아질산 염이라고합니다. 질산 및 아질산 염
HNO3, 산소 함유 일염기성 강산. 고체 질산은 단사정 및 마름모꼴 격자로 두 가지 결정 변형을 형성합니다.
질산은 어떤 비율로든 물과 섞일 수 있습니다. 수용액에서는 거의 완전히 이온으로 해리됩니다.
합성 암모니아를 백금-로듐 촉매(Haber 방법)에서 촉매 산화하여 질소 산화물(질소 가스)의 혼합물로 만들고 물에 의해 추가로 흡수하여 얻습니다.
4NH3 + 5O2(백금) > 4NO + 6H2O
2NO + O2 > 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O > 4HNO3 이 방법으로 얻은 질산의 농도는 공정의 기술적 설계에 따라 45%에서 58%까지 다양합니다. 처음으로 연금술사는 초석과 황산철의 혼합물을 가열하여 질산을 얻었습니다.
4KNO3 + 2(FeSO4 7H2O) (t°) > Fe2O3 + 2K2SO4 + 2HNO3^ + NO2^ + 13H2O
순수한 질산은 진한 황산으로 초석에 작용하는 Johann Rudolf Glauber에 의해 처음 얻어졌습니다.
KNO3 + H2SO4(농도) (t°) > KHSO4 + HNO3^
소위 추가 증류를 얻을 수 있습니다. 물을 거의 포함하지 않는 "발연 질산".
신청:
광물질 비료 생산;
군사 산업에서;
사진에서 - 일부 착색 용액의 산성화;
이젤 그래픽 - 에칭 인쇄 형식(에칭 보드, 아연 인쇄 형식 및 마그네슘 진부한 표현)용.
1. 묽은 질산은 강산의 모든 성질을 나타내며 수용액에서는 다음 반응식에 따라 해리된다.
HNO3 H+ + NO3–,
무수산:
2HNO3® NO2+ + NO3–+ H2O.
점차적으로, 특히 빛이나 가열되면 질산이 분해되고 보관하는 동안 이산화질소로 인해 용액이 갈색으로 변합니다.
4HNO3 4NO2 + 2H2O + O2.
2. 질산은 거의 모든 금속과 상호 작용합니다. 알칼리 및 알칼리 토금속뿐만 아니라 철 및 아연과 함께 희석된 질산은 금속 및 물의 활성에 따라 해당 질산염, 질산암모늄 또는 반산화질소를 형성합니다.
4Mg + 10HNO3® 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O,
중금속의 경우 묽은 산이 해당 질산염을 형성하고 물과 산화질소가 방출되고 더 강한 희석의 경우 질소가 방출됩니다.
5Fe + 12HNO3(매우 희석됨)®5Fe(NO3)3 + N2+ 6H2O,
3Cu + 8HNO3® 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
농축 질산은 알칼리 및 알칼리 금속과 상호 작용할 때 해당 질산염을 형성하고 물과 이산화질소가 방출됩니다.
8Na + 10HNO3® 8NaNO3 + N2O + 5H2O.
농축된 산은 철, 크롬, 알루미늄, 금, 백금, 이리듐, 탄탈륨과 같은 금속을 부동태화합니다. 금속 표면에 산 불투과성 산화 피막이 형성됩니다. 다른 중금속은 진한 질산과 상호 작용할 때 해당 질산염, 물을 형성하고 산화질소 또는 이산화물이 방출됩니다.
3Hg + 8HNO3(cold)®3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O,
Hg + 4HNO3(gor.)®Hg(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O,
Ag + 2HNO3® AgNO3 + NO2+ 2H2O.
3. 질산은 금, 백금 및 기타 귀금속을 용해할 수 있지만 염산과 혼합됩니다. 3부피의 진한 염산과 1부피의 진한 질산과 관련하여 이들의 혼합물을 "왕수"라고 합니다. 왕수 작용은 질산이 염산을 금속과 결합하는 유리 염소로 산화시키는 것입니다.
HNO3 + HCl ® Cl2 + 2H2O + NOCl,
2NOCl ® 2NO + Cl2.
로얄 보드카는 질소에 녹지 않는 금, 백금, 로듐, 이리듐, 탄탈륨 등을 녹일 수 있습니다. 염산:
Au + HNO3 + 3HCl ® AuCl3 + NO + 2H2O,
HCl + AuCl3® H;
3Pt + 4HNO3 + 12HCl ® 3PtCl4 + 4NO + 8H2O,
2HCl + PtCl4® H2.
