Axit Nitric Tinh Khiết & Những Thông Tin Quan Trọng Cần Biết

Axit Nitric tinh khiết là một hợp chất vô cơ ở dạng chất lỏng tinh khiết trong suốt không màu, có mùi hăng khó chịu. Nó là một axit độc, có tính ăn mòn và dễ cháy. Axit Nitric tinh khiết là một trong những dòng hóa chất nổi bật được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện tại. Vậy bạn đã biết gì về axit này chưa? Trong bài viết này, chúng mình sẽ cùng tìm hiểu về cấu tạo, tính chất, cách điều chế và ứng dụng của Axit Nitric tinh khiết nhé!

1. Axit Nitric Tinh Khiết Là Gì?

Axit Nitric tinh khiết là một dung dịch axit vô cơ mạnh có công thức hóa học là HNO3. Trong tự nhiên, chúng được hình thành từ những cơn mưa đi kèm với sấm và sét. Axit Nitric tinh khiết ở dạng lỏng, không màu, tạo khói mạnh trong không khí ẩm và là một axit độc, có tính ăn mòn và dễ cháy.

Axit Nitric tinh khiết không màu để ngoài ánh sáng lâu ngày sẽ chuyển dần sang màu vàng. Nguyên nhân là do HNO₃ không bền nên bị phân hủy một phần thành NO₂ làm cho axit có màu vàng.

2. Tính Chất Lý Hóa Của Axit Nitric Tinh Khiết

2.1. Tính chất vật lý

Axit Nitric có những đặc trưng vật lý cần phải kể đến như sau:

• Hình thức: chất lỏng bốc khói không màu, vàng hoặc đỏ.
• Khối lượng phân tử: 63,012 g/mol -1
• Độ chua (pKa): -2
• Công thức hóa học: HNO3
• Mật độ: 1,51 g/cm3
• Điểm sôi: 83°C (356 K).
• Độ hòa tan trong nước: hòa tan hoàn toàn.
• Là một axit vô cơ không màu, mạnh, tạo khói mạnh trong không khí ẩm và là một axit độc, ăn mòn và dễ cháy.
• Điểm nóng chảy: -42°C (-44°F; 231 K).
• Vị: đắng, sốc, kích ứng đường hô hấp.

2.2. Tính chất hóa học

Axit Nitric tinh khiết là một trong những axit cực mạnh được ứng dụng nhiều nhất trong lĩnh vực hóa học và ứng dụng thực tế.

• Axit Nitric có tính oxi hóa

Là 1 trong những axit có tính oxy hóa mạnh, nó có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ, phụ thuộc vào nồng độ axit mạnh hay yếu của chất khử.

• Tác dụng với kim loại

Axit Nitric có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại tạo ra muối nitrat, ngay cả kim loại có tính khử yếu (Cu, Ag)…, ngoại trừ Pt và Au.

Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O (nhiệt độ)

Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O

Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2

Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)

• Tác dụng với phi kim

Khi được đun nóng, HNO3 đặc có khả năng oxi hóa được các phi kim như S, C, P… (các nguyên tố á kim, ngoại trừ halogen và silic). Sản phẩm tạo thành là Nito Dioxit (nếu là Axit Nitric đặc) và Oxit Nito (với axit loãng và nước).

C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2

P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4

3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O

• Tác dụng với hợp chất

Là một trong những axit cực mạnh, HNO3 đặc có khả năng oxi hóa, phá hủy nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ khác nhau như vải, giấy, mùn cưa,…

3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S (↓) + 2NO + 4H2O

PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4(↓)  + 8NO2 + 4H2O

Ngoài ra, Ag₃PO₄ tan trong HNO₃, HgS không tác dụng với HNO₃.

3. Điều Chế Axit Nitric Tinh Khiết

3.1. Trong phòng thí nghiệm

Người ta cho muối Natri Nitrat tinh thể tác dụng với Axit Sunfuric đặc, chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của Axit Nitric là 83°C cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tạo ra một lượng nhỏ axit.

H₂SO_{4 đặc} + NaNO₃ (tinh thể) → HNO₃ + NaHSO₄

3.2. Trong công nghiệp

Axit Nitric loãng có thể cô đặc đến 68% axit cùng một hỗn hợp Azeotropic với 32% nước. Để thu được axit có nồng độ cao hơn, tiến hành chưng cất với Axit Sunfuric H₂SO₄. H₂SO₄ đóng vai trò là chất khử sẽ hấp thụ lại nước.

4NH₃ + 5O₂  → 4NO + 6H₂O (Pt, 850^oC)

2NO + O₂ → NO₂

4NO₂  + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

4. Những Ứng Dụng Quan Trọng Của Axit Nitric Tinh Khiết

Axit Nitric Tinh Khiết đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp:

• Chế tạo thuốc nổ: được sử dụng để chế tạo thuốc nổ bao gồm: Nitroglycerin, Trinitrotoluen (TNT) và Cyclotrimethylenetrinitramine (RDX).

• Sản xuất phân bón: tạo ra các loại phân bón chứa nitơ như: phân đạm một lá Nitrat Amoni NH4NO3, muối nitrat như KNO3, Ca(NO3)2,…

• Hợp chất nền trong kỹ thuật ICP-MS và ICP-AES: được sử dụng làm hợp chất nền để xác định trong dung dịch có tồn tại kim loại không. Người ta gọi đây là kỹ thuật ICP-MS và ICP-AES.

• Ứng dụng trong ngành luyện kim, xi mạ, tinh lọc: Vì Axit nitric phản ứng với hầu hết các kim loại trong các hợp chất hữu cơ nên nó được ứng dụng phổ biến trong ngành luyện kim, xi mạ và tinh lọc.

• Sản xuất chất hữu cơ: sản xuất các chất hữu cơ, các loại bột màu, sơn hay thuốc nhuộm vải.

• Thuốc tẩy màu: được sử dụng làm thuốc tẩy màu. Bên cạnh đó, nó còn giúp phân biệt heroin và morphine.

• Chất tẩy rửa: được dùng làm chất tẩy rửa các đường ống và bề mặt kim loại, được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy sữa.

• Cân bằng độ tiêu chuẩn của nước: được dùng để loại bỏ các tạp chất và cân bằng lại độ tiêu chuẩn của nước. Bên cạnh đó, nó còn là một chất oxy hóa trong nhiên liệu lỏng tên lửa.

5. Những Điều Cần Lưu Ý Khi Sử Dụng Axit Nitric Tinh Khiết

Khi tiếp xúc và sử dụng Axit Nitric, bạn cần lưu ý những nguyên tắc sau:

• Khi pha loãng HNO3, tuyệt đối không được đổ nước vào axit mà phải đổ axit vào nước.

• Sử dụng các thùng chứa axit bằng nhựa thay cho kim loại vì Axit Nitric tác dụng với kim loại.

• Các thùng chứa nên tối màu, được đậy nắp cẩn thận, tránh xa ánh nắng mặt trời.

• Khu vực lưu trữ cần sạch sẽ, thoáng mát, tránh xa các nguồn nhiệt hoặc các vật liệu không tương thích như: hợp chất hữu cơ, kim loại, rượu…

• Nền nhà phải chống được axit.

• Trong trường hợp Axit Nitric bị tràn, rò rỉ: dùng đất, cát phủ lên nơi axit bị rò rỉ. Sau đó, sử dụng soda hoặc Ca(OH)2 khan để trung hòa. Tiếp tục dùng nước để làm sạch khu vực hóa chất HNO3 bị rò rỉ.