Получение азотной кислоты 

azotkislotka-1.jpg 1- Собрать прибор, как на рисунке 272, состоящий из реторты ( тугоплавкой на 200 мл с тубулусом и притертой пробкой), помещенной в штативе, на сетке, и колбы, служащей приемником. Колбу погрузить в чашку с водой. Если есть водопровод, то можно поместить колбу в большую воронку, соединенную с раковиной. На колбу пустить струю воды через изогнутую стеклянную трубку, соединенную резиновой трубкой с краном водопровода и укрепленную в зажиме штатива.

В колбу поместить 30—40 г селитры KNO3 или NaNO3 (kalium или natrium nitricum cryst.).

Опыт. Прилить в реторту через вставленную в тубулус воронку столько концентрированной серной кислоты H2SO4 (уд. в. 1,84), чтобы после размешивания стеклянной палочкой получилась жидкая кашица.

Закрыв реторту, начать нагревание, сначала осторожно, затем сильнее. В колбе довольно скоро набирается несколько миллилитров азотной кислоты, достаточных для испытания. Прекратить нагревание и, дав реторте немного остыть, вынуть ее (захватив полотенцем) из колбы и погрузить концом в укрепленную на штативе вторую колбу, цилиндр и т. п., чтобы пары азотной кислоты по возможности не попадали в воз-дух.

Во избежание растрескивания реторты нагревание ее следует вести на песочной бане (железная чаша с нетолстым слоем чистого песка).

Показав учащимся полученную азотную кислоту, испытать ее действием на лакмус, индиго или на стружки меди (в бокалах или стаканчиках). Индиго нужно взять немного и в слабом растворе. Лакмус от разбавленной азотной кислоты краснеет, а от концентрированной в первый момент краснеет, а затем быстро обесцвечивается. Медные стружки нужно сначала облить водой, а затем уже приливать кислоту. Последний опыт следует производить под тягой.

За неимением реторты с тубулусом можно воспользоваться и обыкновенной. Тогда кислоту нужно наливать через длинную воронку (рис. 273). Смешивание кислоты с селитрой можно произвести осторожным взбалтыванием;

azotkislotka-2.jpg

 2. Для лабораторного опыта реторта может быть на 10 мл, приемником может служить пробирка, погруженная в стакан с водой (рис. 274). Для наливания серной кислоты служит вороночка (рис. 275), оттянутая из пробирки.

Опыт. Укрепить сухую пробирку в зажиме штатива в таком положении, как показано на рисунке 274, погрузив ее в стакан с холодной водой.

Насыпать в реторту немного селитры KNO3 (около 1\4- пробирки).

Держа реторту, как показано на рисунке 275, вставить в нее воронку и влить немного концентрированной серной кислоты H2SO4 (уд.в. 1,84), столько, чтобы она смочила всю селитру. Вливать очень осторожно, чтобы не обжечь руки.

Вынуть воронку так, чтобы не запачкать стенки реторты, и поместить в пробирку или в стаканчик с водой (не класть воронку на стол!).

Вставить реторту в пробирку (рис. 274) и о с т о р о ж н о нагревать, держа горелку в руках. Не греть стекло выше уровня жидкости.

Когда в пробирке наберется некоторое количество азотной кислоты, прекратить нагревание.

Когда реторта остынет, вынуть ее и вымыть под краном. Не класть на стол невымытую реторту.

Несколько капель полученной азотной кислоты прилить к небольшому количеству слабого раствора индиго. Что наблюдается? (Обесцвечивание, окисление.)

3. За неимением маленькой реторты вполне возможно получать азотную кислоту и в пробирке, закрытой пробкой с газоотводной трубкой (рис. 276). Пробка во время опыта разрушается довольно быстро и под конец нередко вываливается вместе с трубкой, но учащиеся успевают получить нужные 1—2 мл азотной кислоты и попутно наблюдают действие азотной кислоты на органическое вещество.

При работе необходимо соблюдать те же предосторожности, что и при опыте с ретортой.