4. 비금속도 질산에 의해 상응하는 산으로 산화되고, 묽은 산은 산화질소를 방출합니다.
3P + 5HNO3 + 2H2O ® 3H3PO4 + 5NO ,
농축된 산은 이산화질소를 방출합니다.
S + 6HNO3® H2SO4 + 6NO2+ 2H2O,
질산은 또한 일부를 산화시킬 수 있습니다 무기화합물:
3H2S + 8HNO3® 3H2SO4 + 8NO + 4H2O.
HNO2는 묽은 수용액에만 존재하는 약한 일염기산으로 옅은 청색을 띠며 기체 상태입니다. 아질산 염은 아질산염 또는 아질산염이라고합니다. 질산염은 HNO2보다 훨씬 안정적이며 모두 독성이 있습니다.
기체 상태에서 평면 아질산 분자는 시스 및 트랜스의 두 가지 구성으로 존재합니다. 실온에서는 트랜스 이성질체가 우세합니다.
화학 성도들
수용액에는 평형이 있습니다.
2HNO2 - N2O3 + H2O - NO^ + NO2^ + H2O
용액이 가열되면 아질산은 NO와 NO2의 방출과 함께 분해됩니다.
3HNO2 - HNO3 + 2NO^ + H2O.
HNO2는 아세트산보다 약간 강합니다. 염의 더 강한 산으로 쉽게 대체됨:
H2SO4 + Ba(NO2)2 > BaSO4v + HNO2.
아질산은 산화 및 환원 특성을 모두 나타냅니다. 더 강한 산화제(H2O2, KMnO4)의 작용으로 HNO3로 산화됩니다.
2HNO2 + 2HI > 2NO^ + I2v + 2H2O;
5HNO2 + 2HMnO4 > 2Mn(NO3)2 + HNO3 + 3H2O;
HNO2 + Cl2 + H2O > HNO3 + 2HCl.
아질산은 1차 방향족 아민을 디아조화하고 디아조늄 염을 형성하는 데 사용됩니다. 아질산염은 유기 염료 생산의 유기 합성에 사용됩니다.
영수증:
N2O3 + H2O 2HNO2,
NaNO2 + H2SO4(0°C)® NaHSO4 + HNO2
AgNO2 + HCl ® AgCl + HNO2
소금 속성
모든 질산염은 물에 잘 녹습니다. 온도가 증가함에 따라 용해도가 크게 증가합니다. 가열되면 질산염은 산소를 방출하면서 분해됩니다. 암모늄, 알칼리 및 알칼리 토금속의 질산염은 초석이라고 합니다. 예를 들어 NaNO3 - 질산나트륨(칠레 질산), KNO3 - 질산칼륨, NH4NO3 - 질산암모늄. 질산염은 금속, 산화물, 수산화물, 염에 대한 질산 HNO3의 작용에 의해 얻어집니다. 거의 모든 질산염은 물에 잘 녹습니다.
질산염은 상온에서 안정합니다. 일반적으로 비교적 낮은 온도(200-600°C)에서 녹으며 종종 분해됩니다.
질산염 알칼리 금속산소를 방출하면서 아질산염으로 분해됩니다(장시간 가열하면 금속 산화물, 분자 질소 및 산소로 단계적으로 분해되기 때문에 좋은 산화제임).
중간 활성의 금속 질산염은 이산화질소와 산소를 방출하면서 금속 산화물로 가열될 때 분해됩니다.
가장 비활성 금속(귀금속)의 질산염은 이산화질소와 산소를 방출하면서 주로 유리 금속으로 분해됩니다.
질산염은 고체 상태(보통 용융물 형태)에서 상당히 강한 산화제이지만, 질산과 달리 용액에서는 실질적으로 산화 특성이 없습니다.
아질산염은 아질산 HNO2의 염입니다. 아질산염은 질산염보다 열적으로 덜 안정적입니다. 그들은 아조 염료의 생산과 의약에 사용됩니다.
아질산은 묽은 청색 수용액과 기체 형태로만 존재할 수 있는 일염기성 약산입니다. 이 산의 염을 아질산염 또는 아질산염이라고 합니다. 그들은 독성이 있고 산 자체보다 더 안정적입니다. 화학식이 물질의 모양은 HNO2입니다.
