硝酸的制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域

硝酸的制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域

制備方法工業(yè)合成氨氧化法硝酸工業(yè)與合成氨工業(yè)密接相關(guān)，氨氧化法是工業(yè)生產(chǎn)中制取硝酸的主要途徑，其主要流程是將氨和空氣的混合氣(氧:氮≈2:1)通入灼熱(760~840℃)的鉑銠合金網(wǎng)，在合金網(wǎng)的催化下，氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反應(yīng)后殘余的氧氣繼續(xù)氧化為二氧化氮，隨后將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，因此硝酸工業(yè)與制氨工業(yè)密不可分。)稀硝酸、濃硝酸、發(fā)煙硝酸的制取在工藝上各不相同。4NH3(g)+5O2(g)-Pt-Rh→4NO(g)+6H2O(g)2NO(g)+O2(g)--→2NO2(g)3NO2(g)+H2O(l)--→2HNO3(aq)+NO(g)4NH3+5O2=催化△=4NO+6H2O2NO+O2=2NO2(工業(yè)上制時(shí)要不停通入氧氣)3NO2+H2O=2HNO3+NO(NO循環(huán)氧化吸收)4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3工業(yè)上也曾使用濃硫酸和硝石制硝酸，但該法耗酸量大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，現(xiàn)基本停止使用NaNO3(s)+H2SO4(l)--→NaHSO4(s)+HNO3(g)實(shí)驗(yàn)室制法原料:濃硫酸，硝酸鈉設(shè)備:燒瓶，玻璃管，燒杯，橡皮塞，加熱設(shè)備(酒精燈，煤氣燈等)原理:NaNO3+H2SO4=△=NaHSO4+HNO3(原理:高沸點(diǎn)酸制低沸點(diǎn)酸)不揮發(fā)酸制備揮發(fā)性酸:H2SO4(l)+NaNO3(s)=>Na2SO4(s)+HNO3(g)步驟:燒瓶中加入沸石，濃硫酸，硝酸鈉。置于鐵架臺上的鐵圈上，鐵圈下隔石棉網(wǎng)放置加熱設(shè)備，燒瓶口用帶有玻璃管的橡皮塞塞住，玻璃管用橡皮管相連，另一頭置于有水的燒杯中。注意事項(xiàng):加熱硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸，玻璃管連接處要盡量挨在一起，防止反應(yīng)生成的NO2泄露，制備完成后要用堿中和瓶中物質(zhì)，以免污染環(huán)境。應(yīng)用領(lǐng)域作為硝酸鹽和硝酸酯的必需原料，硝酸被用來制取一系列硝酸鹽類氮肥，如硝酸銨、硝酸鉀等;也用來制取硝酸酯類或含硝基的炸藥。由于硝酸同時(shí)具有氧化性和酸性，硝酸也被用來精煉金屬:即先把不純的金屬氧化成硝酸鹽，排除雜質(zhì)后再還原。硝酸能使鐵鈍化而不致繼續(xù)被腐蝕。還可供制氮肥、王水、硝酸鹽、硝化甘油、硝化纖維素、硝基苯、苦味酸等.將甘油放和濃硝酸、濃硫酸中，會生成硝化甘油。這是一種無色或黃色的透明油狀液體，是一種很不穩(wěn)定的物質(zhì)，受到撞擊會發(fā)生分解，產(chǎn)生高溫，同時(shí)生成大量氣體。氣體體積驟然膨脹，產(chǎn)生猛烈爆炸。所以硝化甘油是一種烈性炸藥。硝化炸藥軍事上用得比較多的是2，4，6-三硝基甲苯(TNT)。它是由甲苯與濃硝酸和濃硫酸反應(yīng)制得的，是一種黃色片狀物，具有爆炸威力大、藥性穩(wěn)定、吸濕性小等優(yōu)點(diǎn)，常用做炮彈、手榴彈、地雷和魚雷等的炸藥，也可用于采礦等爆破作業(yè)。有機(jī)合成原料，濃硝酸可將苯、蒽、萘和其他芳香族化合物硝化制取有機(jī)原料。如硝酸和硫酸的混酸(工業(yè)上常用由30%與苯反應(yīng)，生成硝基苯，再加