Азотная кислота

HNOз, одна из сильных минеральных кислот. Энергично окисляет и растворяет все металлы за исключением золота и платины. Энергично действует на органические вещества. Кожу, роговое вещество и шерсть азотная кислота окрашивает в желтый цвет. С соляной кислотой дает царскую водку, которая растворяет золото и платину. Чистая безводная азотная кислота представляет собой дымящую на воздухе бесцветную жидкость, уд. в. 1,513; обладает резким запахом, кипит (с разложением) при 83°. Растворяется во всех пропорциях с водой. Концентрированная азотная кислота в большинстве случаев бывает окрашена в желтовато-красный цвет, что происходит от присутствия окислов азота; последние для получения бесцветного продукта удаляют при продувании воздуха через кислоту, лучше при нагревании. Изготовляются следующие сорта азотной кислоты: 1) техническая, крепостью от 36 до 47° по Бомэ, уд. в. 1,39-1,51; 2) химическая чистая, обыкновенно уд. в. 1,40-1,50; 3) дымящая азотная кислота, уд. в. 1,52. Добывают азотную кислоту действием серной кислоты на натриевую селитру. В последнее время получают также окислением аммиака или окислением атмосферного азота при помощи электрического тока. Азотная кислота имеет широкое применение для производства различных химических препаратов. Применяется для травления металлов, как протрава, и т.д.

Ее можно достать только в магазине химреактивов т.к в быту она не используется. Чистая азотная кислота представляет собой бесцветную дымящую на воздухе жидкость. Азотная киcлота замерзает при -42 С и кипит при 80 С. Дымящую азотную кислоту можно получить действием концентрированной серной кислоты на натриевую селитру (нитрат натрия) при этом образуется азотная кислота и гидросульфат натрия.

NaNO3 (тв.) + H2SO4 (ж.) => HNO3 (ж.) + NaHSO4 (тв.)

Для получения азотной кислоты можно использовать следующий способ: Берутся две бутылки, в одну из них кладем 85 грамм натриевой селитры и заливаем 52 мл концентрированной серной кислоты. Для получения больших объемов азотной кислоты пропорции посчитайте сами. Потом соединяем горлышки бутылок и заматываем их изолентой или скотчем, так чтобы в бутылку не мог поступать воздух. Затем ставим эти бутылки так чтобы пустая бутылка была чуть чуть выше бутылки со смесью. Затем начинаем нагревать бутылку со смесью, через некоторое время селитра начнет растворяться и бутылка наполнится красноватым газом - это оксид азота. Когда вся селитра растворится бутылки ставятся в холодное место на несколько часов. После этого в бутылке на дне останется белая соль - это Na2SO4 ("Глауберова соль"), а вся жидкость в бутылке - это дымящаяся азотная кислота. Обычно продукт этой реакции обычно имеет желтую окраску, обусловленную присутствием в нем растворенного диоксида азота, который образуется в результате термического разложения азотной кислоты:

4HNO3 (ж.) => 4NO2 (г.) + 2H20 (г.) + O2 (г.)

Получившуюся азотную кислоту сливают в стеклянную или пластмассовую емкость. Следует заметить что концентрация получившейся азотной кислоты пропорциональна концентрации серной кислоты в начале реакции. Чистую (не дымящую) азотную кислоту можно получить тем же способом только надо вместо натриевой селитры использовать аммиачную селитру (нитрат аммония):

NH4NO3 + H2SO4 => (NH4)2SO4 + HNO3

  Прислано от Anton

 Приготовить азотную кислоту очень просто. Особенно, если есть очумелые ручки и немного фантазии. Предупреждаю, что азотка очень сильно разрушает почти все вещества!!! Даже кислотоупорные шланги и прочее не годятся - они кислоту впитывают. Кто-то пустил в сеть слух, что, якобы, можно получить сей продукт, используя две бутылки, соединённые горлышками. Паренёк явно не знает законов физики - при нагревании всё это запросто разорвет. Я вам предлагаю найти магазин по продаже химической посуды и купить там. Можно завести знакомства в школе, на химфаке...  Все пропорции просчитаете сами. Основные реакции:

KNO3 + H2SO4 = KHSO4 + HNO3

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3

NH4NO3 + H2SO4 = NH4HSO4 + HNO3

 Получаются именно кислые соли.

Для перегонки потребуется следующая установка:

Когда будите приобретать, на месте всё и примерите. А то дам точные размеры шлифов - а в магазине таких не окажется. И придётся подбирать из того, что есть.