물리적 특성:
1. 몰 질량은 47g/mol입니다.
2. 오전 27시와 같습니다.
3. 밀도는 1.6입니다.
4. 융점은 42도입니다.
5. 끓는점은 158도입니다.
아질산의 화학적 성질
1. 아질산 용액을 가열하면 다음과 같은 현상이 일어납니다. 화학 반응:
3HNO2(아질산) \u003d HNO3(질산) + 2NO가 기체로 방출됨) + H2O(물)
2. 수용액에서 해리되고 더 강한 산에 의해 염에서 쉽게 대체됨:
H2SO4(황산) + 2NaNO2(아질산나트륨) = Na2SO4(황산나트륨) + 2HNO2(아질산)
3. 우리가 고려하고 있는 물질은 산화 및 환원 특성을 모두 나타낼 수 있습니다. 더 강한 산화제(예: 염소, 과산화수소 H2O2, 질산으로 산화됨)에 노출되면(일부 경우에는 질산 염이 형성됨):
회복 속성:
HNO2(질산) + H2O2(과산화수소) = HNO3(질산) + H2O(물)
HNO2 + Cl2(염소) + H2O(물) = HNO3(질산) + 2HCl(염산)
5HNO2(아질산) + 2HMnO4 \u003d 2Mn(NO3) 2(질산망간, 질산염) + HNO3(질산) + 3H2O(물)
산화 속성:
2HNO2(아질산) + 2HI = 2NO(산소 산화물, 기체) + I2(요오드) + 2H2O(물)
아질산 얻기
이 물질은 여러 가지 방법으로 얻을 수 있습니다.
1. 산화질소(III)를 물에 녹일 때:
N2O3(산화질소) + H2O(물) = 2HNO3(아질산)
2. 질소산화물(IV)을 물에 녹일 때:
2NO3(산화질소) + H2O(물) = HNO3(질산) + HNO2(아질산)
아질산의 적용:
- 방향족 1차 아민의 디아조화;
- 디아조늄 염의 생산;
- 유기 물질 합성(예: 유기 염료 생산).
아질산이 신체에 미치는 영향
이 물질은 본질적으로 탈아미노제이기 때문에 독성이 있으며 밝은 돌연변이 유발 효과가 있습니다.
아질산염이란 무엇입니까?
아질산염은 아질산의 다양한 염입니다. 그들은 질산염보다 온도에 덜 저항합니다. 일부 염료 생산에 필요합니다. 의학에서 사용됩니다.
아질산나트륨은 인간에게 특히 중요합니다. 이 물질의 공식은 NaNO2입니다. 방부제로 사용 음식 산업생선 및 육류 제품 생산. 순백색 또는 약간 황색을 띠는 분말이다. 아질산나트륨은 흡습성이고(정제된 아질산나트륨 제외) H2O(물)에 잘 용해됩니다. 공기 중에서는 점진적으로 산화되어 강한 환원성을 가질 수 있습니다.
아질산 나트륨은 다음에서 사용됩니다.
- 화학 합성: 디아조-아민 화합물을 얻고, 과잉 아지드화 나트륨을 비활성화하고, 산소, 산화 나트륨 및 질소 나트륨을 얻고, 이산화탄소를 흡수합니다.
- 식품 생산 시(식품 첨가물 E250): 항산화제 및 항균제로서;
- 건설: 구조물 및 건축 제품 제조 시 콘크리트 부동액 첨가제, 유기 물질 합성, 대기 부식 억제제, 고무, 포퍼, 폭발물용 첨가제 용액 생산; 주석층을 제거하기 위해 금속을 가공할 때와 인산염 처리하는 동안;
- 사진에서: 항산화제 및 시약으로;
- 생물학 및 의학: 혈관 확장제, 진경제, 완하제, 기관지 확장제; 시안화물에 의한 동물 또는 인간 중독의 해독제.
다른 아질산 염(예: 아질산칼륨)도 현재 사용됩니다.
칼륨이나 질산나트륨을 가열하면 산소의 일부를 잃고 아질산 HNO2의 염으로 바뀝니다. 분해는 해방된 자를 묶는 납이 있을 때 더 쉽습니다.
KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO
아질산 염 - 아질산염 - 결정질이며 물에 쉽게 용해됩니다(은염 제외). NaNO 2는 다양한 염료 생산에 널리 사용됩니다.