Особенно, важно следить, чтобы учащиеся не нагревали пробирки выше уровня жидкости, так как при этом пробирка может легко лопнуть.

По окончании опыта, вынув пробку с отводной трубочкой, поместить ее в пробирку, но не класть на стол.

Горячую жидкость из пробирки, в которой шла реакция, учащиеся могут сразу же вливать в общую банку, что облегчит мытье пробирок.

 4. Получение значительных количеств азотной кислоты. Для этой цели используется прибор, изображенный azotkislotka-3.jpg на рисунке 277, при помощи которого легко получить до килограмма концентрированной азотной кислоты.

Роль «реторты» в этой модели завода для получения азотной кислоты играет эмалированный кофейник (или чайник). Чтобы крышка кофейника не пропускала паров азотной кислоты, между крышкой и краями кофейника помещается прокладка из асбестового картона. Кружок картона смачивается водой и зажимается между краями кофейника и крышкой. После того как прокладка таким образом сформирована, ее вынимают вместе с крышкой и просушивают. Не следует забывать, что только концентрированная азотная кислота делает железо пассивным и на него не действует, а в эмали всегда могут быть трещины. Поэтому влажную прокладку применять нельзя.

Для того чтобы плотно прижать крышку к краям кофейника, служит приспособление, состоящее из двух петель, сделанных из медной проволоки, обвивающей верхний рант кофейника. В петли вставляются концы деревянной планки, в середину которой ввинчен обыкновенный большой винт для дерева (шуруп). Конец шурупа, который нужно затупить напильником, упирается в крышку. Если шишечка крышки к ней привинчена, то ее следует отвинтить, отверстие закрыть кусочком асбестового картона, поверх последнего положить кружочек из жести ид. п., в который и упереть конец винта. Если шишечка составляет с крышкой одно целое, то конец шишечки нужно спилить напильником, чтобы получилась плоскость для упора винта.

azotkislotka-4.jpgК «реторте» присоединен холодильник из лампового стекла, и «конденсационные горшки» в виде двугорлых склянок.

Все соединения должны быть сделаны без пробок и резины. Вместо пробок можно воспользоваться асбестовой ватой. Трубка а вставляется в носик кофейника поглубже, и затем в носик изнутри забивается асбестовая вата. Для этого удобно воспользоваться загнутым на конце в виде крюка большим гвоздем и т. п. В двугорлые склянки трубки вставляются тоже на асбестовой вате. На трубку навертывается жгут из ваты и затем плотно забивается в отверстие склянки. Соединения с кофейником должны быть сделаны при помощи сухого асбеста (см, выше), для остальных же соединений асбест можно взять влажный, благодаря чему без особых затруднений получаются достаточно плотные соединения.

Первая из склянок оставляется пустой, во вторую наливается немного воды, в последнюю вода наливается до половины, а трубка слегка погружается в воду. В первой банке собирается главная масса азотной кислоты, во второй — поглощается водой большая часть паров, в третьей же — удерживаются остальные пары. Если прибор можно поместить под тягу или есть приспособление для отвода газов за окно, то третью склянку можно и не ставить.

Если все соединения сделаны аккуратно, то во время работы пары азотной кислоты почти совсем не выделяются из прибора.

Вместо двугорлых склянок можно взять и обыкновенные. Тогда обе вставленные трубки сначала обвивают асбестовой ватой, каждую отдельно, затем вместе, и вставляют одновременно.

Опыт. В кофейник насыпать селитры KNO3 или NaNO3 почти до половины высоты; прилить столько концентрированной серной кислоты, чтобы после размешивания получилась кашицеобразная масса; крышку закрыть и начать нагревание. Воду в холодильник лучше пустить непрерывной струей, но можно и подливать по мере надобности.


Промышленное получение азотной кислоты.

 1. Окисление аммиака

Очищенный от примесей воздух вместе с аммиаком поступает в контактный аппарат. Там происходит каталитическое окисление аммиака.