Закрепляем колбу в штативе, вставляем насадку (если удастся купить подходящий дефлегматор - то обходимся и без насадки), потом вставляем дефлегматор, потом насадку Вюрца (кто-то спросит : "А почему не купить колбу Вюрца?" - отвечаю - "Трубочка у этой колбы нежная - часто ломается, чаще нет шлифа, да и дефлегматор куда? А колба фоворского хороша - но мала!") Термометр на резинке (как у меня) не пойдёт!!! Нужен на шлифе, или на кислотоупорном материале (я гоню без него - просто пробочкой стеклянной затыкаю), Отвод насадки вставляем в муфту холодильника, который закрепляем на втором штативе,  Этого достаточно. Если хотите по-аккуратнее - под колбу подставляем эл. плитку. Если взять горелку - пойдёт раза в два в три быстрее. Я делал и так и сяк - терпимо.

  Но что делать, если в кармане пусто, а с друзьями-химиками не повезло? Надо делать всё самому!!! Например один умелец под ником Дум предлагает взять бутылку, зашлифовать горлышко внутри, найти стеклянную трубку, согнуть её на газе, зашлифовать один конец, нарезать полоску стеклоткани. Это работает следующим образом - на корткий конец (5-10 см) накручиваем стеклоткань (шлифовка для большей шершавости - и газ не пропустит, и не выскользнет. Шлифуйте наждачной бумагой мелкой). Когда будет достаточный слой, чтобы плотно заткнуть горлышко, вкручиваем импровизированную пробку в бутыль. На остальную часть трубки (чем она длиннее - тем лучше) наматываем марлю, которую смачиваем водой (этакий холодильник). Вот и всё. Бутылки найдём где угодно - мыж в России! Трубку - придётся поискать в автомастерских, школах, в больнице. Наждачку - на трудах в школе, стеклоткань - даже не знаю. Ну не платины же кусок ищем - спросите у рабочих на стройке, у знакомых, в магазинах. Заливаем в ёмкость смесь, вставляем пробку, устанавливаем конструкцию в скороводочку с песком (на огне или на плитке стекло треснет!), смачиваем марлю, гоним.

  Вариант посложнее:

"Корпус. Поллитровая или литровая банка. Можно подобрать стеклянную банку с завинчивающейся крышкой от магазинных консервов – горлышко у них имеет несколько меньший диаметр, чем у стандартных банок и идеально подходят под крышку (см. ниже).
Крышка. Я не нашел у себя стеклянной крышки от кофе, зато нашел стеклянную крышку для домашнего консервирования. Сейчас я их в продаже не вижу, но у каждой домохозяйки остались запасы со старых добрых времен.
Сверление. Победитовым сверлом сверлить хреново. Лучше – алмазным. Обязательно сделать ШАБЛОН – пластинку из гетинакса, др. пластмассы, алюминия и т.п. толщиной 5-7 мм. В ней сверлится отверстие точно такого же диаметра, какое будет в стекле. Затем шаблон накладывается на стекло с начинаем сверлить. Сверлить практически без нажима (электродрелью), почаще вытаскивать сверло и опускать его в воду. Сверлить с двух сторон.
Когда отверстия сойдутся, сделать рулончик из наждачки. Для этого намотать несколько витков крупной наждачки на тонкое сверло по всей его длине и зажать в патрон дрели (хвостовик вместе с наждачкой). Выровнять отверстие.
Прижимной механизм. Берутся две металлические пластинки длиной сантиметра на 3-4 больше, чем диаметр банки. По краям сверлятся по одному отверстию. Нижняя пластинка помещается под дно банки, а верхняя на крышку (поверх резиновой прокладки). Далее пластинки стягиваются длинными винтами с гайками. Для пол-литровой банки идеально подходят винты от самораздвигающихся дюбелей. Для литровой – толстые спицы от мопеда.
Конструкция получилась очень культурной и практичной.
Герметизация. Трубку также герметизировал стеклотканью, А в промежуток между крышкой и банкой положил 2-3 витка асбестового шнура диаметром 2мм. Его используют сантехники как уплотнитель. Можно также использовать и полоску стеклоткани."

