روش تولید اسید نیتریک (NITRIC ACID)

اسید نیتریک (HNO₃) یکی از اسیدهای معدنی مهم است که به روش‌های صنعتی و آزمایشگاهی تولید می‌شود. این ماده نقش کلیدی در صنایع شیمیایی، تولید کودهای شیمیایی، مواد منفجره، و استخراج فلزات گران‌بها دارد.

روش تولید صنعتی: فرآیند استوالد (Ostwald Process)

فرآیند استوالد یکی از رایج‌ترین روش‌های تولید اسید نیتریک در مقیاس صنعتی است.

1. اکسیداسیون آمونیاک (NH₃):
   آمونیاک با اکسیژن در حضور کاتالیزور پلاتین-رودیوم و در دمای 900-850 درجه سانتی‌گراد اکسید می‌شود:4NH3+5O2→4NO+6H2O4NH₃ + 5O₂ \rightarrow 4NO + 6H₂O4NH3​+5O2​→4NO+6H2​O
2. اکسیداسیون اکسید نیتریک (NO):
   گاز اکسید نیتریک تولیدشده در مرحله اول با اکسیژن واکنش داده و دی‌اکسید نیتروژن (NO2NO₂NO2​) تشکیل می‌دهد:2NO+O2→2NO22NO + O₂ \rightarrow 2NO₂2NO+O2​→2NO2​
3. جذب و تولید اسید نیتریک:
   دی‌اکسید نیتروژن در آب حل می‌شود و اسید نیتریک تولید می‌کند:3NO2+H2O→2HNO3+NO3NO₂ + H₂O \rightarrow 2HNO₃ + NO3NO2​+H2​O→2HNO3​+NO

---

روش تشخیص اسید نیتریک

1. تست شیمیایی:

• واکنش با مس (Cu):
  اسید نیتریک با مس واکنش داده و گاز دی‌اکسید نیتروژن (NO₂) آزاد می‌کند. دود قهوه‌ای رنگ حاصل از این واکنش نشان‌دهنده حضور اسید نیتریک است: Cu+4HNO3→Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu + 4HNO₃ \rightarrow Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂OCu+4HNO3​→Cu(NO3​)2​+2NO2​+2H2​O

2. تغییر رنگ کاغذ pH:

اسید نیتریک محلولی اسیدی است و کاغذ pH را به رنگ قرمز تغییر می‌دهد.

3. واکنش با نیترات باریم (Ba(NO3)2Ba(NO₃)₂Ba(NO3​)2​):

افزودن نیترات باریم به اسید نیتریک باعث تولید محلولی شفاف می‌شود که نشان‌دهنده عدم وجود یون‌های سولفات است.

---

روش خنثی‌سازی اسید نیتریک

برای خنثی‌سازی اسید نیتریک، از یک باز قوی مانند سدیم هیدروکسید (NaOH) یا کربنات سدیم (Na₂CO₃) استفاده می‌شود.

معادله واکنش خنثی‌سازی:

HNO3+NaOH→NaNO3+H2OHNO₃ + NaOH \rightarrow NaNO₃ + H₂OHNO3​+NaOH→NaNO3​+H2​O

نکات ایمنی در خنثی‌سازی:

1. اسید را به آرامی به باز اضافه کنید، نه برعکس.
2. از تجهیزات ایمنی مانند دستکش و عینک استفاده کنید.
3. واکنش را در محیط دارای تهویه مناسب انجام دهید.

---

روش شناسایی اسید نیتریک

1. استفاده از یون نیترات (NO₃⁻):

• افزودن محلول سولفات آهن (FeSO₄) به اسید نیتریک و اضافه کردن اسید سولفوریک غلیظ باعث تشکیل حلقه قهوه‌ای رنگ در محل تماس دو مایع می‌شود. این تست به عنوان تست حلقه قهوه‌ای شناخته می‌شود.

2. واکنش با نقره (AgAgAg):

• اسید نیتریک با نقره واکنش داده و نیترات نقره (AgNO3AgNO₃AgNO3​) تولید می‌کند.

---

روش تولید صنعتی اسید نیتریک

مواد اولیه:

1. آمونیاک (NH3NH₃NH3​)
2. اکسیژن یا هوای غنی از اکسیژن
3. آب (H2OH₂OH2​O)

مراحل:

1. تولید گاز اکسید نیتریک (NO):
   از اکسیداسیون آمونیاک در دما و فشار بالا.
2. تبدیل NO به NO₂:
   این واکنش در فشار پایین و دمای کنترل‌شده انجام می‌شود.
3. جذب NO₂ در آب:
   اسید نیتریک در سیستم‌های جذب چندمرحله‌ای تولید می‌شود.

محصولات جانبی:

• اکسید نیتریک (NO) که به چرخه بازگردانده می‌شود.

---

کاربردهای اسید نیتریک

1. تولید کودهای شیمیایی مانند نیترات آمونیوم.
2. تولید مواد منفجره (TNT و نیتروگلیسرین).
3. استخراج و بازیافت فلزات گران‌بها.
4. تولید نیترات‌های فلزی مانند نیترات مس و نیترات نقره.
5. تمیزکاری و شستشوی تجهیزات صنعتی.