일부 아질산염 용액이 묽은 황산에 노출되면 유리 아질산이 얻어집니다.
2NaNO 2 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2HNO 2
약산성 중 하나이다. (에게= 5 10 -4) 매우 묽은 수용액에서만 알려져 있습니다. 용액이 농축되거나 가열되면 아질산은 산화질소와 이산화질소를 방출하면서 분해됩니다.
2HNO 2 \u003d NO + NO 2 + H 2 O
아질산은 강하지만 동시에 더 강력한 다른 산화제의 작용에 따라 자체적으로 질산으로 산화될 수 있습니다.
아질산 HNO2에 대한 기사를 읽고 있습니다.
아질산 HNO 2는 희석 용액에서만 알려져 있습니다. 불안정하여 순수한 형태로 존재하지 않습니다. 아질산의 공식은 두 가지 호변 이성질체 형태로 나타낼 수 있습니다.
아질산염 이온 N0 2는 각진 모양을 가지고 있습니다.
가열하면 아질산이 분해됩니다.
아질산의 질소는 +3의 산화 상태를 가지며, 이는 가장 높은(+5) 산화 상태와 가장 낮은(-3) 산화 상태 사이의 중간 상태에 해당합니다. 따라서 아질산은 산화 및 환원 특성을 모두 나타냅니다.
산화제:
환원제:
아질산 염 - 아질산염 -은 안정한 화합물이며 AgNO 2 를 제외하고는 물에 쉽게 용해됩니다. 아질산 자체와 마찬가지로 아질산염은 산화 환원 특성을 가지고 있습니다.
산화제:
환원제:
산성 매질에서 KI와의 반응은 분석 화학에서 아질산염 이온 NO 2를 검출하는 데 널리 사용됩니다(유리 요오드는 전분 용액을 착색함).
대부분의 아질산 염은 유독합니다. 가장 큰 응용 분야는 아질산 나트륨 NaNO 2로 유기 염료, 의약품 및 분석 화학 생산에 널리 사용됩니다. 의료 행위에서 협심증의 혈관 확장제로 사용됩니다.
실험실 조건에서 질산 HNO 3는 NaNO 3에 대한 진한 황산의 작용으로 얻을 수 있습니다.
질산은 암모니아를 대기 산소로 촉매 산화시켜 상업적으로 생산됩니다. HN() 3을 얻는 이 방법은 여러 단계로 구성됩니다. 먼저 암모니아와 공기의 혼합물을 800°C에서 백금 촉매 위로 통과시킵니다. 암모니아는 NO로 산화됩니다.
냉각 시 NO는 NO 2로 추가 산화됩니다.
생성된 NO 2는 물에 용해되어 HNO 3를 형성합니다.
순수한 질산은 42°C에서 결정성이 되는 무색 액체입니다. 공기 중 수분이 포함된 증기가 작은 안개 방울을 형성하기 때문에 공기 중에 "연기"가 발생합니다. 어떤 비율로든 물과 섞일 수 있습니다. HN0 3은 평평한 구조를 가지고 있습니다.
HNO 3 의 질소는 단일 전하를 띠고 4가입니다. 질산염 이온 N0 3 는 평평한 삼각형 모양을 가지며 이는 질소 원자가 궤도의 ^-혼성화로 설명됩니다.
질산은 가장 강한 산 중 하나입니다. 수용액에서는 H + 및 NO 3 이온으로 완전히 해리됩니다.
질산은 독점적으로 산화 특성이 특징입니다. 질산의 질소는 +5의 가장 높은 산화 상태에 있으므로 전자만 얻을 수 있습니다. 이미 빛의 영향을 받아 질산은 NO 2 및 0 2의 방출과 함께 분해됩니다.
질산의 농도와 환원제의 성질에 따라 다양한 생성물이 형성되는데, 여기서 질소는 +4에서 부터 산화상태를 나타냅니다.
농축 질산은 대부분의 금속을 산화시킵니다(금과 백금 제외).
농축 된 HNO 3가 저 활성 금속과 상호 작용하면 원칙적으로 NO 2가 형성됩니다.
그러나 이 경우 묽은 질산은 NO로 환원됩니다.
더 많은 활성 금속이 묽은 질산과 산화 반응에 들어가면 N 3 O가 방출됩니다.