4N-3H3 + 5O = 4N + 2O-2 + 6H2O + Q

Эта реакция экзотермическая, но необходимая температура поддерживается за счет выделяемой теплоты.

2. Окисление оксида азота

Затем смесь охлаждается и оксид аз ота (II) окисляется до оксида азота (IV) при обычной температуре..

2NO + O2 = 2NO

3. Поглощение оксида азота (IV) водой

Газовая смесь содержащая оксид азота (IV) направляется в поглотительную башню заполненную фарфоровыми кольцами. Вода в башню поступает снизу, а газовая смесь сверху. Там под давлением протекает реакция:

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO


«Азотка из подручных материалов»

  Конечно, я полностью согласен с корифеями в вопросе о том, что лучше иметь хорошее лабораторное оборудование. А если его нет? Поэтому моя мессага обращена главным образом к новичкам. У меня самого стоит три ящика стекла, но мне интереснее делать сабжи из подручных средств, чтобы не быть зависимым от редкого оборудования и реактивов. Сразу оговорюсь, что мой метод не позволяет получить больше 100 мл. конц азотки за одну загрузку, но иногда и этого бывает достаточно.
  Я использовал всё тот же старый добрый метод перегонки,  на самодельном оборудовании.
Берём пузырек из-под Тройного Одеколона на 250мл. Они есть с совсем узкими горлышками и с горлышками пошире – внутренним диаметром 12мм.
  Ещё надо стеклянную трубку не менее 25см. длиной и внутренним диаметром не менее 5мм. Я использовал т.н. Пипетку Мора – стеклянную трубку с расширением посередине, диаметр 8мм, длина 55см. Её можно достать в любой химлаборатории (я выпросил в санэпидемстанции). Один конец трубки (не более 5-и см.) надо согнуть под 80о, а другой прим.50-60о. Гнул на газовой плите (тут некоторый навык надобен).
Кстати, если трубка не очень длинная, её без проблем можно удлинить БЕНЗОМАСЛОСТОЙКОЙ ТРУБКОЙ – такая из прозрачного пластика, не боится кислоты, но боится нагрева, поэтому её следует надевать на тот конец стекл. Трубки, которая идет к охладителю. На горизонтальный участок трубки намотал 4 слоя бинта.
Далее соорудил песчаную баню из нержавеющей кружки (эмалированную низззяя).
  Согласно совету Уважаемого Unknown,а поместил в пузырек 100гр. калийной селитры (предварительно на всяк случай просушил) и 60 мл. серки 98%. Пузырек утопил в песке прим. н а 50% высоты.
  На тот конец трубки, что под 80о туго намотал несколько витков стеклоткани – её обматывают трубы теплотрасс (не путать со стекловатой!) и вставил в горлышко пузырька. Входить должно туго, с проворачиванием.
  В качестве приемника использовал бутылочку на 200мл. с узким горлышком, помещенную в ковшик с холодной водой. Конец трубки должен входить в неё не менее чем на 5см.
  Нагрел песчаную баню на газовой плите. Медленно! Сначала в пузырьке образовалось небольшое количество бурого диоксида азота, а затем закапала азотка.
  Я не думал, что стеклоткань такой хороший герметик! Весь процесс проводил на кухне и не было даже запаха!
  Содержимое пузырька должно активно кипеть, но не перегрейте чрезмерно!
  Периодически увлажняйте бинт холодной водой их шприца. Я ещё направил на него маленький вентилятор для увеличения поверхностного испарения.
  Следить за процессом практически не надо. Когда объём смеси в пузырьке уменьшится почти в два раза и азотка перестанет капать – отсоединить приемник и перелить азотку.
  Всё. У меня получилось 50 мл. азотки, светло-желтого цвета, на воздухе интенсивно клубиться белыми парами.

Дополнение:

 В результате совместных творческих усилий и моих дальнейших практических наблюдений в течении последних двух дней, у меня возникли некоторые дополнения по вопросу аппаратного обеспечения для получения азотной кислоты.
 Корпус. Пол-литровая или литровая банка. Можно подобрать стеклянную банку с завинчивающейся крышкой от магазинных консервов – горлышко у них имеет несколько меньший диаметр, чем у стандартных банок и идеально подходят под крышку (см. ниже).
 Крышка. Я не нашел у себя стеклянной крышки от кофе, зато нашел стеклянную крышку для домашнего консервирования. Сейчас я их в продаже не вижу, но у каждой домохозяйки остались запасы со старых добрых времен.
 Сверление. Победитовым сверлом сверлить хреново. Лучше – алмазным. Обязательно сделать ШАБЛОН – пластинку из гетинакса, др. пластмассы, алюминия и т.п. толщиной 5-7 мм. В ней сверлица отверстие точно такого же диаметра, какое будет в стекле. Затем шаблон накладывается на стекло с начинаем сверлить. Сверлить практически без нажима (электродрелью), почаще вытаскивать сверло и опускать его в воду. Сверлить с двух сторон.
Когда отверстия сойдутся сделать рулончик из наждачки. Для этого намотать несколько витков крупной наждачки на тонкое сверло по всей его длине и зажать в патрон дрели (хвостовик вместе с наждачкой). Выровнять отверстие.
 Прижимной механизм. Берутся две металлические пластинки длиной сантиметра на 3-4 больше, чем диаметр банки. По краям сверлятся по одному отверстию. Нижняя пластинка помещается под дно банки, а верхняя на крышку (поверх резиновой прокладки). Далее пластинки стягиваются длинными винтами с гайками. Для пол-литровой банки идеально подходят винты от самораздвигающихся дюбелей. Для литровой – толстые спицы от мопеда.
Конструкция получилась очень культурной и практичной.
  Герметизация. Трубку также герметизировал стеклотканью, А в промежуток между крышкой и банкой положил 2-3 витка асбестового шнура диаметром 2мм. Его используют сантехники как уплотнитель. Можно также использовать и полоску стеклоткани.
Загрузка и процесс перегонки такой же.
 Всю конструкцию надо действительно нагревать медленно, а по окончании процесса и отключению приемника оставить банку остывать в песке ( как тут уже некоторые правильно заметили).

 Дум


Безводная азотная кислота

Поместить в реторту из тугоплавкого слекла 50 г. нитрата натрия и прилить 100 мл. 98% -ного раствора серной кислоты. Осторожно нагреть реторту открытым пламенем горелки и отогнать 90-95% -й раствор азотной кислоты в приемник , охлаждаемый водой со льдом. Отгонку вести до исчезновения оксидов азота в реторте.

Полученную "дымящуюся" азотную кислоту перенести в колбу прибора для перегонки в вакууме . Все шлифы на уст ановке необходимо смазывать увлажненным фосфорным ангидридом или концентрированной серной кислотой.(При переливании соблюдать осторожность)

Колбу с азотной кислотой охладить льдом и внести в нее 100 мл. 98% -й серной кислоты, предварительно охлажденной до той же температуры (осторожно).Прибор в течение 10-15 мин продувать сухим азотом, подавая последний через капилляр. Затем подключить прибор через осушительную систему и предохранительную склянку к водоструйному насосу. Неплотно закрыть винтовой зажим на капилляре, оставляя слабый ток азота. Нагреть колбу с реакционной смесью на водяной бане. Собрать фракцию, кипящую при 30-40° С.


Обычная продажная азотная кислота имеет, в зависимости от сортности, концентрацию 60-70%, что для многих процессов нитрования либо недостаточно, либо требует значительного перерасхода кислоты.

Дымящая азотная кислота (94-98%, плотность около 1,5г/куб.см) может быть приготовлена либо отгонкой из смеси более разбавленной кислоты с серной кислотой, либо отогнана из смеси серной кислоты и подходящего нитрата. В обоих случаях перегонный аппарат должен быть собран на шлицах, иметь ловушку для брызг кислоты и отвод из приемника токсичных газов и паров; сам приемник (в силу летучести продукта) желательно охлаждать дополнительно (например, водой со льдом).

В первом случае (изложено по "Practical Organic Chemistry") в перегонный аппарат заливают смесь равных объемов обычной концентрированной азотной кислоты и концентрированной (98%) серной кислоты, бросают кипелку (подходят кусочки пористого стекла или керамики, гранулы силикагеля). Сама перегонка проводится обычным образом и прекращается, когда объем отгона составляет 40-45% объема взятой азотной кислоты; далее серная кислота может быть снова сконцентрирована и использована повторно.

При отгоне из смеси с нитратом как правило используются нитраты натрия или калия. Тем не менее далее описано использование нитрата аммония (аммиачной селитры) - как доступного "стартового" материала; кроме того, способность ионов аммония редуцировать окислы азота обеспечивает пониженное содержание этих окислов в первых порциях отгоняемой кислоты. В перегонный аппарат заливается примерно 130мл сильно охлажденной концентрированной серной кислоты и далее засыпается 190г тщательно просушенной (иначе возможно разложение !) гранулированной аммиачной селитры. Отгон проводится с контролем температуры, начинается при примерно 90град.С и заканчивается при примерно 120град.С. Приемники можно менять около 100-105 и 110-115град.С - т.к. в первом случае усилится термическое разложение кислоты и увеличится содержание окислов азота; во втором - начнется отгонка более разбавленной кислоты (улучшить соотношения можно перегонкой при пониженном давлении). Всего при указанных количествах реагентов отгоняется около 100мл высококонцентрированной (дымящей) азотной кислоты.

Некоторые сложности иногда вызывает хранение такой кислоты; следует учитывать, что она разрушает резину и большинство пластмасс. Соответственно, хранить ее надо в стеклянной бутыли (желательно - темной) со стеклянной же очень хорошо притертой пробкой (можно использовать и фторопластовую пробку). Кроме того, дополнительно бутыль ставится в пластиковый пакет, куда укладывается бумажный пакет с окисью магния (сорбент). Держать высококонцентрированную азотную кислоту во избежание разложения следует в темноте.


Азотка обезвоживанием

Однажды (хотя тогда на одном сайте мне никто не поверил) удалось обезводить 68% азотку (1.4) большим избытком кристаллического безводного сульфата меди. Объем азотки стал заметно меньше, а она стала очень сильно дымить. С применением этой азотки был успешно получен (и взорван) гексоген. Вот так. А если взять мало купороса и мелкокристаллического, прокалить и в азотку - он лишь дает раствор голубого цвета и с уриком получается динитрат. А если большой избыток - ничего не растворяется и получается азотка. Странно, но все получается. Только руки обжег сильно - на полгода рубец... 

Соотношение простое - сыпешь щедрой рукой безводного сульфата, по объему столько же, сколько и азотки пл.1.4, потом прокаливаешь его и в полученную азотку. Потом так еще раз. На третий раз сульфат уже не насыщается и остается белым в азотке, фильтровать азотку, естественно надо через стеклянный фильтр, а не через бумажный:)

Купороса надо действительно МНОГО. Можно конечно его потом снова прокалить, но при этом опять же немилосердно попрут пары азотки и окислы азота, ибо купорос в себя какое-то кол-во азотки все же впитает, и часть наверное всеже в нитрат меди перейдет (т. к. после повторного прокаливания там наблюдается примесь чегото черного, видать CuO). Получить пригодную для гека азотку таким образом действительно можно, но ИМХО это бОльший гемор, чем перегонка серки с селитрой (и все равно, нужна вентиляция, при прокаливании вторичного купороса).

Купорос прокаливали три раза - воняло. Купорос все три раза хорошо сделал свое дело. Имхо, это может быть геморой но не такой. Что мешает взять этот КОПЕЕЧНЫЙ купорос в количестве 1кг, 1,5 литра азотки и сделать все на балконе или на открытом воздухе на даче? С серкой можно гнать - но если есть только элик, а серки дефицит большой? ИМХО, это реально доступный метод получения азотки, с которой (даже без серки) можно делать не только гек...

