नाइट्रिक एसिड (HNO3) संरचना, गुण, संश्लेषण और उपयोग

नाइट्रिक एसिड एक अकार्बनिक यौगिक में एक नाइट्रोजन ऑक्सासाइड होता है। यह एक मजबूत एसिड माना जाता है, हालांकि इसका pKa (-1,4) हाइड्रोनियम आयन (-1,74) के pKa के समान है। इस बिंदु से, यह शायद कई ज्ञात मजबूत एसिड का "सबसे कमजोर" है.

इसकी भौतिक उपस्थिति में एक रंगहीन तरल होता है जो कि नाइट्रोजन गैसों के निर्माण के कारण पीले रंग में परिवर्तित हो जाता है। इसका रासायनिक सूत्र HNO है₃. 

यह कुछ अस्थिर है, जो सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने से थोड़ा सा अपघटन होता है। इसके अलावा, यह पूरी तरह से गर्म होने से विघटित हो सकता है, जिससे नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, पानी और ऑक्सीजन बन सकता है.

ऊपरी छवि एक नाइट्रिक एसिड का एक बड़ा हिस्सा है जो एक वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में निहित है। इसका पीला रंग, आंशिक अपघटन का संकेत, नोट किया जा सकता है.

इसका उपयोग अकार्बनिक और कार्बनिक नाइट्रेट्स के निर्माण में किया जाता है, साथ ही नाइट्रस यौगिकों का उपयोग उर्वरकों, विस्फोटक, रंगों के मध्यवर्ती और विभिन्न कार्बनिक रासायनिक यौगिकों के निर्माण में किया जाता है।.

यह एसिड पहले से ही आठवीं शताब्दी के कीमियागर द्वारा जाना जाता था, जिसे वे "वॉटर फोर्टिस" कहते थे। जर्मन रसायनज्ञ जोहान रुडोल्फ ग्लॉबर (1648) ने इसकी तैयारी के लिए एक विधि तैयार की, जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड के साथ पोटेशियम नाइट्रेट को गर्म करने में शामिल था.

यह औद्योगिक रूप से विल्हेम ओसवाल्ड (1901) द्वारा डिजाइन की गई विधि के बाद तैयार किया गया है। विधि, सामान्य रूप से, नाइट्रिक ऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड की क्रमिक पीढ़ी के साथ नाइट्रिक एसिड बनाने के लिए अमोनियम के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के होते हैं.

वातावरण में, नहीं₂ मानव गतिविधि द्वारा उत्पादित बादलों के पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे एचएनओ बनता है₃. फिर, एसिड बारिश के दौरान, यह दूर खाने वाले पानी की बूंदों के साथ उपजी है, उदाहरण के लिए, सार्वजनिक गलियों की मूर्तियाँ.

नाइट्रिक एसिड एक बहुत ही जहरीला यौगिक है, और इसके वाष्पों के निरंतर संपर्क से क्रोनिक ब्रोंकाइटिस और रासायनिक निमोनिया हो सकता है।.

सूची

• 1 नाइट्रिक एसिड की संरचना
  • 1.1 अनुनाद संरचनाएं
• 2 भौतिक और रासायनिक गुण
  • २.१ रासायनिक नाम
  • २.२ आणविक भार
  • २.३ शारीरिक रूप
  • २.४ गंध
  • 2.5 क्वथनांक
  • 2.6 गलनांक
  • 2.7 पानी में घुलनशीलता
  • 2.8 घनत्व
  • 2.9 सापेक्ष घनत्व
  • 2.10 सापेक्ष वाष्प घनत्व
  • 2.11 वाष्प दाब
  • 2.12 अपघटन
  • 2.13 विस्कोसिटी
  • 2.14 संक्षारण
  • 2.15 मोलर वाष्पीकरण enthalpy
  • 2.16 मानक दाढ़ आंत्रशोथ
  • 2.17 मानक मोलर एन्ट्रापी
  • 2.18 सतह तनाव
  • 2.19 गंध दहलीज
  • 2.20 विघटन स्थिरांक
  • 2.21 अपवर्तक सूचकांक (η / D)
  • 2.22 रासायनिक प्रतिक्रियाएँ
• 3 सारांश
  • 3.1 औद्योगिक
  • 3.2 प्रयोगशाला में
• 4 उपयोग
  • 4.1 उर्वरकों का उत्पादन
  • 4.2 औद्योगिक
  • 4.3 धातु शोधक
  • 4.4 रेजिया पानी
  • 4.5 फर्नीचर
  • 4.6 सफाई
  • 4.7 फोटोग्राफी
  • 4.8 अन्य
• 5 विषाक्तता
• 6 संदर्भ

नाइट्रिक एसिड की संरचना

ऊपरी छवि में HNO अणु की संरचना को दिखाया गया है₃ गोले और सलाखों के एक मॉडल के साथ। नाइट्रोजन परमाणु, नीला गोला, केंद्र में स्थित है, जो एक त्रिकोणीय विमान ज्यामिति से घिरा हुआ है; हालाँकि, त्रिभुज अपने सबसे लंबे शीर्षों में से एक से विकृत है.

