Àcit nítric

El compost químic àcit nítric (HNO₃)^[1] és un líquit viscós i corroent que pot ocasionar greus cremadas en els sers vius.^[2] S'utilisa com reactiu de laboratori i per a fabricar explosius com la nitroglicerina i trinitrotolueno (TNT), aixina com fertilisants com el nitrat d'amoni. Té usos adicionals en metalúrgia i en refinat, ya que reacciona en la majoria dels metalés i en la síntesis química. Quan es mescla en el àcit clorhídric forma el aigua regio, un rar reactiu capaç de dissoldre el or i el platí. L'àcit nítric també és un component de la pluja àcida.

El compost és incoloro, pero les mostres més antigues tendixen a tindre una tenyida groga per la descomposició en òxit de nitrogen. La major part de l'àcit nítric comercial té una concentració del 68% en aigua. Quan la solució conté més del 86% de Plantilla:Chem2, es denomina àcit nítric fumante. Depenent de la cantitat de diòxit de nitrogen present, l'àcit nítric fumante es caracterisa ademés com àcit nítric fumante roig en concentracions superiors al 86%, o àcit nítric fumante blanc en concentracions superiors al 95%.

L'àcit nítric és el principal reactiu utilisat per a la nitración - l'adició d'un grup nitro, normalment a una molècula orgànica. Encara que alguns nitroderivados resultants són explosius sensibles als colps i a la calor, uns pocs són lo suficientment estables com per a utilisar-se en municions i derrocaments, mentres que uns atres són encara més estables i s'utilisen com a pigments en tintes i tenyides. L'àcit nítric també sol utilisar-se com agent oxidant fort.

Síntesis

L'àcit nítric s'obté mesclant pentóxido de dinitrógeno (N₂O₅) i aigua. Sintetisar àcit nítric pur impon habitualment la destilació en àcit sulfúric, ya que l'àcit nítric forma un azeótropo en l'aigua en una composició del 68 % d'àcit nítric i 32 % d'aigua. Les solucions comercials inclouen entre un 52 % i un 68 % d'àcit nítric. Si la solució inclou més d'un 86 % d'àcit nítric es nomena com a àcit nítric fumante i ve en dos varietats, blanc i roig. L'àcit nítric blanc fumante també es diu 100 % ya que casi no té aigua (menys d'un 1 %) segons el procés.

A nivell industrial, es fabrica per mig de la síntesis de l'amoníac i oxigen. Abdós elements es combinen en un reactor de grans proporcions davant la presència d'un catalisador metàlic. Per les altes temperatures que se soporten (700-900 °C), s'utilisen metals que mantinguen les seues característiques físiques a estes temperatures, sent el més apropiat el platí, en combinació en rodio (5-10 %) que li aporta més rigidea.

Propietats

Propietats físiques

L'àcit nítric pur és un líquit viscós, incoloro i vàter. A sovint, distintes impurees ho colorean de groc-marró. A temperatura ambiente llibera fums grocs. L'àcit nítric concentrat teñir la pell humana de groc al contacte, per la presència de grups aromàtics presents en la queratina de la pell.

Punt d'ebullició: 83 °C
Punt de fusió: −41,6 °C
Densitat relativa (aigua = 1): 1,4
Solubilidad en aigua: miscible
Pressió de vapor a 20 °C: 6,4 kPa
Densitat relativa de vapor (aire = 1): 2,2

Propietats químiques

L'àcit nítric és un agent oxidant potent; les seues reaccions en composts com els cianurs, carburs, i pols metàliques poden ser explosives. Les reaccions de l'àcit nítric en molts composts orgànics, com de la trementina, són violentes, la mescla sent hipergólica (és dir, autoinflamable). És un oxácido fort: en solució acuosa es disocia completament en un ion nitrat NO₃^- i un protón hídric. Les sals de l'àcit nítric (que contenen el ion nitrat) es diuen nitrats.

Contaminació en diòxit de nitrogen

Archiu:Fuming nitric acid 40ml.jpg

Àcit nítric humeante contaminat en diòxit de nitrogen groc

L'àcit nítric és molt inestable, descomponent-se per efecte de la calor o de la llum. Per esta raó a sovint s'almagasenava en botelles de vidre àmbar:

4 H N O_{3} ⟶ 2 H_{2} O + 4 N O_{2} + O_{2}

Esta reacció pot donar lloc a algunes variacions no despreciables de la pressió de vapor sobre el líquit perque els òxits de nitrogen produïts es dissolen parcial o totalment en l'àcit.

El diòxit de nitrogen (Plantilla:Chem2) i/o el tetróxido de dinitrógeno (Plantilla:Chem2) permaneixen dissolts en l'àcit nítric coloreándolo de groc o inclús de roig a temperatures més elevades. Mentres que l'àcit pur tendix a desprendre vapors blancs quan s'expon a l'aire, l'àcit en diòxit de nitrogen dissolt desprén vapors de color marró rojós, lo que dona lloc als noms comuns de "àcit nítric fumante roig" i "àcit nítric fumante blanc". Els òxits de nitrogen (Plantilla:Chem2) són solubles en àcit nítric.