활성 금속과 상호 작용할 때 매우 묽은 질산은 암모늄 염으로 환원됩니다.
철은 묽은 질산과 쉽게 반응하고 추위에 진한 질산과 반응하지 않습니다. 크롬과 알루미늄은 비슷하게 작동합니다. 이는 이들 금속의 표면에 산화막이 형성되어 금속의 추가 산화(금속 패시베이션)를 억제한다는 사실에 의해 설명됩니다.
따라서 질산이 금속과 상호 작용할 때 수소가 방출되지 않습니다.
비금속은 HNO 3로 가열되면 산소 산으로 산화됩니다. 농도에 따라 질산은 NO 2 또는 NO로 환원됩니다.
질산 1부피와 진한 염산 3부피의 혼합물을 로얄 보드카.이 혼합물은 더 강한 산화제이며 금 및 백금과 같은 귀금속을 용해합니다. 왕수 작용은 HNO 3가 HCl을 산화 니트로실 클로라이드의 방출과 함께 산화시키고, 이는 원자 염소와 NO의 형성으로 분해된다는 사실에 근거합니다. 염소는 금속과 상호 작용할 때 산화제의 역할을 합니다.
반응에 따라 금과의 상호작용이 진행됨
질산은 농도에 따라 환원 특성을 나타내는 황화물에 대해 다르게 거동합니다. 따라서 묽은 질산(최대 20%)은 황화물 이온 S 2-를 중성 황으로 산화시키고 그 자체는 NO로 환원됩니다. 보다 농축된 질산(30% 용액)은 S 2 를 SOF로 산화시키면서 NO로 환원됩니다.
무수 질산에서는 다음과 같은 평형 과정이 발생합니다.
질산염 이온 N0 3 를 인식하고 아질산염 이온 N0 2 와 구별하기 위해 몇 가지 반응이 사용됩니다.
a) 알칼리성 환경의 질산염은 금속(아연 또는 알루미늄)을 사용하여 암모니아로 환원될 수 있습니다.
- (방출된 기체 암모니아는 젖은 리트머스 종이의 파란색으로 감지할 수 있음);
- b) 산성 환경에서 황산철(I)은 질산에 의해 황산철(III)로 산화됩니다. 질산은 과량의 FeSO^와 함께 갈색 복합 화합물을 형성하는 NO로 환원됩니다.
질산염이라고 하는 질산의 염은 물에 잘 녹는 결정질 물질입니다. 가열되면 0 9 의 방출과 함께 분해됩니다. 알칼리 금속 및 금속을 포함하는 질산염은 산소를 제거하면서 마그네슘(마그네슘 포함)의 왼쪽에 있는 일련의 표준 전극 전위에 해당하는 아질산염으로 전달됩니다.
구리의 오른쪽에 있는 일련의 표준 전극 전위에 있는 금속의 질산염은 자유 금속의 형성과 함께 분할됩니다.
다른 금속의 질산염은 산화물로 분해됩니다.
정성적 검출을 위해 반응이 사용됩니다.
그 결과 갈색 가스(NO 9)가 방출됩니다.
질산염은 고온에서 쉽게 산소를 분리하고 따라서 산화제이기 때문에 가연성 및 폭발성 혼합물을 만드는 데 사용됩니다. 예를 들어, 화약은 68% KN0 3 , 15% S 및 17% C의 혼합물입니다.
가장 중요한 것은 NaNO,j(칠레 질산), KN03(질산칼륨), NH4NO3(질산암모늄) 및 Ca(NO:i)2(질산칼슘)입니다. 이 모든 화합물은 다음에서 사용됩니다. 농업비료로.
생물학적 역할 질소.질소는 단백질, RNA 및 DNA, 호르몬, 효소, 비타민 및 기타 여러 필수 기질의 아미노산의 일부인 거대 요소입니다.
5가지 질소 산화물 중 3가지가 물과 반응하여 아질산 H1MO 2 및 질산 HNO 3 산을 형성합니다.
