Wat is het verband tussen salpeterzuur en zwavelzuur?

Salpeterzuur en zwavelzuur zijn twee van de belangrijkste industriële chemicaliën en worden in enorme hoeveelheden geproduceerd.Ze zijn op een aantal manieren verbonden, in termen van hun productie en hun gebruik.Beide zuren zijn van vitaal belang voor de kunstmest- en explosievenindustrie en behoren tot de meest gebruikte laboratoriumreagentia.Ze zijn ook ernstige verontreinigende stoffen en bijdragers aan zure regen.

Een vroege methode voor het maken van zwavelzuur was door de zoutpeter (nano ₃ ) en zwavel met stoom te verwarmen.Salpeterzuur (HNO ₃ ) werd eerst geproduceerd door zoutpeter te destilleren met geconcentreerd zwavelzuur (H ₂ dus ₄ ).De twee chemicaliën reageren om salpeterzuur- en natriumwaterstofsulfaat te produceren: H ₂ Dus 4 + nano ₃ rarr;Nahso ₄ + Hno ₃ .Het mengsel wordt verwarmd en het salpeterzuur, dat kookt op 181.4 deg; f (83 deg; c), wordt geproduceerd als een damp die is gecondenseerd in een ontvanger.

Deze productiemethoden zijn vervangen in de industriële context, maar hetDistillatie van een metaalnitraat met zwavelzuur kan nog steeds worden gebruikt om kleine hoeveelheden salpeterzuur in het laboratorium te produceren.De hete salpeterzuurdamp heeft de neiging om gedeeltelijk te ontleden in stikstofdioxide, water en zuurstof, wat resulteert in een onzuiver zuur.Om het zuivere zuur te verkrijgen, wordt destillatie uitgevoerd onder verminderde druk, zodat minder warmte vereist is.Het gebruikte apparaat moet allemaal glas zijn, omdat salpeterzuur snel rubber, kurk en de meeste kunststoffen vernietigt.

Tegenwoordig wordt salpeterzuur commercieel vervaardigd door de katalytische oxidatie van ammoniak, waardoor stikstofdioxide wordt gevormd, die in water wordt opgelost om het zuur te produceren.Het ruwe zuur kan worden gedestilleerd om concentraties tot 68,5%te produceren, op welk punt het een azeotrope met water vormt.Dit is het commerciële salpeterzuur dat wordt gebruikt voor de meeste toepassingen en als laboratoriumreagens.Hogere concentraties kunnen niet worden verkregen door eenvoudige destillatie.Wanneer watervrij, of zeer sterk geconcentreerde salpeterzuur mdash;Vaak "rokende salpeterzuur" genoemd mdash;is vereist, het kan worden geproduceerd door destillatie onder verminderde druk met geconcentreerd zwavelzuur, dat het water verwijdert.

Het grootste gebruik voor zowel salpeterzuur als zwavelzuur bevindt zich in de meststoffenindustrie.Tikstofzuur wordt gebruikt bij de productie van nitraatmeststoffen, die essentiële stikstof afgeven in een vorm die gemakkelijk kan worden opgenomen door planten.Ammoniumnitraat is een van de meest gebruikte meststoffen.Zwavelzuur wordt gereageerd met fosfaatrots of botmaaltijd om 'superfosfaat' te produceren, dat fosfor biedt, een ander essentieel element voor planten.Dit zuur wordt ook gebruikt bij de productie van ammoniumsulfaat, een veel voorkomende meststof.

Een andere belangrijke industriële toepassing voor salpeterzuur en zwavelzuur zit in de productie van explosieven.De meeste explosieven in militair en commercieel gebruik worden gesynthetiseerd door nitrerende organische verbindingen;In dit proces worden nitronium (geen

2 +^{) ionen gebruikt om hydroxyl (OH) groepen te vervangen door nitro (geen} 2 _{) groepen.De NO} 2 + ^{ionen worden geleverd door het combineren van salpeterzuur en zwavelzuur, die als volgt reageren: hno} 3 _{+ 2H} 2 _Dus 4 _rarr;H 3 _O + ^{+ NO} 2 + ^{+ 2HSO} 4 -^.

Voor sommige explosieven, bijvoorbeeld trinitrotolueen (TNT), moet het mengsel watervrij zijn.Dit kan worden gewaarborgd door het gebruik van watervrij, of "roken", salpeterzuur.Als alternatief kan commercieel salpeterzuur worden gebruikt met oleum mdash;Gemaakt door het oplossen van zwaveltrioxide (dus ₃ ) in geconcentreerd zwavelzuur mdash;zodat het water wordt verwijderd door combinatie met SO ₃ om meer zwavelzuur te produceren.De laatste methode heeft over het algemeen de voorkeur, omdat oleum gemakkelijk wordt vervaardigd door hetzelfde proces dat het meeste zwavelzuur produceert.Grapping salpeterzuur is relatief duur om te produceren, DanGerustig om te transporteren en vatbaar voor ontleding tenzij gekoeld gehouden.

Afgezien van hun industriële toepassingen, behoren salpeterzuur en zwavelzuur tot de meest gebruikte laboratoriumreagentia.Beide zijn nuttig in procedures die sterke zuren vereisen.Zwavelzuur is een krachtig dehydraterend middel dat kan worden gebruikt voor het drogen van enkele vers bereide gassen en in reacties waarbij water uit verbindingen wordt verwijderd.Het kan ook worden gebruikt om andere zuren uit hun zouten af te geven.Tikstofzuur is nuttig als een oxidatiemiddel, als een nitratiemiddel en wordt veel gebruikt in chemische analyse, vooral bij het identificeren van metalen die aanwezig zijn in bodem- en minerale monsters.

Zwavelzuren en salpeterzuren zijn ook belangrijke verontreinigende stoffen en bijdragers aan zure regen.Tikstofzuur wordt gevormd wanneer het gasstikstofdioxide mdash;Gevonden in voertuiguitlaat en op natuurlijke wijze geproduceerd door de werking van bliksem mdash;lost op in water.Zwavelzuur wordt gevormd wanneer zwaveldioxide mdash;geproduceerd door het verbranden van fossiele brandstoffen en natuurlijk door vulkanen mdash;reageert met zuurstof om zwaveltrioxide te vormen, dat oplost in water om zwavelzuur te produceren.Ondanks de natuurlijke productie van deze verbindingen, zijn door de mens gemaakte bronnen de meeste zure regen.Zwavelzuur is de grotere bijdrage, omdat zwaveldioxide een meer gebruikelijke verontreinigende stof is dan stikstofdioxide.