नाइट्रिक एसिड के अणु तब सपाट होते हैं। बांड एन = ओ, एन-ओ और एन-ओएच फ्लैट त्रिकोण के कोने बनाते हैं। यदि विस्तार से देखा जाए, तो एन-ओएच बॉन्ड अन्य दो की तुलना में अधिक लम्बा है (जहां सफेद गोले एच एटीएस का प्रतिनिधित्व करते हैं).

अनुनाद संरचनाएं

दो लिंक हैं जिनकी लंबाई समान है: N = O और N-O। यह तथ्य वैलेंस बॉन्ड सिद्धांत के खिलाफ जाता है, जहां डबल बॉन्ड को सरल बॉन्ड से छोटा होने की भविष्यवाणी की जाती है। इस में स्पष्टीकरण प्रतिध्वनि की घटना में रहता है, जैसा कि नीचे की छवि में देखा गया है.

दोनों बांड, एन = ओ और एन-ओ, इसलिए प्रतिध्वनि के संदर्भ में बराबर हैं। यह दो हे परमाणुओं के बीच धराशायी रेखा का उपयोग करके संरचना के मॉडल में रेखांकन का प्रतिनिधित्व करता है (संरचना देखें).

जब HNO को हटा दिया जाता है₃, स्थिर अनियन नाइट्रेट बनता है₃^-. इसमें, अनुनाद में अब ओ के तीन परमाणु शामिल हैं। यही कारण है कि एच.एन.ओ.₃ ब्रोंस्टेड-लोरी (आयनों एच के प्रजाति दाता) की एक महान अम्लता है⁺).

भौतिक और रासायनिक गुण

रासायनिक नाम

-नाइट्रिक एसिड

-एज़ोटिक एसिड

-हाइड्रोजन नाइट्रेट

-पानी का किला.

आणविक भार

63,012 ग्राम / मोल.

शारीरिक रूप

रंगहीन या पीला पीला तरल, जो लाल भूरे रंग में बदल सकता है.

गंध

तीव्र, विशेषता घुटन.

क्वथनांक

181 ºF से 760 mmHg (83 toC).

गलनांक

-41.6 ºसी.

पानी में घुलनशीलता

पानी के साथ बहुत घुलनशील और गलत है.

घनत्व

1,513 ग्राम / सेमी³ 20 º सी पर.

सापेक्ष घनत्व

1.50 (पानी के संबंध में = 1).

भाप का सापेक्ष घनत्व

2 या 3 बार अनुमानित (हवा के संबंध में = 1).

भाप का दबाव

25.1C पर 63.1 mmHg.

सड़न

वायुमंडलीय आर्द्रता या गर्मी के संपर्क में आने के कारण, यह नाइट्रोजन पेरोक्साइड बनाने के लिए विघटित हो सकता है। जब यह अपघटन गर्म होता है, तो यह नाइट्रोजन ऑक्साइड और हाइड्रोजन नाइट्रेट के बहुत जहरीले धुएं का उत्सर्जन करता है.

नाइट्रिक एसिड स्थिर नहीं है, जो गर्मी के संपर्क में आने और सूरज की रोशनी के संपर्क में आने और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन और पानी का उत्सर्जन करने में सक्षम है।.

चिपचिपापन

1,092 mPa 0 ,C पर, और 0,617 mPa 40 PC पर.

जंग

यह एल्यूमीनियम और क्रोमिक स्टील को छोड़कर सभी बुनियादी धातुओं पर हमला करने में सक्षम है। प्लास्टिक सामग्री, घिसने और कोटिंग्स की कुछ किस्मों को आकर्षित करता है। यह एक कास्टिक और संक्षारक पदार्थ है, इसलिए इसे अत्यधिक सावधानी से संभालना चाहिए.

वाष्पीकरण की दाढ़ आंत्रशोथ

25.1C पर 39.1 kJ / मोल.

मानक मोलर तापीय धारिता

-207 kJ / mol (298ºF).