Да, я не спорю, что метода не так уж неоходима, для всех нитроэфиров вообще необязательно - можно смесь серка+нитрат взять. Но есть другая тема - нитрамины. Серка разрушает их. А теперь все преимущества этого метода перед перегонкой: 

1)Не требуется конц. серка (у некоторых с ней проблемы - дефицит, зачем ее еще на азотку тратить?) 
2)Никакого дорогого оборудования, все просто 
3)Требует мало времени, по сравнению с перегонкой 
4)Осушитель пригоден для многократного использования 
5)Азотка без окислов
6)БОльшая безопасность (если с установкой по перегонке что-то сделается, а такой вероятности исключить нельзя - будет ооочень плохо)
7)Можно делать много (вытекает из 2,3,6) Порох может возразить (по пункту 5) - а ведь азотку из нитрата и серки можно очистить от окислов или перегнать с избытком серки - а я отвечу: А ЗАЧЕМ? Если этот метод сделать гораздо проще. Да, азоткой воняет. А почему бы не пойти на улицу? Разводим костер или берем газовую плитку. Берем литров 5 азотки (зачем экономить) и 4-5кг купороса (чем больше - тем лучше, иначе можно просто засрать азотку), который прокаливаем и в азотку его, так три раза. Где вы найдете столь масштабный стеклянный фильтр - н езнаю. Все, сливаем больше 2л азотки. Берем 300-400г урика (ну или грамм 800 динитрата), ну а дальше вы все знаете:) Короче, все компоненты, из которых мы сделали гек: Азотка 1,4 (на любой химфирме) Купорос (хозмаг) Урик(рыболов) Сода (чтоб промыть) и вода. Эксперимент в больших масштабах не делали. Азотка была получена в масштабах химического стаканчика, гек - в размере "петарды", которая хлопнула весьма внушительно, по сравнению с китайскими изделиями. 

Exploder


ПОЛУЧЕНИЕ

Опыт. Получение азотной кислоты нагреванием смеси нитрата натрия или калия с концентрированной серной кислотой (уд. вес 1,84). Уравнение реакции:

NaN03+H2S04=NaHS04+HN03.

В данном случае второй ион водорода серной кислоты не принимает участия в реакции. Чтобы этот ион вступил в реакцию, необходима более высокая температура, но при ней азотная кислота энергично разлагается с образованием двуокиси азота и кислорода:

2HN03=2N02 + 1/2O2 + Н20.

Предпочтительно пользуются нитратом натрия, который дешевле нитрата калия. Для перегонки смеси селитры с серной кислотой пользуются ретортой с тубусом, конец которой вставляют в кругло-донную колбу, охлаждаемую извне струей холодной воды (рис. 182). Колбу можно также охладить, поместив в кристаллизатор с холодной водой.

Если реторта невелика, то колбу можно заменить пробиркой. Когда хотят получить большее количество азотной кислоты, шейку реторты на шлифе (или при помощи аллонжа) соединяют с холодильником Либиха, к которому последовательно присоединяют три конденсационных сосуда (двугорлые склянки, колбы или банки). Первый конденсационный сосуд оставляют пустым, во второй наливают немного воды, третий наполняют водой до половины. Отводную соединительную трубку в последнем сосуде опускают ниже уровня воды. Наибольшее количество азотной кислоты скопляется в первом конденсационном сосуде. При монтаже прибора нежелательно пользоваться корковыми или резиновыми пробками и резиновыми трубками.

