L'acide nitrique et l'acide sulfurique sont deux des produits chimiques industriels les plus importants et sont produites en grandes quantités. Ils sont connectés en un certain nombre de façons, en fonction de leur fabrication et leurs utilisations. Les deux acides sont essentiels pour les industries des engrais et d'explosifs et sont parmi les réactifs de laboratoire les plus couramment utilisés. Ils sont aussi des polluants graves et des contributeurs aux pluies acides.
Une première méthode de fabrication de l'acide sulfurique était par le salpêtre chauffage (NaNO3) et de soufre à la vapeur. L'acide nitrique (HNO3) a été produit par distillation du salpêtre avec de l'acide sulfurique concentré (H2SO4). Les deux produits chimiques réagissent pour produire l'acide nitrique et de sulfate acide de sodium: H2SO4 + NaNO3 → NaHSO4 + HNO3. Le mélange est chauffé et l'acide nitrique, ce qui revient à 181,4 ° F (83 ° C), est produit sous forme de vapeur qui est condensée dans un récepteur.
Ces méthodes de production ont été remplacées dans le contexte industriel, mais la distillation d'un nitrate de métal avec de l'acide sulfurique peut encore être utilisé pour produire de petites quantités d'acide nitrique dans le laboratoire. La vapeur d'acide nitrique chaud a tendance à se décomposer partiellement en dioxyde d'azote, d'oxygène et d'eau, ce qui entraîne un acide impur. Pour obtenir l'acide pur, la distillation est effectuée sous pression réduite, de sorte que moins de chaleur est nécessaire. L'appareil utilisé doit être entièrement en verre, que l'acide nitrique détruit rapidement le caoutchouc, le liège et la plupart des plastiques.
Aujourd'hui, l'acide nitrique est fabriqué industriellement par l'oxydation catalytique de l'ammoniac, le dioxyde d'azote formant, que l'on dissout dans de l'eau pour produire de l'acide. L'acide brut peut être distillé pour produire des concentrations allant jusqu'à 68,5%, à quel point il forme un azéotrope avec l'eau. Il s'agit de l'acide nitrique à usage commercial utilisé pour la plupart des applications et en tant que réactif de laboratoire. Des concentrations plus élevées ne peuvent pas être obtenues par simple distillation. Lorsque anhydre, ou très fortement concentrées d'acide nitrique - souvent appelé "acide nitrique fumant" - est requis, il peut être produit par distillation sous pression réduite avec de l'acide sulfurique concentré, ce qui élimine l'eau.
L'utilisation la plus importante à la fois pour l'acide nitrique et l'acide sulfurique est dans l'industrie des engrais. L'acide nitrique est utilisé dans la production d'engrais contenant du nitrate, qui libèrent l'azote essentiel sous une forme qui peut être facilement absorbé par les plantes. Le nitrate d'ammonium est un des engrais les plus couramment utilisés. L'acide sulfurique réagit avec du phosphate ou de la farine d'os pour produire le «superphosphate», qui fournit du phosphore, un autre élément essentiel pour les plantes. Cet acide est également utilisé dans la production de sulfate d'ammonium, un engrais commun.
Une autre application industrielle majeure pour l'acide nitrique et l'acide sulfurique est dans la fabrication d'explosifs. La majorité des explosifs à usage militaire et commercial sont synthétisés par nitration de composés organiques, dans ce processus, nitronium (NO2 +) des ions sont utilisés pour remplacer les groupes hydroxyles (OH) avec nitro (NO2) groupes. Les ions NO2 + sont fournis par la combinaison d'acide nitrique et d'acide sulfurique, qui réagissent comme suit: HNO3 + 2H2SO4 → H3O + + + + NO2-2HSO4.
Pour certains explosifs, par exemple trinitrotoluène (TNT), le mélange doit être exempt d'eau. Cela peut être assuré à l'aide anhydre, ou "fumant", de l'acide nitrique. En variante, l'acide nitrique commercial peut être utilisé avec de l'oléum - en dissolvant du trioxyde de soufre (SO3) en acide sulfurique concentré - de sorte que l'eau est éliminée par combinaison avec SO3 pour produire de l'acide sulfurique plus. Cette dernière méthode est généralement préférée, comme l'oléum est facile à fabriquer par le même procédé qui produit l'acide sulfurique plus. L'acide nitrique fumant est relativement coûteux à produire, dangereux pour le transport et sujettes à la décomposition à moins conservé au réfrigérateur.
En dehors de leurs applications industrielles, de l'acide nitrique et l'acide sulfurique sont parmi les réactifs de laboratoire les plus couramment utilisés. Les deux sont utiles dans les procédures nécessitant des acides forts. L'acide sulfurique est un puissant agent de déshydratation qui peut être utilisé pour le séchage des gaz fraîchement préparés et dans les réactions impliquant l'élimination d'eau à partir de composés. Il peut également être utilisé pour libérer les acides autres de leurs sels. L'acide nitrique est utilisé comme agent oxydant, comme un agent de nitration et est largement utilisé dans l'analyse chimique, notamment dans l'identification des métaux présents dans le sol et des échantillons de minéraux.
Les acides sulfurique et nitrique sont également les principaux polluants et les contributeurs aux pluies acides. L'acide nitrique est formé lorsque le dioxyde d'azote gaz - tuyau d'échappement des véhicules et produite naturellement par l'action de la foudre - se dissout dans l'eau. L'acide sulfurique se forme lorsque du dioxyde de soufre - produite par la combustion de combustibles fossiles et, naturellement, par les volcans - réagit avec l'oxygène pour former du trioxyde de soufre, qui se dissout dans l'eau pour produire de l'acide sulfurique. Malgré la production naturelle de ces composés, les sources artificielles représentent pluie acide. L'acide sulfurique est le plus grand contributeur, comme le dioxyde de soufre est un polluant plus commun que le dioxyde d'azote.