아질산은 약하고 불안정합니다. 냉각된 수용액에서 소량으로만 존재할 수 있습니다. 실제로, 이것은 거의 0°C로 냉각될 때 염 용액(대부분 NaNO 2 )에 대한 황산의 작용에 의해 얻어진다. 아질산의 농도를 높이려고 하면 파란색 액체인 산화질소(III)가 용액에서 용기 바닥으로 방출됩니다. 온도가 상승하면 아질산은 분해되지만 반응은
산화질소(IV)는 물과 반응하여 두 개의 산을 생성합니다(위 참조). 그러나 아질산의 분해를 고려하면 가열될 때 N 2 O 4와 물의 총 반응은 다음과 같이 작성됩니다.
아질산 염(아질산염)은 매우 안정적입니다. 칼륨 또는 아질산나트륨은 산화질소(IV)를 알칼리에 용해하여 얻을 수 있습니다.
염 혼합물의 형성은 물과 반응하여 N 2 O 4가 두 개의 산을 형성하기 때문에 충분히 이해할 수 있습니다. 알칼리로 중화하면 불안정한 아질산의 분해를 방지하고 N 2 O 4와 물의 반응 평형이 완전히 오른쪽으로 이동합니다.
알칼리 금속 아질산염은 또한 질산염의 열분해에 의해 얻어집니다. 
아질산 염은 물에 잘 녹습니다. 일부 아질산염의 용해도는 예외적으로 높습니다. 예를 들어, 25°C에서 아질산칼륨의 용해도 계수는 314입니다. 314g의 소금은 100g의 물에 녹습니다. 알칼리 금속 아질산염은 열적으로 안정하고 분해 없이 녹습니다.
산성 환경에서 아질산염은 상당히 강력한 산화제로 작용합니다. 사실, 생성된 약한 아질산은 산화 특성을 나타냅니다. 요오드는 요오드 용액에서 방출됩니다.
요오드는 색깔로, 산화질소는 특징적인 냄새로 감지합니다. 질소는 그래서+3인치 그래서 +2.
아질산보다 강한 산화제는 아질산염을 질산염으로 산화시킵니다. 산성 환경에서 과망간산칼륨 용액은 아질산나트륨을 첨가하면 무색이 됩니다.
질소는 그래서+3인치 그래서+5. 따라서 아질산과 아질산염은 산화 환원 이중성을 나타냅니다.
아질산염은 헤모글로빈의 철(II)을 철(H1)로 산화시키고 헤모글로빈이 혈액에서 산소를 부착하고 운반하는 능력을 잃기 때문에 유독합니다. 많은 양의 질소 비료를 사용하면 식물 성장이 크게 가속화되지만 동시에 질산염과 아질산염의 농도가 높습니다. 이러한 방식으로 재배된 야채와 열매(수박, 멜론)를 사용하면 중독이 발생합니다.
거대한 실용적인 가치질산이 있다. 그 특성은 산의 강도(수용액에서 거의 완전한 이온화), 강한 산화 특성 및 니트로 그룹 NO 2 +를 다른 분자로 전달하는 능력을 결합합니다. 질산은 비료 생산에 대량으로 사용됩니다. 이 경우 식물에 필요한 질소 공급원 역할을 합니다. 금속을 용해하고 용해도가 높은 염(질산염)을 얻는 데 사용됩니다.
질산 사용에서 매우 중요한 방향은 니트로 그룹을 포함하는 다양한 유기 제품을 얻기 위해 유기 물질을 니트로화하는 것입니다. 유기 니트로 화합물 중에는 의약 물질, 염료, 용제, 폭발물이 있습니다. 매년 세계 질산 생산량은 3천만 톤을 초과합니다.
암모니아 합성 및 산화의 산업 발전 이전 기간에 질산, 예를 들어 칠레의 질산염 NaNO 3 에서 질산을 얻었습니다. 초석은 진한 황산으로 가열되었습니다.
냉각된 리시버에서 방출된 질산 증기는 HNO 3 함량이 높은 액체로 응축됩니다.
현재, 질산은 출발 물질이 산화질소(II)인 방법의 다양한 변형에 의해 얻어집니다. 질소의 성질을 고려하면 다음과 같이 2000℃ 이상의 온도에서 질소와 산소로부터 산화물 NO를 얻을 수 있다. 이러한 높은 온도를 유지하려면 많은 에너지가 필요합니다. 이 방법은 1905년 노르웨이에서 기술적으로 구현되었습니다. 가열된 공기는 3000-3500°C의 온도에서 볼타 아크의 연소 영역을 통과했습니다. 장치를 떠나는 가스에는 2-3%의 질소 산화물(N)만 포함되어 있습니다. 1925년에 이르러 이 방법에 의한 질소비료의 세계 생산량은 42,000톤에 이르렀으며, 현대 비료 생산 규모에 따르면 이는 매우 적은 양이다. 결과적으로 질산 생산의 확대는 암모니아가 산화질소(I)로 산화되는 경로를 따랐습니다.