Так сказал Дум :-)

  P.S. Процесс перегонки идёт довольно спокойно. Не забудьте использовать кипелки (запаянные капиляры ( я их на горелке тянул), куски фарфора, керамика...). Конец перегонки знаменуют: в приёмник больше не капает, жидкость в колбе из мутной становится прозрачным (гидросулфат Na\Ka расплавленный). 

gabforever@mail.ru

Реакция здесь следующая   NaNO₃ + H₂SO₄ --> NaHSO₄ + HNO₃.               (1)
    Кстати эту соль(NaHSO₄) потом можно будет использовать для получения SO₃ и далее олеума.
    2NaHSO₄ --> при t(tпл=186°С)>186°С --> Na₂S₂O₇+H₂O
    Na₂S₂O₇ --> при t(tпл=400.9°С)>460°С --> Na₂SO₄ +SO₃(Тпл=16,8°С; Ткип=44,7°С)
    Сам я так пробовал получать олеум - всё ОК.

Уж не знаю, почему так, а не   2NaNO₃ + H₂SO₄ --> Na₂SO₄ + 2HNO₃.        (2)

В литературе пишут(Ю.К.Юрьев Практические работы по органической химии, стр 10), что реакция (2) начинает идти при столь высоких температурах, что выделяемая азотная кислота тут же разрушается. Так что делайте по реакции (1). Серную кислоту я использовал 95%(покупная марки ХЧ(Химически Чистая)). Но можно упарить обычный электролит(5л(30%) за 30руб(=1$)), если его упарить до 1л с небольшим (упаривать пока не повалит сернокислый туман) то мы получим требуемую концентрацию 93-95%. Про выпаривание электролита смотри ниже. При получении HNO₃ я применял NaNO₃, про другие селитры не знаю, но из калийной по идее должно быть всё аналогично, а вот с NH₄NO₃ говорят азотная кислота получается не концентрированная( где-то 60%). Если вы купили 60% HNO₃ то её можно сконцентрировать, перегоняя её вместе с концентрированной серной кислотой либо с Na₂SO₄- я этими методами пользовался, но это было давно, какой там был выход и какая концентрация полученной кислоты я не помню. Могу лишь сказать, что эти методы работают (насколько эффективно - это вопрос).

В разделе "Литература"  (ximtablicu.rar) можно скачать все справочные данные по азотной и серной кислотам, а также их всевозможных смесей(Инфу предоставил Jin, за что ему большое спасибо).
    Выпаривание электролита:
    Я выпаривал электролит на газе. На эл. плитке его выпарить невозможно(не хватает температуры). Выпаривал на газе, поставив на газовую плиту сковородку с песком и на него установил плоскодонную термостойкую колбу на 2л, а далее изгиб, холодильник и приёмная колба(см. ниже простейшую установку для перегона). В колбу бросил стеклянные кипелки(маленькие стеклянные капилляры запаянные с одного конца, взял из цоколей эл. лампочек) и налил 2л электролита(30%). Выпаривал около 5 часов. Пока в колбе не осталось 400-500мл кислоты. Далее мощности газа уже не хватает, и кислота далее не концентрируется(т.е. вода не отгоняется). ВАЖНЫЙ момент, в кипелках должен постоянно находиться воздух!!! Если вы прекращаете нагрев, то воздух в кипелках схлопываеться и если вы потом начнёте опять нагревать, то кислота может бурно закипеть и выбить изгиб из колбы испортив при этом всё вокруг. Если вы прерываете процесс, то не забудьте потом добавить новых кипелок(или использовав старые предварительно их нужно промыть и продуть(вытряхнуть воду из них)). Кислота получается 93%. Хотя теоретически выпариванием можно довести до 98%, но для этого нужны более высокие температуры(Например убрать из под колбы сковородку с песком и подвесить её прямо над газом, зажав в штативе. Но это опасно, т.к. колба может лопнуть.)

2штуки

Колба плоскодонная со шлифом марка: П-1-500-29/32 ТС(термостойкая). Её стоимость на 18.10.02 была 55рублей (Блин надоело в баксы переводить сами считайте 1$=32руб)

Изгиб под углом 75 градусов с двумя кернами марка: ИЗГИБ И<75*2К-29/32-14/23. Цена: около 150руб.

Холодильник прямоточный марка: ХПТ-2-400-14/29. Цена: 240руб.

*) Штатив. Лучше, если вы его где-нибудь скоммуниздите, а так его цена от 400руб и до 1000руб.
**)Так же не забудьте о резиновом шланге, для подвода воды от водопроводного крана к холодильнику и обратно(мне хватает 6^тиметров шланга(1метр=25руб.), три метра в одну и три метра в обратную сторону.).
***) Электроплитка и сковорода (не глубокая и маленькая) с речным песком.

