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dimanche 9 mars 2014

Quel est le lien entre l'acide nitrique et d'acide sulfurique?

L'acide nitrique et d'acide sulfurique sont deux des produits chimiques industriels les plus importants et sont produites en grandes quantités. Ils sont reliés à un certain nombre de manières, en ce qui concerne 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 largement utilisés. Ils sont également des polluants graves et responsables des pluies acides.

Une première méthode de fabrication de l'acide sulfurique était par chauffage salpêtre (NaNO3) et de soufre à la vapeur. L'acide nitrique (HNO 3) a été produite d'abord par distillation le salpêtre avec de l'acide sulfurique concentré (H 2 SO 4). Les deux produits chimiques réagissent pour produire de l'acide nitrique et sulfate acide de sodium: H 2 SO 4 + NaNO 3 → NaHSO 4 + HNO 3. Le mélange est chauffé et l'acide nitrique, qui bout à 181,4 ° F (83 ° C), est produit sous forme de vapeur qui est condensée dans un récepteur.

Ces procédés de production ont été remplacées dans le contexte industriel, mais la distillation d'un nitrate de métal avec de l'acide sulfurique peuvent encore être employées 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, l'eau et l'oxygène, 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 requise. L'appareil utilisé doit être tout en verre, que l'acide nitrique détruit rapidement caoutchouc, le liège et la plupart des plastiques.

Aujourd'hui, l'acide nitrique est produit commercialement par le catalyseur d'oxydation de l'ammoniac, en formant du dioxyde d'azote, qui est dissous 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. Ceci est l'acide nitrique 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 concentré acide nitrique - souvent appelé "l'acide nitrique fumant» - est nécessaire, elle peut être produite par distillation sous pression réduite avec de l'acide sulfurique concentré, ce qui élimine l'eau.

La plus grande utilisation à la fois de l'acide nitrique et l'acide sulfurique se trouve dans l'industrie des engrais. L'acide nitrique est utilisé dans la production d'engrais azotés, qui libèrent de l'azote essentiel sous une forme qui peut être facilement absorbé par les plantes. Le nitrate d'ammonium est l'un des engrais les plus largement utilisés. L'acide sulfurique est mis à réagir avec du phosphate de roche ou de farine d'os pour produire «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 production d'explosifs. La majorité des explosifs dans l'usage militaire et commercial sont synthétisés par nitration des composés organiques, dans ce processus, les ions nitronium (NO 2 +) sont utilisés pour remplacer hydroxyle (OH) avec nitro (NO 2) groupes. Les ions NO 2 + sont fournis par la combinaison de l'acide nitrique et l'acide sulfurique, qui réagissent de la manière suivante: HNO 3 + 2H 2 SO 4 → H 3 O + + + + 2 NO 2HSO 4 -.

Pour certains explosifs, par exemple de trinitrotoluène (TNT), le mélange doit être exempt d'eau. Cela peut être assuré en utilisant anhydre, ou "fumage", de l'acide nitrique. En variante, l'acide nitrique commercial peut être utilisé avec de l'oléum - faite en dissolvant du tri-oxyde de soufre (SO 3) en acide sulfurique concentré, - si bien que l'eau est éliminée par combinaison avec le SO 3 pour produire de l'acide sulfurique plus. Cette dernière méthode est généralement préférée, en tant que l'oléum est facilement fabriqué par le même procédé qui produit de l'acide sulfurique plus. L'acide nitrique fumant est relativement coûteux à produire, dangereux pour le transport et sujettes à la décomposition moins conservé au réfrigérateur.

En dehors de leurs applications industrielles, de l'acide nitrique et d'acide sulfurique sont parmi les réactifs de laboratoire les plus couramment utilisés. Les deux sont utiles dans des procédures nécessitant des acides forts. L'acide sulfurique est un agent de déshydratation puissant qui peut être utilisé pour le séchage des gaz et fraîchement préparés dans des réactions faisant intervenir l'élimination d'eau à partir de composés. Il peut également être utilisé pour libérer d'autres acides à partir de leurs sels. L'acide nitrique est utile en tant qu'agent oxydant, comme agent de nitration et est largement utilisé dans l'analyse chimique, en particulier dans l'identification des métaux présents dans les échantillons de sol et de minéraux.

Les acides sulfurique et nitrique sont également les principaux polluants et responsables des pluies acides. L'acide nitrique est formé lorsque le dioxyde d'azote gazeux - trouvé dans les gaz d'échappement du véhicule et produite naturellement par l'action de la foudre - se dissout dans l'eau. L'acide sulfurique est formé lorsque le dioxyde de soufre - produite par la combustion de combustibles fossiles et, naturellement, par les volcans - réagit avec l'oxygène pour former du tri-oxyde 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 plus de 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.