نیتریک اسید چیست؟

اسید نیتریک (Nitric acid) با فرمول شیمیایی HNO₃ و نام های دیگر تیزاب و جوهر شوره، یک اسید معدنی با خاصیت خورندگی بالا است. به صورت مایع ای بی رنگ با بخارهای زرد و بوی تند وجود دارد؛ اما به دلیل تجزیه این اسید پس از مدتی به رنگ زرد بدل می شود. این ترکیب بسیار خورنده و سمی است و باعث سوختگی شدید پوست می شود. به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی، معرف رایج در آزمایشگاه ها، تولید مواد منفجره و کودها کاربرد دارد. این ماده اسیدی قوی است؛ زیرا هر چه اسید در محلول آبی بیشتر تفکیک شود آن اسید در گروه ترکیبات قوی قرار می گیرد. این ماده با شکستن یون هیدروژن و یون نیترات در آب کاملاً تجزیه می شود.

نیتریک اسید خوراکی:

شکل خوراکی این اسید در صنایع غذایی کاربرد دارد. در این صنعت از این ماده در پیشگیری از رشد باکتری ها، تثبیت رنگ گوشت قرمز و به عنوان نگهدارنده استفاده می کنند. این ترکیب یک ماده ی موثر در نگهداری محصولات گوشتی مانند سوسیس، کالباس، همبرگر و غیره است.

در برخی موارد اگر رنگ گوشت خریداری شده خیلی قرمز باشد به دلیل افزودن مقدار زیاد این اسید به گوشت است.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی:

ساختار
نام دیگر	تیزاب، جوهر شوره
CAS NO	7697-37-2
فرمول شیمیایی	HNO3
جرم مولکولی	63.012 g/mol
مشخصات ظاهری	مایع بی رنگ با بوی تند
دانیسته	1.51 g/cm3
نقطه جوش	83ºC
نقطه ذوب	42ºC-
حلالیت	قابل اختلاط در آب
pH	3.01

روش تولید:

این ماده را از واکنش دی اکسید نیتروژن با آب می سازند و فرمول آن به شرح زیر است:

NO₂+2H₂O→2HNO₃+NO+NO₂+H₂O₄

واکنش خالص به صورت:

NO₂+H₂O→2HNO₃+NO₃

معمولا اسید تولیدی توسط واکنش، توسط اکسیژن هوا برای تولید دی اکسید N₂ اضافی دوباره اکسید می شود. حباب دی اکسید نیتروژن از طریق پراکسید هیدروژن می تواند به بهبود عملکرد اسید کمک کند.

2NO₂+H₂O₂→2HNO₃

روش تولید آزمایشگاهی:

معمولا اسیدی که فراریت بالاتری دارد را با اسیدی که فراریت کمتری دارد از نمک خود جدا می کنند و این موضوع یک اصل اساسی در تهیه آزمایشگاهی این ماده است. اسید نیتریک از اسید سولفوریک فرارتر است، از این رو توسط اسید سولفوریک از نیترات های فلزی جدا می شود. برای تولید آزمایشگاهی این محصول 50 گرم نیترات پتاسیم را به همراه 25 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ در یک فلاسک ته گرد می ریزند و آن را تا 200 درجه سانتی گراد گرم می کنند و معادله ی این واکنش عبارت اند از:

KNO₃+H₂SO₄ → KHSO₄+HNO₃

در روشی دیگر در آزمایشگاه ها این اسید را می توان از تجزیه حرارتی نیترات مس نیز تولید کرد. در اینجا دی اکسید نیتروژن و گازهای اکسیژن را تولید کرده و در ادامه از آب عبور می دهند. معادله این واکنش به شرح زیر است:

2Cu(NO₃)₂→2CuO+4NO₂+O₂

در ادامه فرایند استوالد:

2NO₂+H₂O→HNO₂+HNO₃

روش دیگر شامل واکنش بین مول های مساوی از هر نمک نیتراتی مانند نیترات سدیم با اسید سولفوریک و تقطیر این مخلوط در نقطه جوش این اسید در 83 درجه سانتی گراد است.

واکنش ها:

واکنش اسید نیتریک با پتاسیم سولفیت که باعث تولید پتاسیم سولفات می شود. البته دیگر فراورده های این واکنش نیتروژن دی اکسید و آب هستند.

تولید کود:

شاید اصلی ترین و عمده ترین کاربرد این ماده را بتوان تولید کود دانست. این اسید با آمونیاک خنثی می شود و نیترات آمونیوم را می سازد.

به طور کلی در تولید کودهای نیترات آمونیوم، کلسیم آمونیوم نیترات و اوره آمونیوم نیترات نیز کاربرد دارد.

سوخت موشک:

در موشک هایی که با سوخت مایع کار می کنند این اسید به عنوان اکسید کننده حضور و کاربرد دارد. شکل های مختلف این ماده به عنوان اکسید کننده شامل اسید نیتریک بخاردار قرمز و سفید، مخلوط با اسید سولفوریک است و به عنوان یکی از سه جزء سوخت مایع برای موشک ها به مصرف می رسند.