Сборка: В колбу вставляем изгиб(Если гоним кислоты то все шлифы смазываем конц. серной кислотой). На керн изгиба крепим муфту холодильника(это где шарообразная выпуклость)(Когда шлиф внутри - то это муфта, если шлиф снаружи - то это керн. Шлифы бывают следующих маркировок 14/23, 19/26, 29/32, ...). Керн холодильника вставляем в приёмную колбу. На эл.плитку ставим сковороду с песком а на него ставим первую колбу, присыпая её песком. Холодильник приблизительно по середине зажимаем в лапке штатива (зажимаем не сильно, а то лопнет). Под приёмную колбу подставляем кастрюльку с холодной водой (можно со льдом). Немного снимите приёмную колбу со шлифа холодильника, так чтоб образовался не большой зазор (это нужно сделать для того чтоб выходил воздух, который при нагревании, как известно, расширяется).  Подключаем холодильник к водопроводу (По шлангу, что у керна, вода поступает в холодильник, а по шлангу, что у шарообразной выпуклости около муфты, вода уходит в раковину.). Всё, загружаем в колбу реактивы и включаем эл.плитку в сеть.
 

2штуки

Колба плоскодонная со шлифом марка П-1-500-29/32 ТС(термостойкая). Цена 55руб.

Дефлегматор марка: ДЕФЛЕГМАТОР-250-29/32-14/23. Цена: около 200 руб.

НАСАДКА Н1-14/23-14/23-14/23 ТС. Цена: около 150 руб.

Термометр лабораторный со шлифом марка: КШ14/23-(0 - 250), нижн.часть 80. Цена: ну тут как повезёт, если на фирме есть старые запасы то около 300руб, а если на заказ с завода то 900руб.

Холодильник прямоточный марка: ХПТ-2-400-14/29. Цена: 240руб.

*) Штатив.
**) Резиновый шланг, три метра в одну и три метра в обратную сторону.
***) Электроплитка и сковорода (не глубокая и маленькая) с речным песком.

Сборка: В первую колбу вставляем керн дефлегматора. В дефлегматор вставляем нижний керн насадки. В верхнюю муфту насадки суём термометр. На боковой керн насадки надеваем муфту холодильника. Ну и на керн холодильника подсоединяем приёмную колбу. Холодильник зажимаем в штативе. И дальше под первую колбу подводим эл.плитку со сковородой с песком. Подключаем холодильник к водопроводу. Ну, в общем на месте будет виднее что сначала подсоединять.
 
 

Колба Фаворского марка: Колба Фаворского-250. У неё все шлифы 14/23. Цена: 385руб.

Термометр лабораторный со шлифом марка: КШ14/23-(0 - 250), нижн. часть 80. Цена: 300-900руб. Хотя может и не стоит такой брать от 0° до 250°С, всё равно в вакууме такие температуры не применяются. Возьмите лучше термометр с таким диапазоном от -30°С до +40°С, он стоит 50-100руб.

Холодильник прямоточный марка: ХПТ-2-400-14/29. Цена: 240руб.

Алонж изогнутый с отводом марка: АИО-29/32-29/32(Длина 75мм). Цена: 185руб.

Колба круглодонная марка: К-1-500-29/32 ТС. Цена: 70руб.

Водоструйный насос марка: Насос водоструйный. Цена: около 300руб.

*) Штатив.
**) Резиновый шланг, три метра в одну и три метра в обратную сторону. И плюс к этому кусок толстостенного (чтоб не порвался от давления в кране) шланга большого диаметра для подсоединения насоса к водопроводному крану. Так же потребуется шланг для вакуума (такой толстостенный шланг с маленьким внутренним диаметром - чтоб не слипался под вакуумом)
***) Электроплитка и кастрюлька с водой или минеральным маслом.
****) Стеклянный капилляр со шлифом - керн 14/23.
*****)  Винтовой зажим.

Сборка: В боковую (левую на рисунке) муфту колбы Фаворского подсоединяем капилляр на шлифе. В верхнюю муфту колбы Фаворского суём термометр. На боковой керн колбы Фаворского надеваем муфту холодильника. Керн холодильника соединяем с муфтой алонжа.  Ну и на керн алонжа подсоединяем приёмную круглодонную колбу. Холодильник зажимаем в штативе. И дальше под колбу Фаворского подводим эл.плитку с кастрюлькой с маслом (масляная баня) или водой (водяная баня). На выход капилляра надеваем не большой кусочек резинового вакуумного шланга и зажимаем его винтовым зажимом (Но не до конца, чтоб воздух проходил. Это нужно чтоб создать ток пузырьков воздуха через реакционную смесь, это будет облегчать процесс кипения). Подключаем насос и холодильник к водопроводу. Боковой отвод насоса соединяем вакуумным шлангом с отводом алонжа. Так же рекомендуется подсоединять насос не сразу к алонжу, а через предохранительную склянку(Если давление в водопроводе незначительно упадет, то вода через насос может попасть в реакционную смесь, а если реакционная смесь это концентрированные кислоты, то что будет вы наверное догадываетесь.:)). 