암모니아의 정상적인 연소는 질소와 물을 생성합니다. 그러나 촉매를 사용하여 더 낮은 온도에서 반응을 수행하면 암모니아의 산화가 NO의 형성으로 끝납니다. 암모니아와 산소의 혼합물을 백금 메쉬에 통과시켜 NO가 나타나는 것은 오래전부터 알려져 왔지만 이 촉매는 충분히 높은 산화물 수율을 제공하지 못한다. 백금과 로듐의 합금인 보다 효율적인 촉매가 발견된 20세기에만 공장 생산에 이 공정을 사용할 수 있었습니다. 질산 생산에 절대적으로 필요한 것으로 판명된 금속 로듐은 백금보다 약 10배 더 희귀합니다. 750 ° C에서 특정 조성의 암모니아와 산소의 혼합물에 Pt / Rh 촉매를 사용하여 반응
최대 98%의 NO를 생성합니다. 이 과정은 암모니아가 질소와 물로 연소되는 것보다 열역학적으로 덜 유리하지만(위 참조), 촉매는 암모니아 분자에 의한 수소 손실 후 남은 질소 원자를 산소와 빠르게 연결하여 N 2 분자의 형성을 방지합니다 .
산화질소(II)와 산소를 포함하는 혼합물이 냉각되면 산화질소(IV) NO2가 형성됩니다. 추가 신청 다른 변종변환 N0 2 질산으로. 묽은 질산은 승온에서 물에 NQ 2를 용해시켜 얻습니다. 반응은 위에 주어진다(p. 75). 최대 98%의 질량 분율을 갖는 질산은 고압 하에서 기체 산소의 존재 하에 액체 N 2 O 4 와 물의 혼합물에서의 반응에 의해 얻어진다. 이러한 조건에서 질산과 동시에 생성된 산화질소(II)는 산소에 의해 NO2로 산화되는 시간을 가지며, 이는 즉시 물과 반응합니다. 그 결과 다음과 같은 전반적인 반응이 나타납니다.
연속적인 변환 반응의 전체 체인 대기 질소질산으로 변환하면 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
산화질소(IV)와 물 및 산소의 반응은 다소 느리며 질산으로의 완전한 전환을 달성하는 것은 거의 불가능합니다. 따라서 질산을 생산하는 식물은 항상 대기 중으로 질소 산화물을 방출합니다. 붉은 연기가 공장 굴뚝에서 나옵니다 - "여우 꼬리". 연기의 색깔은 NO 2 의 존재 때문입니다. 큰 식물 주변의 넓은 지역에서 삼림은 질소 산화물로 죽어가고 있습니다. 침엽수는 특히 NO 2 노출에 민감합니다.
무수 질산은 밀도 1.5g/cm3의 무색 액체로 83°C에서 끓고 -41.6°C에서 동결하여 투명한 결정질 물질입니다. 공기 중에서 질산은 진한 염산처럼 연기가 납니다. 산성 증기는 공기 중의 수증기와 함께 안개 방울을 형성하기 때문입니다. 따라서 수분 함량이 낮은 질산을 발연.일반적으로 빛의 작용으로 분해되어 NO 2 를 형성하기 때문에 일반적으로 노란색입니다. 발연산은 비교적 드물게 사용됩니다.
일반적으로 질산은 65-68%의 질량 분율을 갖는 수용액 형태로 업계에서 생산됩니다. 이러한 용액을 농축 질산이라고 합니다. HNO 3 질량 분율이 10% 미만인 용액 - 묽은 질산. 질량 분율이 68.4%(밀도 1.41g/cm3)인 용액은 다음과 같습니다. 공비 혼합물, 122°C에서 끓입니다. 공비 혼합물은 그 위의 액체와 증기의 동일한 조성이 특징입니다. 따라서 공비 혼합물의 증류는 조성의 변화를 일으키지 않습니다. 농축산에는 일반 HNO 3 분자와 함께 오르토니트르산 H 3 NO 4 분자가 약간 해리되어 있습니다.