मानक मोलर एन्ट्रापी

146 kJ / mol (298ºF).

सतह तनाव

-0 35C पर 0.04356 N / m

-20। सी पर 0.04115 एन / एम

-0.0376 N / m 40 mC पर

गंध दहलीज

-कम गंध: 0.75 मिलीग्राम / मी³

-उच्च गंध: 250 मिलीग्राम / मी³

-चिड़चिड़ापन एकाग्रता: 155 मिलीग्राम / मी³.

विघटन स्थिरांक

pKa = -1.38.

अपवर्तक सूचकांक (η / D)

1,393 (16.5 .5C).

रासायनिक प्रतिक्रियाएं

जलयोजन

-यह HNO जैसे ठोस हाइड्रेट्स का निर्माण कर सकता है₃∙ ज₂O और HNO₃∙ 3H₂या: "नाइट्रिक बर्फ".

पानी में घुलना

नाइट्रिक एसिड एक मजबूत एसिड है जो निम्नलिखित तरीके से पानी में तेजी से आयनित होता है:

HNO₃ (l) + एच₂ओ (एल) => एच₃हे⁺ (एसी) + सं₃^-

लवण का निर्माण

एक नाइट्रेट नमक और पानी बनाने वाले बुनियादी ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है.

सीएओ (s) + 2 HNO₃ (l) => Ca (NO)₃)₂ (एसी) + एच₂ओ (एल)

इसी तरह, यह एक नाइट्रेट नमक और पानी के साथ आधार (हाइड्रॉक्साइड्स) के साथ प्रतिक्रिया करता है.

NaOH (एसी) + एचएनओ₃ (l) => NaNO₃ (एसी) + एच₂ओ (एल)

और कार्बोनेट्स और एसिड कार्बोनेट्स (बाइकार्बोनेट्स) के साथ कार्बन डाइऑक्साइड भी बनाते हैं.

ना₂सीओ₃ (एसी) + एचएनओ₃ (l) => NaNO₃ (एसी) + एच₂O (l) + CO₂ (G)

protonation

नाइट्रिक एसिड भी आधार की तरह व्यवहार कर सकता है। इस कारण से, यह सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है.

HNO₃   +   2H₂दप₄    <=>      नहीं₂⁺    +     एच₃हे⁺     +      2HSO₄^-

autoprotolysis

नाइट्रिक एसिड ऑटोप्रोटीओसिस से गुजरता है.

2HNO₃  <=>  नहीं₂⁺   +    नहीं₃^-    +      एच₂हे

धातु ऑक्सीकरण

धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में नाइट्रिक एसिड मजबूत अम्लों की तरह व्यवहार नहीं करता है, जो धातुओं के संगत नमक के साथ प्रतिक्रिया करता है और गैसीय रूप में हाइड्रोजन छोड़ता है.

हालांकि, मैग्नीशियम और मैंगनीज नाइट्रिक एसिड के साथ गर्म प्रतिक्रिया करते हैं, जैसा कि अन्य मजबूत एसिड करते हैं.

Mg (s) + 2 HNO₃ (l) => Mg (सं।)₃)₂ (एसी) + एच₂ (G)

अन्य

नाइट्रिक एसिड धातु सल्फाइट्स के साथ प्रतिक्रिया करता है जिससे नाइट्रेट, सल्फर डाइऑक्साइड और पानी का नमक बनता है.

ना₂दप₃ (s) + 2 HNO₃ (l) => 2 NaNO₃ (एसी) + एसओ₂ (g) + एच₂ओ (एल)

और कार्बनिक यौगिकों के साथ भी प्रतिक्रिया करता है, एक नाइट्रो समूह के लिए हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित करता है; इस प्रकार नाइट्रोग्लिसरीन और ट्रिनिट्रोटोलुइन (टीएनटी) जैसे विस्फोटक यौगिकों के संश्लेषण का आधार बनता है.

संश्लेषण

औद्योगिक

यह 1901 में ओसवाल्ड द्वारा वर्णित विधि के अनुसार अमोनियम के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण द्वारा एक औद्योगिक स्तर पर निर्मित होता है। इस प्रक्रिया में तीन चरण या चरण होते हैं.

चरण 1: नाइट्रिक ऑक्साइड को अमोनियम का ऑक्सीकरण

हवा में मौजूद ऑक्सीजन से अमोनियम का ऑक्सीकरण होता है। प्रतिक्रिया 800 ° C पर और 6-7 atm के दबाव में, उत्प्रेरक के रूप में प्लैटिनम के उपयोग के साथ की जाती है। अमोनियम को निम्न अनुपात के साथ हवा में मिलाया जाता है: प्रति 8 मात्रा हवा में 1 मात्रा अमोनियम.