Чтобы получить азотную кислоту, следует нагреть реторту со смесью нитрата натрия и серной кислоты; при этом колбу, предназначенную для конденсации азотной кислоты, пробирку или холодильник Либиха охлаждают током холодной воды. Реторту нагревают на асбестовой сетке или на песчаной бане. Смесь селитры и серной кислоты должна занимать приблизительно половину реторты. Когда начинает образовываться азотная кислота, в реакционном и конденсационных сосудах появляются бурые пары. Это происходит потому, что находящаяся в избытке концентрированная серная кислота отнимает воду от азотной кислоты и последняя превращается в азотный ангидрид, разлагающийся в свою очередь на двуокись азота и кислород. Когда смесь в реторте станет жидкой и однородной, происходит гидратация азотной кислоты и образование NaHS04. Азотная кислота перегоняется и конденсируется в приемнике. К концу опыта снова появляются бурые пары, поскольку разложение остатков нитрата происходит при сильном нагревании, вызывающем разложение азотной кислоты. Этот способ позволяет получать чистую и концентрированную азотную кислоту. При получении азотной кислоты в промышленности по способу Валентинера пользуются чугунной ретортой или котлом; в эти реакционные сосуды вводят нитрат натрия и наливают 80%-ную серную кислоту.

ОЧИСТКА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ ОТ ПРИМЕСЕЙ

Азотная кислота, получаемая перегонкой из смеси нитрата натрия с серной кислотой, загрязнена соляной кислотой (образующейся из NaCl, содержащегося в небольшом количестве в NaN03) и серной кислотой (увлекаемой при перегонке). Для очистки азотную кислоту подвергают перегонке под уменьшенным давлением. Примеси отделяются с первыми и последними фракциями дистиллята. Вначале удаляются N02 и С12 (выделяющиеся из азотной и соляной кислот), а серная кислота остается в дистилляционном сосуде. Для удаления нитрозных паров, которые окрашивают азотную кислоту в желтый цвет, через нагретую приблизительно до 80° азотную кислоту продувают воздух или добавляют к ней небольшое количество мочевины.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Безводная азотная кислота — бесцветная, дымящая жидкость. Т. пл.—41° и т. кип. 86°.

При обычной температуре азотная кислота под действием солнечного света частично разлагается:

4HN03 + 62 ккал = 4N02 + 2Н20 + 02.

Растворяясь в азотной кислоте, двуокись азота окрашивает ее в желтый или красный цвет. Чтобы избежать этого частичного разложения, азотную кислоту хранят в склянках из коричневого стекла в темном месте. Азотная кислота, более разбавленная, чем моногидрат, на свету не разлагается. По приведенному выше уравнению азотная кислота разлагается и при кипячении; чем концентрированнее азотная кислота и чем выше температура нагревания, тем быстрее идет ее разложение. Чтобы избежать разложения азотной кислоты при нагревании, перегонку ее проводят под уменьшенным давлением.

Литература:

Р. Рипан, И. Четяну "РУКОВОДСТВО К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ"


Простой способ получения азотной кислоты в домашних условиях

         В Интернете по получению концентрированной азотной кислоты можно найти достаточно много информации, что и не удивительно, так как это один из любимейших реактивов пиротехников, но, к сожалению, труднодоступных. Вообще заниматься перегонкой мне не особо нравится и там где это возможно, я обхожусь без перегонки, но в некоторых случаях этого не избежать.

            Зачем я пишу этот текст? В большинстве методов требуется хим. посуда, сложное охлаждение, да при этом ещё всё это и воняет. Так вот, я всё это максимально упростил, при этом в достаточной степени обеспечил безопасность, высокую эффективность, хорошую герметизацию установки.

Теперь всё подробно и по порядку:

1)                 Реактивы. Способы обезвоживания магазинной разбавленной азотки рассматриваться не будут, будет рассмотрен классический способ получения с использованием серной кислоты и селитры.

-концентрированная серная кислота (концентрация азотной кислоты будет не выше чем концентрация исходной серки, так что надо брать самую крепкую, я использовал магазинную 99%)

-селитра калийная KNO3 (можно использовать натриевую NaNO3, но т.к. её у меня нет, то пользуюсь тем что есть. Аммиачную селитру NH4NO3 использовать не следует, так как в этом случае концентрация азотки заметно снизится)

Уравнение реакции   

По расчету для 100г калийной селитры (KNO3), требуется около 55мл(будем считать 60) конц. серной кислоты (H2SO4), если селитра влажноватая, то кислоты лучше взять побольше. В результате азотки должно  получиться около 43мл.