پردازش فلزات (اسید نیتریک و طلا):

در فرایند تبدیل فلزات به اشکال اکسید شده ی آنها این ماده حضور دارد. برای مثال به راحتی می تواند فلز مس را به نیترات مس تبدیل کند. از سوی دیگر در ترکیب با اسید هیدروکلریک به منظور انحلال فلزات نجیب استفاده می شود. این توانایی این ماده در انحلال انتخابی فلزات در فرایندهای جداسازی طلا بسیار مفید و موثر است.

نجاری:

در غلظت های کم، اسید نیتریک اغلب برای ایجاد کهنگی مصنوعی کاج و افرا کاربرد دارد. همچنین رنگ تولید شده طلایی خاکستری است که بسیار شبیه به چوب قدیمی مومی یا روغنی است.

ترکیبات پاک کننده:

خاصیت خورندگی این ماده برای برخی کاربردهای تخصصی مانند:

• حکاکی در چاپ
• ترشی فولاد ضد زنگ
• تمیز کردن ویفرهای سیلیکونی در الکترونیک

استفاده می شود. این اسید در ترکیب با اسید کلریدریک یا به تنهایی در تمیز کردن پوشش شیشه ای و لام های شیشه ای مورد استفاده در کاربردهای میکروسکوپی، استفاده می شود. همچنین برای تمیز کردن شیشه پیش از نقره کاری در زمان ساخت آینه های نقره کاربرد دارد.

اسید نیتریک چه فلزاتی را حل می کند؟

فلزاتی از جمله آهن، مس و نقره را این اسید در خود حل می کند. همچنین می تواند فلزات نجیب را با افزودن اسید هیدروکلریک حل کند.

بازار جهانی:

ارزش بازار جهانی این ماده در سال 2023 برابر با 23.73 میلیارد دلار بوده و پیش بینی می شود تا سال 2032 با رشد 3.6 درصدی به 32.64 میلیارد دلار برسد. همچنین در طول دوره پیش بینی شده، آسیا و اقیانوسیه با سهم بازار 51.45 درصدی در سال 2023 بر بازار این ماده تسلط داشتند. این ماده یک ترکیب بی رنگ و به شدت خورنده است که در تولید نیترات آمونیوم و سایر مواد شیمیایی برای فرمولاسیون کودها استفاده می شود. همچنین در صنایع مختلفی مانند پلاستیک، خودروسازی و ساخت و ساز کاربرد دارد. افزایش تقاضا از سوی مصرف کنندگان برای خودروهای سبک وزن، تولید کنندگان را به سمت پیشرفت خودروها سوق داد و در نهایت بر بازار این ماده تاثیر مثبت گذاشت.

این ماده کاربردهای قابل توجهی در صنعت کود شیمیایی دارد. کودها برای افزایش عملکرد محصولات استفاده می شوند تا تقاضای غذای رو به رشد جمعیت را برآورده کنند. از نظر منطقه جغرافیایی، آسیا و اقیانوسیه در سال 2023 ارزشی معادل 12.21 میلیارد دلار داشتند. این رشد به افزایش تقاضای محصول از صنایع مختلف مانند خودروسازی، کشاورزی و ساخت و ساز نسبت داده می شود. همچنین توسعه اقتصادی کشورهای هند، چین و ژاپن در این امر دخیل هستند.

MSDS و نکات ایمنی:

این اسید ترکیبی خطرناک، قابل اشتعال و خورنده است و بهتر است پیش از کار با آن برگه اطلاعات ایمنی مربوط به آن را مطالعه کنید.

• در زمان کار از لباس، عینک و دستکش محافظ استفاده کنید.
• حتما در محیطی باز یا دارای تهویه با آن کار کنید.
• پس از استنشاق، محیط کار را ترک و هوای تازه استشمام کنید.
• در صورت بلع تصادفی دهان را با آب بشویید و سعی نکنید با استفراغ آن را خارج کنید.
• پس از تماس با پوست، فورا لباس ها را تعویض کرده و آن ناحیه را برای 15 دقیقه با آب فراوان بشویید.
• در صورت تماس با چشم برای 15دقیقه با آب فراوان چشم آسیب دیده را بشویید و لنز تماسی را خارج کنید و شستشو را ادامه دهید.
• برای خاموش کردن آتش از کربن دی اکسید، مواد شیمیایی خشک یا کف های خاموش کننده استفاده کنید.
• این ترکیب را در ظرف در بسته در محیطی خشک و دارای تهویه نگهداری کنید.

با رعایت نکات ایمنی خطرات ناشی از کار با این ماده را کاهش دهید.

خطرات اسید نیتریک

بخارات این ماده تحریک مجاری تنفسی، درد و تنگی نفس را به دنبال دارد و دوره بهبودی آن ممکن است چند هفته طول بکشد. البته در صورت عود نیز می تواند مرگ را در پی داشته باشد.