Àcit nítric fumante

Artícul principal → Àcit nítric fumante roig.

L'àcit nítric fumante de calitat comercial conté un 98% de Plantilla:Chem2 i té una densitat d'1,50 g/cm³. Este grau s'utilisa a sovint en l'indústria d'explosius. No és tan volàtil ni tan corroent com l'àcit anhidro i té una concentració aproximada de 21,4 M.

El àcit nítric fumante roig, o RFNA, conté cantitats substancials de diòxit de nitrogen dissolt (Plantilla:Chem2) deixant la solució en un color marró rojós. Pel diòxit de nitrogen dissolt, la densitat de l'àcit nítric fumante roig és menor, d'1,490 g/cm³.

L'àcit nítric fumante inhibit, ya siga l'àcit nítric fumante blanc inhibit (IWFNA) o l'àcit nítric fumante roig inhibit (IRFNA), pot fabricar-se afegint entre un 0,6 i un 0,7% de fluorur d'hidrogen (HF). Este fluorur s'afig para resistència a la corrosió en depòsits metàlics. El fluorur crea una capa de fluorur metàlic que protegix el metal.

Àcit nítric anhidro

L'àcit nítric fumante blanc, àcit nítric pur o WFNA, és molt semblat a l'àcit nítric anhidro. Està disponible com a àcit nítric al 99,9% per ensaig. Una especificació per a l'àcit nítric fumante blanc és que té un màxim de 2% d'aigua i un màxim de 0,5% de Plantilla:Chem2 dissolt. L'àcit nítric anhidro té una densitat d'1,513 g/cm³ i una concentració aproximada de 24 molar. L'àcit nítric anhidro és un líquit mòvil incoloro en una densitat d'1,512 g/cm³ que es solidifica a Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist. per a formar cristals blancsPlantilla:Clarify. En descompondre's en Plantilla:Chem2 i aigua, adquirix una tenyida groga. Hervir a Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist.. Sol almagasenar-se en una botella de vidre de color àmbar inastillable en el doble de volum d'espai lliure per a permetre l'acumulació de pressió, pero inclús en eixes precaucions la botella deu ventilar-se mensualment per a lliberar la pressió.

Estructura i enllaç

Archiu:Nitric acid resonance.svg

Dos grans representacions de resonància de Plantilla:Chem2

Els dos enllaços terminals N-O són casi equivalents i relativament curts, a 1,20 i 1,21 Å.^[3] Açò pot explicar-se per les teories de resonància; les dos principals formes canòniques mostren algun caràcter de doble enllaç en estos dos enllaços, fent que siguen més curts que els de N-O enllaç simple. El tercer enllaç N-O és allargat perque el seu àtom d'O està unit a un àtom d'H,^[4]^[5] en una llongitut d'enllaç d'1,41 Å en la fase gaseosa.^[3] La molècula és llaugerament aplanar (els plans del [[grup nitro|Plantilla:Chem2]] i de el NOH estan inclinats 2° u respecte a l'atre) i existix rotació restringida al voltant de l'enllaç senzill N-OH.^[2]^[6]

Referències

↑ «FÓRMULA DEL ÁCIDO NÍTRICO » Coneix la composició d'este químic -» (en és). Àcit nítric. Consultat el 2022-11-24.
↑ ^2,0 ^2,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. pp. 465–471. ISBN 978-0-08-037941-8.
↑ ^3,0 ^3,1 “Espectre de microones de el DNO₃, i estructures miges dels àcit nítric i nitroso” . J. Mol. Struct..
↑ Luzzati, V. (1951). “Estructura cristalina de l'àcit nítric anhidro” (fr). Acta Crystallographica 4 (2): 120-131. doi:10.1107/S0365110X51000404.
↑ “Les estructures cristalines dels polimorfos de baixa temperatura i alta pressió de l'àcit nítric” (2010). Dalton Trans. 39 (15): 3736-3743. PMID 20354626.
↑ “Espectre de microones i estructura de l'àcit nítric” (1965) 42. doi:10.1063/1.1696387.

Este artícul conté una traducció derivada de «Ácido nítrico» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] «FÓRMULA DEL ÁCIDO NÍTRICO » Coneix la composició d'este químic -» (en és). Àcit nítric. Consultat el 2022-11-24.

[G&I-2] 2,0 ^2,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. pp. 465–471. ISBN 978-0-08-037941-8.

[CEAF-3] 3,0 ^3,1 “Espectre de microones de el DNO₃, i estructures miges dels àcit nítric i nitroso” . J. Mol. Struct..

[4] Luzzati, V. (1951). “Estructura cristalina de l'àcit nítric anhidro” (fr). Acta Crystallographica 4 (2): 120-131. doi:10.1107/S0365110X51000404.

[Allan-5] “Les estructures cristalines dels polimorfos de baixa temperatura i alta pressió de l'àcit nítric” (2010). Dalton Trans. 39 (15): 3736-3743. PMID 20354626.

[6] “Espectre de microones i estructura de l'àcit nítric” (1965) 42. doi:10.1063/1.1696387.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]