농축 질산 부동태화철, 알루미늄, 크롬과 같은 일부 금속의 표면. 이들 금속이 농축된 HN()3과 접촉하면 화학반응이 일어나지 않는다. 이것은 그들이 산과의 반응을 멈춘다는 것을 의미합니다. 질산은 강철 탱크로 운송할 수 있습니다.
발연 및 농축 질산은 모두 강한 산화제입니다. 연기가 나는 숯은 질산과 접촉하면 타오릅니다. 질산에 떨어지는 테레빈유 방울은 점화되어 큰 화염을 형성합니다(그림 20.3). 농축된 산은 가열될 때 황과 인을 산화시킵니다.
쌀. 20.3.
진한 황산과 혼합된 질산은 기본 성질을 나타냅니다. HNO 분자에서 3수산화물 이온이 분리되고 니트로일(니트로늄) NOJ 이온이 형성됩니다.
니트로늄의 평형 농도는 작지만 이러한 혼합물은 질산염 유기물이 이온으로. 에서 이 예따라서 용매의 성질에 따라 물질의 거동이 급격히 변할 수 있습니다. 수중 HN0 3 강산의 성질을 나타내고 황산에서는 염기로 판명된다.
묽은 수용액에서 질산은 거의 완전히 이온화됩니다.
질산의 농축 용액에서 HNO 3 분자는 산화제로 작용하고 묽은 용액에서는 NO 3 이온이 산성 환경에 의해 지지됩니다. 따라서 질소는 산의 농도와 금속의 성질에 따라 다른 생성물로 환원됩니다. 중성 환경, 즉 질산 염에서 NO 3 이온은 약한 산화제가되지만 강산이 질산염의 중성 용액에 첨가되면 후자는 질산으로 작용합니다. 힘으로 산화 특성산성 환경에서 이온 N0 3 H+보다 강하다. 이것은 다음과 같은 중요한 결론으로 이어집니다.
금속에 대한 질산의 작용으로 수소 대신 다양한 질소산화물이 방출되고 활성금속과의 반응으로 질소가 NH* 이온으로 환원된다.
금속과 질산의 반응에 대한 가장 중요한 예를 살펴보겠습니다. 묽은 산과의 반응에서 구리는 질소를 NO로 환원시키고(위 참조) 진한 산- 최대 N0 2:
철은 진한 질산으로 부동태화되고 중간 농도의 산은 +3의 산화 상태로 산화됩니다.
알루미늄은 질소가 다음으로 환원됨에 따라 가스 발생 없이 매우 묽은 질산과 반응합니다 그래서-3, 암모늄 염 형성:
질산의 염 또는 질산염은 모든 금속에 대해 알려져 있습니다. 일부 질산염의 이전 이름이 자주 사용됩니다. 초석(질산나트륨, 질산칼륨). 이것은 모든 염이 물에 용해되는 유일한 염류입니다. N0 3 이온은 착색되지 않습니다. 따라서 질산염은 무색의 염으로 판명되거나 구성에 포함된 양이온의 색상을 갖습니다. 대부분의 질산염은 수용액결정질 수화물 형태. 무수 질산염은 NH 4 N0 3그리고 알칼리 금속 질산염(LiNO 제외) 3*3시간 2 0.
질산염은 종종 용액에서 교환 반응을 수행하는 데 사용됩니다. 알칼리 금속, 칼슘 및 질산 암모늄은 비료로 대량으로 사용됩니다. 수세기 동안 질산 칼륨은 유일한 폭발성 구성 요소 인 화약의 구성 요소 였기 때문에 군사 업무에서 매우 중요했습니다. 그것은 주로 말의 소변에서 얻었습니다. 특별한 질산염 더미에 박테리아가 참여하여 소변에 포함된 질소가 질산염으로 전환되었습니다. 생성된 액체가 증발될 때, 질산칼륨이 먼저 결정화되었다. 이것
이 예는 암모니아 합성 산업이 발달하기 전에 질소 화합물을 얻을 수 있는 소스가 얼마나 제한적이었는지를 보여줍니다.
질산염의 열분해는 500°C 미만의 온도에서 발생합니다. 활성 금속의 질산염이 가열되면 산소가 방출되면서 아질산염으로 변합니다(위 참조). 열분해시 덜 활성인 금속의 질산염은 금속 산화물, 산화질소(1 유) 및 산소:
