Hvad er forbindelsen mellem salpetersyre og svovlsyre?
salpetersyre og svovlsyre er to af de vigtigste industrielle kemikalier og produceres i enorme mængder.De er forbundet på flere måder med hensyn til deres fremstilling og deres anvendelser.Begge syrer er afgørende for gødnings- og eksplosionsindustrien og er blandt de mest anvendte laboratorieregener.De er også alvorlige forurenende stoffer og bidragydere til sur regn.
En tidlig metode til fremstilling af svovlsyre var ved opvarmning af saltpeter (Nano 3 ) og svovl med damp.Salpetersyre (HNO 3 ) blev først produceret ved at destillere saltpeter med koncentreret svovlsyre (H 2 SO 4 ).De to kemikalier reagerer for at producere salpetersyre og natriumhydrogensulfat: H 2 Så 4 + nano 3 rarr;Nahso 4 + hno 3 .Blandingen opvarmes, og salpetersyren, der koger ved 181,4 deg; F (83 deg; c), produceres som en damp, der er kondenseret i en modtager.
Disse produktionsmetoder er blevet erstattet i den industrielle kontekst, menDestillation af et metalnitrat med svovlsyre kan stadig anvendes til at producere små mængder salpetersyre i laboratoriet.Den varme salpetersyre -damp har en tendens til delvist at nedbrydes i nitrogendioxid, vand og ilt, hvilket resulterer i en uren syre.For at opnå den rene syre udføres destillation under reduceret tryk, så der kræves mindre varme.Det anvendte apparatur skal være alt glas, da salpetersyre hurtigt ødelægger gummi, kork og mest plast.
I dag fremstilles salpetersyre kommercielt af den katalytiske oxidation af ammoniak, der danner nitrogandioxid, som opløses i vand for at producere syren.Råsyren kan destilleres for at producere koncentrationer op til 68,5%, på hvilket tidspunkt den danner en azeotrop med vand.Dette er den kommercielle salpetersyre, der bruges til de fleste applikationer og som laboratorie reagens.Højere koncentrationer kan ikke opnås ved simpel destillation.Når vandfri eller meget stærkt koncentreret salpetersyre mdash;Ofte kaldet "fuming salpetersyre" mdash;kræves, at det kan produceres ved destillation under reduceret tryk med koncentreret svovlsyre, der fjerner vandet.
Den største anvendelse til både salpetersyre og svovlsyre er i gødningsindustrien.Salpetersyre bruges til produktion af nitratgødning, der frigiver essentiel nitrogen i en form, der let kan absorberes af planter.Ammoniumnitrat er en af de mest anvendte gødning.Svovlsyre reageres med fosfatsten eller knoglemelet for at producere "superfosfat", som tilvejebringer fosfor, et andet væsentligt element for planter.Denne syre bruges også til produktion af ammoniumsulfat, en almindelig gødning.
En anden vigtig industriel anvendelse til salpetersyre og svovlsyre er i produktionen af sprængstoffer.Størstedelen af eksplosiver i militær og kommerciel anvendelse syntetiseres ved nitrering af organiske forbindelser;I denne proces anvendes nitronium (ingen 2 +) -ioner til at erstatte hydroxyl (OH) grupper med nitro (ingen 2 ) -grupper.No 2 + ioner tilvejebringes ved at kombinere salpetersyre og svovlsyre, der reagerer som følger: HNO 3 + 2H 2 Så 4 RARR;H 3 O + + NO 2 + + 2HSO 4 -.
for nogle sprængstoffer, for eksempel Trinitrotoluen (TNT), skal blandingen være vandfri.Dette kan sikres ved anvendelse af vandfri eller "fuming", salpetersyre.Alternativt kan kommerciel salpetersyre bruges sammen med oleum mdash;fremstillet ved at opløse svovltrioxid (så 3 ) i koncentreret svovlsyre mdash;så vandet fjernes ved kombination med SO 3 for at producere mere svovlsyre.Den sidstnævnte metode foretrækkes generelt, da oleum let fremstilles af den samme proces, der producerer mest svovlsyre.Fuming salpetersyre er relativt dyrt at fremstille, DanGerøs til transport og tilbøjelig til nedbrydning, medmindre det holdes nedkølet.
Bortset fra deres industrielle anvendelser er salpetersyre og svovlsyre blandt de mest anvendte laboratorieregener.Begge er nyttige i procedurer, der kræver stærke syrer.Svovlsyre er et kraftfuldt dehydreringsmiddel, der kan bruges til at tørre nogle frisklavede gasser og til reaktioner, der involverer fjernelse af vand fra forbindelser.Det kan også bruges til at frigive andre syrer fra deres salte.Salpetersyre er nyttigt som oxidationsmiddel, som et nitratingmiddel og er vidt brugt i kemisk analyse, især til at identificere metaller, der er til stede i jord- og mineralprøver.
Svovlsyre og salpetersyrer er også vigtige forurenende stoffer og bidragydere til sur regn.Salpetersyre dannes, når gasnitrogendioxid mdash;Fundet i køretøjsudstødning og produceret naturligt ved handlingen af Lightning Mdash;opløses i vand.Svovlsyre dannes, når svovldioxid mdash;produceret ved forbrænding af fossile brændstoffer og naturligvis af vulkaner mdash;Reagerer med ilt til dannelse af svovltrioxid, der opløses i vand for at producere svovlsyre.På trods af den naturlige produktion af disse forbindelser tegner menneskeskabte kilder de fleste sure regn.Svovlsyre er den større bidragyder, da svovldioxid er et mere almindeligt forurenende stof end nitrogandioxid.