子硝酸得到的电子数越少，浓硝酸的还原产物主要为二氧化氮，稀硝酸主要为一氧化氮，更稀的硝酸可以被还原为一氧化二氮、氮气、硝酸铵等，需要指出的是，上述只是优势产物，实际上随着反应的进行，硝酸浓度逐渐降低，所有还原产物都可能出现。

硝酸制备方法

1、工业合成

氨氧化法

硝酸工业与合成氨工业密接相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，其主要流程是将氨和空气的混合气（氧：氮≈2：1）通入灼热（760～840℃）的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。（PS：原料二氧化氮是由氨氧化而得，因此硝酸工业与制氨工业密不可分。）稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。

4NH3 + 5O2 =催化△= 4NO+6H2O

2NO + O2 = 2NO2（工业上制时要不停通入氧气）

3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO （NO循环氧化吸收）

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸，但该法耗酸量大，设备腐蚀严重，现基本停止使用

NaNO3（s）+ H2SO4（l） ——→ NaHSO4（s）+ HNO3（g）

2、实验室制法

原料：浓硫酸，硝酸钠

设备：烧瓶，玻璃管，烧杯，橡皮塞，加热设备（酒精灯，煤气灯等）

原理：NaNO3+ H2SO4= △=NaHSO4+ HNO3 （高沸点酸制低沸点酸）

H2SO4(l)+NaNO3(s) => Na2SO4(s)+ HNO3(g) （不挥发酸制备挥发性酸）

步骤：烧瓶中加入沸石，浓硫酸，硝酸钠。置于铁架台上的铁圈上，铁圈下隔 石棉网放置加热设备，烧瓶口用带有玻璃管的橡皮塞塞住，玻璃管用橡皮管相连，另一头置于有水的烧杯中。注意事项：加热硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸，玻璃管连接处要尽量挨在一起，防止反应生成的NO2泄露，制备完成后要用碱中和瓶中物质，以免污染环境。

硝酸存储运输

操作

密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与还原剂、碱类、醇类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把酸加入水中，避免沸腾和飞溅。

储存

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80%。保持容器密封。应与还原剂、碱类、醇类、碱金属等分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

运输

铁路槽车装载，其中铅槽车用以输送98%浓硝酸， 稀硝酸应用不锈钢或玻璃钢增强塑料槽车或储罐输送或储存。少量采用耐酸陶瓷坛或玻璃瓶包装，每坛净重33-40kg。浓硝酸采用耐酸泥封口，稀硝酸采用石膏封口。每坛装入衬有细煤渣或细矿渣等物的坚固木箱中，以便运输。包装上应有明显的“腐蚀性物品”标志。因铝的表面有一层氧化膜，起了钝化作用，而且经济，所以铝是硝酸理想的容器。个体防护禁止皮肤直接接触，作业操作时应带耐酸碱手套，口罩，以及其他劳保用品。

人体影响

硝酸不论浓稀溶液都有氧化性和腐蚀性，因此对人很危险，仅溅到皮肤上也会引起严重烧伤。皮肤接触硝酸后会慢慢变黄，Z后变黄的表皮会起皮脱落（硝酸和蛋白质接触后，会导致黄蛋白反应而变性）。此外，浓硝酸需以深色玻璃瓶盛装，避免受到光照反应释出有毒的NO2。