Технологические свойства азотной кислоты

Безводная азотная кислота (моногидрат HNO₃) представляет бесцветную жидкость с температурой кристаллизации — 41,6⁰С, температурой кипения — 82,6⁰С и плотностью — 1,513 г/см³. Смешивается с водой во всех отношениях, образуя при этом индивидуальные соединения — гидраты состава HNO₃*H₂O HNO₃*3H₂O, которые дают три эвтектики (рис № 1).

Рис № 1 Диаграмма кристаллизации системы «HNO₃ — H₂O»

Температура кипения водных растворов азотной кислоты зависит от концентрации. С увеличением концентрации температура кипения возрастает, достигая максимума 120,7⁰С при азеотропном составе кислоты 68,4% (мас.), после чего снижается (рис. №.2). Это имеет существенное значение для концентрирования азотной кислоты.

Теплата разбавления азотной кислоты водой существенно меняется с ее концентрацией и составляет для моногидрата HNO₃ 33,68 кДж/моль (рис. №.3). Безводная азотная кислота малоустойчива термически и разлагается уже при хранении по уравнению:

4HNO₃ 4NO₂ + 2H₂O + O₂ + H.

Рис. № 2 Диаграмма кипения системы HNO₃ — H₂О

Рис. № 3 Теплота разбавления азотной кислоты

Скорость разложения возрастает с повышением концентрации; для 99% -ной кислоты температурный градиент составляет всего 5? С.

При нагревании процесс ускоряется и протекает по уравнению:

2HNO₃ — N₂O₃ + H₂O + O₂ + ДH.

Выделяющийся оксид азота (IV) растворяется в кислоте и окрашивает ее в желто — оранжевый цвет. Для удаления оксида из кислоты в технологическом процессе ее производства предусмотрена операция «отбелки"кислоты.

При растворении оксида азота (IV) в кислоте образуется соединение состава HNO₃· NO₂ (нитроолеум), являющийся промежуточным продуктом в прямом синтезе азотной кислоты.

Азотная кислота корродирует и растворяет все металлы кроме золота, платины, титана, тантала, родия и иридия, однако в концентрированном виде пассивирует железо и его сплавы.