С вопросами и предложениями прошу сюда: Physics

Концентрированная азотка из аммиачки делается так:
берётся на 1 моль 90-92% серной 1-1,2 моля аммиачки. На литровую колбу - 350 мл серной и 0,5 кг с лишним амм. сел-ры. Затем быстро (меньше разложения)отгоняется примерно 0,8-0,9 моль азотки на 1 моль серной (220-240 мл). Если гнать с дефлегматором, то сразу получается почти безводная  97-99% азотка. В пробирке она кипит при 83-85.С, заметно разлагаясь. Дефлегматор желательно охлаждать мокрой тряпкой или вентилятором. В конце идёт много окислов азота и воды, и отгон надо прекратить.
Без дефлегматора отгоняется примерно 90% азотка, которая кипит около 90.С (температуру кип-я надо мерить в момент осветления). В неё добавляется 60 мл серной и снова отгоняется 200 мл - получается конц. азотка. Однако в ней много окислов (она коричневая) и её для отбеливания надо долго продувать воздухом.
 Серную 92% можно получить из электролита, упаривая его до, примерно, 280.С в бане

оху

- 50 ml >95% H₂SO₄ (конц. серная кислота)
- рассчитанное количество нитрата (аммония, калия, натрия...)
- ёмкость на 1000 ml
- ёмкость на 100 ml
- кусок пластика или целлофана который выдерживает горячую HNO3 (проверьте заранее!)
- резинка
- водяная баня
- колотый лёд
- термометр

H₂SO₄ + xNO₃ => HNO₃ + xHSO₄

К примеру нитрат аммония NH₄NO₃ (аммиачная селитра).

H₂SO₄ + NH₄NO₃ => HNO₃ + NH₄HSO₄

NH₄NO₃ = 14 + 4x1 + 14 + 3x16 = 80
H₂SO₄ = 2x1 + 32 + 4x16 = 98

Мы всё равно это округляем т.к. моя H₂SO₄ содержала минимум 2% воды. Получаем 80 gr NH₄NO₃ для каждых 100 gr H₂SO₄.

Маленькая ёмкость должна находиться в середине большой, в противном случае вы только потратите время и реактивы. Для этого была изготовлена небольшая подставка под маленькую ёмкость. Не забудьте что материал подставки не должен реагировать с H₂SO₄ и HNO₃  

Изготовление:

1)Вначале в большую ёмкость помещается серная кислота и порциями добавляется нитрат нитрат. Смесь активно перемешивается до растворения нитрата. При этом происходит экзотермическая реакция с образованием едких газов. Банку лучше чем-то прикрыть.

2)Смеси дают остыть до 60*С. В центр большой ёмкости с смесью помещается маленькая ёмкость на подставке. 

3) На большую ёмкость надевается сверху целлофан или пластик и фиксируется резинкой. При этом в целлофане должно быть углубление в виде буквы V. 

4)В углубление кладётся лёд. Кусочки должны быть как можно меньше чтобы не изменялась форма углубления.

5)Всё это ставиться на водяную баню. Температура вы измеряется термометром и должна быть строго в пределах 60-65*С. 

6)В банке образуются пары азотной кислоты которые конденсируются на холодном целлофане и стекают каплями в маленькую ёмкость. По мере таянья льда его нужно менять. 

Результаты:

Опыт 1

В первом опыте использовался нитрат аммония и не было температурного контроля. Результат был не удовлетворительный т.к. плотность кислоты оказалась 1.22 gr/cm и цвет кислоты не был белым что говорит о наличии примесей. У 100% HNO3 плотность составляет 1.58 gr/cm
Но HNO3 всёже была получена. 

Опыт 2.

В втором опыте использовался KNO₃ и температура держалась строго в пределах 60-65*С. После 12 часов на бане получено 6 ml чистой HNO₃  c плотностью около 1,5 gr/cm, что соответствует >95%.  Картинки в "изготовление" относятся именно к этому опыту.

http://www.geocities.com/brainfevert/synth.html   
Перевод Рirotek

www.pirotek.info - всё о пиротехнике и , напалм и салюты

холодильники индезит