Axit Nitric – HNO3 Có Những Tính Chất Gì Đặc Biệt
Axit Nitric hay HNO3 là một loại hóa chất công nghiệp được sử dụng khá phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp hiện nay. Ở bài viết trước chúng tôi đã chia sẻ với quý bạn đọc một số ứng dụng, cũng như thông tin kĩ thuật về loại hóa chất này. Hôm nay chúng ta sẽ giành thêm chút thời gian để tìm hiểu sâu hơn về các yếu tố liên quan đến tính chất lý hóa học của Axit HNO3, cùng xem chứng phản ứng như thế nào.
Tính chất vật lý của Axit Nitric – HNO3
Axit nitric khan tinh khiết (100%) là một chất lỏng với tỷ trọng khoảng 1522 kg/m3, đông đặc ở nhiệt độ –42 °C tạo thành các tinh thể trắng, sôi ở nhiệt độ 83 °C. Khi sôi trong ánh sáng, kể cả tại nhiệt độ trong phòng, sẽ xảy ra một sự phân hủy một phần với sự tạo ra nitơ đioxit theo phản ứng sau:
4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2 (72 °C)
Điều này có nghĩa axit nitric khan nên được cất chứa ở nhiệt độ dưới 0 °C để tránh bị phân hủy. Chất nitơ đioxit (NO2) vẫn hòa tan trong axit nitric tạo cho nó có màu vàng, hoặc đỏ ở nhiệt độ cao hơn. Trong khi axit tinh khiết có xu hướng bốc khói trắng khi để ra không khí, axit với nitơ đioxit bốc khói hơi có màu nâu hơi đỏ cho nên mới có tên axit bốc khói trắng và axit bốc khói đỏ như nêu trên.
Axit nitric có thể pha trộn với nước với bất kỳ tỷ lệ nào và khi chưng cất tạo ra một azeotrope một nồng độ 68% HNO3 và có nhiệt độ sôi ở 120,5 °C tại áp suất 1 atm. Có hai chất hydrat được biết đến; monohydrat (HNO3·H2O) và trihydrat (HNO3·3H2O).
Tính chất hóa học của Axit Nitric – HNO3
Axit nitric là một monoaxit mạnh, một chất ôxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ và là một axit một nấc vì chỉ có một sự phân ly.
Phản ứng với kim loại
Là một chất ôxi hóa mạnh, axit nitric phản ứng mãnh liệt với nhiều kim loại và phản ứng có thể gây nổ. Tùy thuộc vào nồng độ axit, nhiệt độ và tác nhân gây liên quan, sản phẩm tạo ra cuối cùng có thể gồm nhiều loại và nhiều sản phẩm khử đa dạng như N2, N2O, NH4NO3. Phản ứng xảy ra với hầu hết các kim loại, ngoại trừ các kim loại quý (Au, Pt) và một số hợp kim. Trong phần lớn các trường hợp, các phản ứng ôxi hóa chủ yếu với axit đặc thường tạo ra đioxit nitơ (NO2).
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Tính chất axit thể hiện rõ đối với axit loãng, thường tạo ra oxit nitơ (NO):
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Do axit nitric là một chất oxi hóa mạnh, H+ thường hiếm khi được tạo ra. Cho nên khi kim loại phản ứng với axit nitric rất loãng (1-2% hay 0,2-0,3 M) và lạnh (gần 0 °C) thì mới giải phóng hiđrô:
- Mg(rắn) + 2HNO3 (lỏng) → Mg(NO3)2 (lỏng) + H2 (khí)
Sự thụ động hóa
Dù Crôm (Cr), sắt (Fe), coban (Co), niken (Ni), mangan (Mn) và nhôm (Al) dễ hòa tan trong dung dịch axit nitric loãng, nhưng đối với axit đặc nguội lại tạo một lớp oxit kim loại Al2O3, Fe2O3,… bảo vệ chúng khỏi bị ôxi hóa thêm, hiện tượng này gọi là sự thụ động hóa.
