硝酸的制取主要有三种方法:硝酸盐法、光氧化法和 Ostwald 过程(彩虹法)。
1. 硝酸盐法:
通过将硝酸盐(例如硝酸钾或硝酸钠)与浓硫酸反应,生成硝酸和相应的硫酸盐。化学反应式为:H2SO4 + KNO3 → KHSO4 + HNO3。
2. 光氧化法:
该法涉及将氨气和空气混合,在紫外线照射下生成氮氧化物,这些氮氧化物随后与水反应,生成硝酸。化学反应式为:2NH3 + 3O2 + H2O → 2HNO3 + 2H2O。
3. Ostwald 过程(彩虹法):
此方法将硝酸盐溶液与浓硫酸混合,在反应过程中产生丰富的颜色变化,因而得名。化学反应式为:H2SO4 + NaNO3。
硝酸工业与合成氨工业紧密相连,一氧化氮在反应后被残余的氧气继续氧化成二氧化氮,然后二氧化氮被通入水中以制取硝酸。
稀硝酸、浓硝酸和发烟硝酸的制取在工艺上有所不同,反应在高温高压条件下进行。
硝酸是一种具有强氧化性和腐蚀性的无机强酸,化学式为 HNO3,分子量为 63.01。它是一种重要的化工原料,其水溶液通常被称为硝镪水或氨氮水。硝酸有刺激性气味,纯品为无色透明的发烟液体,具有酸味。硝酸化学性质中,浓硝酸不稳定,遇光或热会分解并释放二氧化氮,分解产生的二氧化氮溶于硝酸中,导致外观呈现浅黄色。相对而言,稀硝酸较为稳定,在 0℃ 和阴暗条件下,70%~90% 的硝酸不会分解。浓硝酸具有很强的氧化性,具有较高的标准氧化还原电位。