Axit nitric HNO3 được điều chế với nhiều cách khác nhau, sản phẩm phục vụ cho các mục đích khác nhau. Trong công nghiệp, người ta thường sản xuất HNO3 bằng cách oxy hoá NH3. Phương thức trải qua 3 giai đoạn chính được thể hiện dưới đây.
3 giai đoạn điều chế axit nitric HNO3
Để điều chế axit nitric trong công nghiệp, người ta sử dụng amoniac với 3 giai đoạn:
-
Oxi hóa khí amoniac
: Oxi hóa khí amoniac thành nitơ monooxit bằng oxi ở nhiệt độ 850-900 độ C với chất xúc tác là platin.
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (850-900*C + Pt) (H<0)
-3 +2
-
Oxi hóa nitơ monooxit
Oxi hóa nitơ monooxit thành nitơ dioxit bằng oxi không khí trong điều kiện thường.
2NO + O2 → 2NO2
-
Hoàn thiện
Cho nitơ đioxit tác dụng với nước và oxi, tạo ra axit nitric.
4NO2 + O2 + H2O -> 4HNO3
Dung dịch axit nitric thu được có nồng độ từ 52 – 68%. Người ta tiếp tục chưng cất dung dịch này cùng H2SO4 đậm đặc để thu được HNO3 với nồng độ cao hơn 68%. Axit nitric công nghiệp thường có nồng độ 52% – 68%.
Ứng dụng axit nitric trong công nghiệp
Axit nitric (HNO3) đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp:
Nguyên liệu sản xuất
Chế tạo thuốc nổ: Axit nitric 68% được sử dụng để chế tạo thuốc nổ bao gồm: Nitroglycerin, trinitrotoluen (TNT) và cyclotrimethylenetrinitramine (RDX).
Sản xuất phân bón: Axit nitric cũng được dùng để tạo ra các loại phân bón chứa nitơ như: Phân đạm một lá nitrat amoni NH4NO3, muối nitrat như KNO3 , Ca(NO3)2 ,…
Sản xuất chất hữu cơ: Trong công nghiệp, người ta sử dụng axit nitric để sản xuất các chất hữu cơ, các loại bột màu, sơn hay thuốc nhuộm vải.
Làm phụ gia sản xuất
Hợp chất nền trong kỹ thuật ICP-MS và ICP-AES: Axit nitric có nồng độ 0,5-2% 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. Trong kỹ thuật này cần sử dụng axit nitric tinh khiết 100%. Vì một số lượng ion kim loại nhỏ cũng có thể gây ảnh hưởng tới kết quả phân tích.
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. Khi cho HNO3 kết hợp với axit clorua, thu được dung dịch nước có khả năng hòa tan bạch kim và vàng, được gọi là cường toan.
Chất trung gian sản xuất bọt xốp polyuretan, sợi aramit và dược phẩm: HNO3 được dùng để sản xuất nitrobenzen. Đây là một tiền chất để sản xuất ra anilin. Dẫn xuất anilin với những ứng dụng then chốt trong công nghiệp sản xuất dược phẩm, bọt xốp polyuretan, sợi aramit và các sản phẩm polyuretan khác như chất kết dính, chất bịt kín, chất bọc phủ, chất đàn hồi…
Làm Chất tẩy
Chất tẩy rửa: Axit nitric được dùng làm chất tẩy rửa các đường ống và bề mặt kim loại. Được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy sữa.
Thuốc tẩy màu: HNO3 còn được sử dụng làm thuốc tẩy màu- colorometric test. Bên cạnh đó, nó còn giúp phân biệt heroin và morphine.
Cân bằng độ tiêu chuẩn của nước: Axit nitric còn 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.
Lưu ý cần nhớ để đảm bảo an toàn khi tiếp xúc với axit nitric
Axit nitric là một chất oxy hóa mạnh. Nó có thể phát nổ khi tác dụng với cyanit, bột kim và tự bốc cháy khi phản ứng với turpentine. Ngoài việc chuẩn bị dụng cụ bảo hộ lao động an toàn. Để đảm bảo an toàn 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 cần chống được axit.
Xử lý an toàn tai nạn như thế nào?
Trong trường hợp hỏa hoạn: Nếu hỏa hoạn xảy ra do axit nitric, bạn cần xử lý bằng cách sử dụng bột khô và bình khí cacbon dioxit để dập lửa. Sau đó, dùng dung dịch kiềm để trung hòa axit. Di chuyển nhanh chóng những thùng chứa HNO3. Hoặc dùng nước làm nguội các thùng này tránh trường hợp phát nổ.
Trong trường hợp axit nitric bị tràn, rò rỉ: Hãy dùng đất, cát phủ lên nơi axit bị rò rỉ ra. 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.