4NH₃ (g) + 5O₂ (g) => 4NO (g) + 6H₂ओ (एल)

प्रतिक्रिया में, नाइट्रिक ऑक्साइड का उत्पादन होता है, जिसे अगले चरण के लिए ऑक्सीकरण कक्ष में ले जाया जाता है.

चरण 2. नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में नाइट्रिक ऑक्साइड का ऑक्सीकरण

हवा में मौजूद ऑक्सीजन द्वारा 100 ºC से नीचे के तापमान पर ऑक्सीकरण किया जाता है.

2NO (g) + O₂ (g) => 2NO₂ (G)

चरण 3. पानी में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड का विघटन

इस अवस्था में नाइट्रिक एसिड का निर्माण होता है.

4NO₂     +      2H₂ओ + ओ₂         => 4HNO₃

नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO) के अवशोषण की कई विधियाँ हैं₂) पानी में.

अन्य विधियों में: सं₂ N के लिए मंद है₂हे₄ कम तापमान और उच्च दबाव में, पानी में इसकी घुलनशीलता बढ़ाने और नाइट्रिक एसिड का उत्पादन करने के लिए.

3N₂हे₄   +     2H₂ओ => 4HNO₃    +      2NO

अमोनियम के ऑक्सीकरण द्वारा उत्पादित नाइट्रिक एसिड में 50-70% के बीच एक सांद्रता होती है, जो निर्जलीकरण के रूप में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के उपयोग से 98% तक लाया जा सकता है, जिससे नाइट्रिक एसिड की एकाग्रता में वृद्धि हो सकती है.

प्रयोगशाला में

तांबा (II) नाइट्रेट के थर्मल अपघटन, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन गैसों का उत्पादन करते हैं, जो नाइट्रिक एसिड बनाने के लिए पानी से गुजरते हैं; जैसा कि ओसवाल्ड की विधि में होता है, पहले वर्णित है.

2Cu (सं।)₃)₂    => 2CO + 4NO₂    +     हे₂

एच के साथ एक नाइट्रेट नमक की प्रतिक्रिया₂दप₄ ध्यान केंद्रित किया। गठित नाइट्रिक एसिड को एच से अलग किया जाता है₂दप₄ 83 डिग्री सेल्सियस (नाइट्रिक एसिड का क्वथनांक) पर आसवन द्वारा.

KNO₃   +    एच₂दप₄     => HNO₃    +     KHSO₄

अनुप्रयोगों

उर्वरक उत्पादन

नाइट्रिक एसिड के उत्पादन का 60% उर्वरकों, विशेष रूप से अमोनियम नाइट्रेट के निर्माण में उपयोग किया जाता है.

यह नाइट्रोजन की उच्च सांद्रता की विशेषता है, पौधों के तीन मुख्य पोषक तत्वों में से एक, पौधों द्वारा तुरंत नाइट्रेट का उपयोग करना। इस बीच, अमोनियम मिट्टी में मौजूद सूक्ष्मजीवों द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है, और एक दीर्घकालिक उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है.

औद्योगिक

-नाइट्रिक एसिड के उत्पादन का 15% सिंथेटिक फाइबर के निर्माण में उपयोग किया जाता है.

-इसका उपयोग नाइट्रिक एसिड एस्टर और नाइट्रोएडरिव के विस्तार में किया जाता है; जैसे कि नाइट्रोसेल्युलोज, ऐक्रेलिक पेंट्स, नाइट्रोबेंजीन, नाइट्रोटोलुइन, एक्रिलोनिट्राइल आदि.

-यह नाइट्रो समूहों को कार्बनिक यौगिकों में जोड़ सकता है, इस संपत्ति का उपयोग नाइट्रोग्लिसरीन और ट्रिनिट्रोटोलुइन (टीएनटी) जैसे विस्फोटक बनाने के लिए किया जा सकता है.

-नायलोप का एक अग्रदूत, एडिपिक एसिड, नाइट्रिक एसिड द्वारा साइक्लोहेक्सानोन और साइक्लोहेक्सानॉल के ऑक्सीकरण द्वारा बड़े पैमाने पर निर्मित होता है।.