Phản ứng với phi kim
Khi phản ứng với các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen, các nguyên tố này thường bị ôxi hóa đến trạng thái ôxi hóa cao nhất và tạo ra đioxit nitơ đối với axit đặc và oxit nitơđối với axit loãng:
- C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O hoặc 3C + 4HNO3 → 3CO2 + 4NO + 2H2O
- P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
Phản ứng với hợp chất
- 3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
- PbS + 8HNO3 (đặc) → PbSO4↓ + 8NO2↑ + 4H2O
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.
Phản ứng với hợp chất hữu cơ
Nhiều hợp chất hữu cơ bị phá hủy khi tiếp xúc với axit nitric, nên axit này rất nguy hiểm nếu rơi vào cơ thể người.
Một vài ứng dụng tuyệt vời của Axit Nitric – HNO3
Thường được dùng làm thuốc thử trong phòng thí nghiệm, axit nitric được sử dụng để sản xuất thuốc nổ bao gồm nitroglycerin, trinitrotoluen (TNT) và cyclotrimethylenetrinitramin (RDX), cũng như phân bón (như phân đạm một lá nitrat amoni).
Axit nitric cũng được sử dụng trong phòng thí nghiệm trường học để tiến hành các thí nghiệm liên quan đến việc thử clorit. Cho axit nitric tác dụng với mẫu thử, sau đó cho dung dịch bạc nitrat vào để tìm kết tủa trắng của bạc clorua.
Trong kỹ thuật ICP-MS và ICP-AES, axit nitric (với nồng độ từ 0,5% đến 2,0%) được sử dụng như một hợp chất nền để xác định dấu vết kim loại trong các dung dịch. Trong kỹ thuật này cần phải dùng axit nitric cực tinh khiết vì một số lượng ion kim loại nhỏ có thể gây ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
Axit này còn được sử dụng trong ngành luyện kim và tinh lọc vì nó phản ứng với phần lớn kim loại và trong các tổng hợp chất hữu cơ. Khi kết hợp với axit clohyđric, nó tạo thành nước cường toan, một trong những chất có thể hòa tan vàng và bạch kim (platinum).
Một trong những ứng dụng cho IWFNA là một chất ôxi hóa trong nhiên liệu lỏng tên lửa.
Ngoài ra, axit nitric còn được dùng làm chất thử màu (colorometric test) để phân biệt heroin và morphine.
Một vài khuyến cáo khi thao tác sử dụng Axit Nitric – HNO3
– Axit nitric là chất oxy hóa mạnh, khi tác dụng với cyanit, bột kim có thể phát nổ và tự bốc cháy khi phản ứng với turpentine.
– Ở nồng độ đậm đặc, nó gây bỏng da do phản ứng với protein keratin, khiến da chuyển sang màu vàng. Khi được trung hòa sẽ chuyển thành màu cam.
– Có thể phản ứng mạnh với kim loại tạo thành khí hydro dễ cháy trong không khí.
– Khi pha loãng, tuyệt đối không được đổ nước vào axit mà phải cho axit vào nước.
– Sử dụng các thùng chứa bằng nhựa thay cho kim loại vì axit nitric không tác dụng với chất liệu này.
– Các thùng chứa phải đậy nắp kín, tránh ánh nắng mặt trời.
– Khu vực lưu trữ phải thoáng mát, tránh xa các nguồn nhiệt.
– Nền nhà phải chống được axit.
Trên đây là một số thông tin thêm về axit Nitric – HNO3 mà công ty hóa chất Hanimex muốn gửi thêm đến quý độc giả tham. Đây cũng là nội dung mà các bạn trẻ đang ngồi trên ghế nhà trường đang phải học ở chương trình hóa học, hi vọng các bạn nhỏ cũng có thêm chút kiến thức về loại axit này qua đó giúp xử lý tốt các bài tập mà giáo viên đã đề ra.
Quý khách hàng có nhu cầu đặt mua , tư vấn , báo giá Axit Nitric – HNO3 hay bất cứ sản phẩm hóa chất nào khác có thể liên hệ trực tiếp đến hotline phòng bán hàng của công ty chúng tôi (cuối website) để được hỗ trợ kịp thời.