2)         Оборудование.

            -Электрическая или газовая плитка.
            -Кастрюля или металлическая тарелка, в ней будет песок. Другая кастрюля для холодной воды

            -Песок

            - Две стеклянные ёмкости (реактор и приемник), желательно чтобы реактор был из термостойкого стекла, приемник может быть несколько меньшего объема, чем реактор. Я использовал в качестве ёмкостей бутылки от физраствора, продается в аптеках. Хотя вообще в качестве приемника подходят и обычные банки.

            -Лед и холодная вода.

            - Г-образная стеклянная трубка, желательно чтобы диаметр был не меньше 1см (я взял из старого поттера)

            - Изоляционный материал, стойкий к действию температуры и кислот (полиэтиленовые пакеты, и белая лента, которую используют сантехники для соединения труб)

Рисунок 1 –Бутылка от физраствора, Г-обргзная трубка, пробка.

3)         Сборка установки.

            -Проделать дырки в пробках реактора и приемника под трубку, так как пробка из резины (резина разрушается азотной кислотой), то её необходимо изолировать. Для этого можно надеть на пробку полиэтиленовый пакет таким образом, чтобы свободный край трубки выходил через дырку в пакете и затем обмотать  белой лентой о которой я говорил.

      -Заполнить реактор смесью серной кислоты и селитры (желательно чтобы занято было не более 50-60% от объема)

      - поставить на плиту кастрюлю с песком, в песок, засыпав на половину, поместить реактор

      - соединить трубкой с изолированными пробками реактор и приемник

      -приемник поместить в другую кастрюлю с холодной водой и льдом.

4)         Синтез

            Включите плиту. Через некоторое время песок нагреется и реакционная масса в реакторе начнет кипеть. Не желательно допускать слишком сильного кипения. Во время синтеза не трогайте реактора, и желательно не отсоединять трубку, т.к. от это повышает вероятность того, что стекло реактора лопнет. Работать в очках и перчатках, на всякий случай должен быть по близости приготовлен таз с водой.

            Когда смесь закипит, в реакторе, а затем в приемнике появятся бурые пары NO2, вскоре из трубки в приемник начнет капать жидкость- это азотная кислота. Через некоторое время коричневый цвет исчезнет и азотка начнет капать быстрее.

Рисунок 2- Установка в работе (a-бурые пары в начале синтеза, б- в середине)

            Когда процесс будет подходить к концу, снова появятся коричневые пары разлагающейся азотки, это значит, что пора заканчивать. Нужно выключить плиту, и дать стеклу немного остыть 10мин. Затем вытащить из песка реактор, не отсоединяя его и дать ему постоять некоторое время 5-10мин. Затем отсоединить приемник и перелить желтоватую азотку в другой сосуд. Она должна дымить на воздухе. После этого, дождавшись полного остывания, всё промыть водой. Ещё хочу заметить, что во время синтеза нет никакой вони, но в тоже время соединение достаточно свободное, что препятствует возможности значительного повышения давления в сосудах.

Рисунок 3- азотная кислота

            Не стоит беспокоиться из-за того, что азотка не прозрачная, для связывания растворенного диоксида азота можно добавить немного мочевины, совсем чуть-чуть. Также можно обесцветить её продуванием воздуха, однако это может способствовать её насыщению водой. В результате получилось около 47 мл азотки (т.к. селитры и серки я взял с небольшим запасом). Не смотря на то, что охлаждение было простейшим, выходы около 90-95% от теории, на мой взгляд, это не плохо. Установка рассчитана на малые объемы, если собираетесь увеличивать, то об улучшении охлаждения всё же придется позаботиться.

Полученную азотку желательно хранить в