धातु शोधक

नाइट्रिक एसिड, इसकी ऑक्सीकरण क्षमता के कारण, खनिजों में मौजूद धातुओं के शुद्धिकरण में बहुत उपयोगी है। इसका उपयोग फास्फोरिक एसिड प्राप्त करने के लिए यूरेनियम, मैंगनीज, नाइओबियम, ज़िरकोनियम और फॉस्फोरिक चट्टानों के अम्लीकरण जैसे तत्वों को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है।.

जल रेजिया

इसे "एगुआ रेजिया" बनाने के लिए केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ मिलाया जाता है। यह समाधान सोने और प्लैटिनम को भंग करने में सक्षम है, जो इन धातुओं के शुद्धिकरण में इसके उपयोग की अनुमति देता है.

फर्नीचर

नाइट्रिक एसिड का उपयोग देवदार की लकड़ी से बने फर्नीचर में एक प्राचीन प्रभाव प्राप्त करने के लिए किया जाता है। नाइट्रिक एसिड के 10% के समाधान के साथ उपचार फर्नीचर की लकड़ी में एक ग्रे-गोल्ड रंग का उत्पादन करता है.

सफाई

-मैग्नीशियम और कैल्शियम के यौगिकों के अवक्षेपों के अवशेषों को खत्म करने के लिए, नाइट्रिक एसिड के जलीय घोलों का मिश्रण 5-30% और फॉस्फोरिक एसिड 15-40% का उपयोग दूध बनाने के काम में आने वाले उपकरणों की सफाई में किया जाता है.

-यह प्रयोगशाला में उपयोग की जाने वाली कांच सामग्री को साफ करने में उपयोगी है.

फोटोग्राफी

-नाइट्रिक एसिड का उपयोग फोटोग्राफी में, विशेष रूप से वेट प्लेट प्रक्रिया में फेरस सल्फेट डेवलपर्स के लिए एक योजक के रूप में किया गया है, जिसका उद्देश्य एम्ब्रोटाइप्स और फेरोटेप्स में एक whiter रंग को बढ़ावा देना है।.

-इसका उपयोग कोलाडियन प्लेटों के चांदी के स्नान के पीएच को कम करने के लिए किया गया था, जो छवियों के साथ हस्तक्षेप करने वाले कोहरे की उपस्थिति में कमी प्राप्त करने की अनुमति देता है.

अन्य लोग

-इसकी विलायक क्षमता के कारण, इसका उपयोग विभिन्न धातुओं के विश्लेषण में परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री तकनीक, और आगमनात्मक युग्मन प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री द्वारा किया जाता है।.

-नाइट्रिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड का संयोजन सेल्युलोज नाइट्रेट (नाइट्रिक कपास) में आम कपास के रूपांतरण के लिए इस्तेमाल किया गया था.

-बाहरी उपयोग के लिए दवा सालकोडर का उपयोग त्वचा के सौम्य नवोप्लाज्म (मौसा, कॉर्न्स, कान्डिलोमा और पेपिलोमा) के उपचार में किया जाता है। इसमें cauterization, दर्द से राहत, जलन और खुजली के गुण हैं। नाइट्रिक एसिड दवा फार्मूले का मुख्य घटक है.

-फ्यूमिंग रेड नाइट्रिक एसिड, और व्हाइट फ्यूमिंग नाइट्रिक एसिड, का उपयोग तरल रॉकेट ईंधन के लिए ऑक्सीडेंट के रूप में किया जाता है, विशेष रूप से BOMARC मिसाइल में.

विषाक्तता

-त्वचा के संपर्क में त्वचा पर जलन, गंभीर दर्द और जिल्द की सूजन हो सकती है.

-आंखों के संपर्क में गंभीर दर्द, फाड़ और गंभीर मामलों में, कॉर्नियल क्षति और अंधापन हो सकता है.

-वाष्पों के साँस लेने में खाँसी, सांस की तकलीफ हो सकती है, जिससे गंभीर या पुरानी नाक की सूजन, लेरिन्जाइटिस, क्रोनिक ब्रोंकाइटिस, निमोनिया और फुफ्फुसीय एडिमा हो सकती है।.

-इसकी अंतर्ग्रहण के कारण, यह मुंह में घाव, लार, तीव्र प्यास, निगलने में दर्द, पूरे पाचन तंत्र में तीव्र दर्द और उसी की दीवार के छिद्र का खतरा पैदा करता है।.

संदर्भ

1. विकिपीडिया। (2018)। नाइट्रिक एसिड। से लिया गया: en.wikipedia.org
2. PubChem। (2018)। नाइट्रिक एसिड। से लिया गया: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के संपादक। (२३ नवंबर २०१8)। नाइट्रिक एसिड। एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका। से लिया गया: britannica.com
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