硝酸
硝酸(英文名:Nitricacid),是一种具有强氧化性、腐蚀性的一元无机强酸,是六大无机强酸之一,也是一种重要的化工原料,化学式为HNO₃,分子量为63.01,其水溶液俗称硝镪水或氨氮水。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料等;在有机化学中,浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。所属的危险符号是O(Oxidizingagent氧化剂)与C(Corrosive 腐蚀品) 。硝酸的酸酐是五氧化二氮(N2O5)。
纯硝酸为无色透明液体,浓硝酸为淡黄色液体(溶有二氧化氮),正常情况下为无色透明液体,有窒息性刺激气味。浓硝酸含量为68%左右,易挥发,在空气中产生白雾(与浓盐酸相同),是硝酸蒸汽(一般来说是浓硝酸分解出来的二氧化氮)与水蒸汽结合而形成的硝酸小液滴。能与水混溶。能与水形成共沸混合物。相对密度1.50(无水),熔点-42℃(无水),沸点83℃(无水)。对于稀硝酸,一般认为浓稀之间的界线是6mol/L,市售普通试剂级硝酸浓度约为68%左右,而工业级浓硝酸浓度则为98%,通常发烟硝酸浓度约为98%。
化学性质
不稳定性
浓硝酸不稳定,遇光或热会分解而放出二氧化氮,分解产生的二氧化氮溶于硝酸,从而使外观带有浅黄色 。但稀硝酸相对稳定,70%~90%硝酸在0℃,阴暗处不发生分解。浓硝酸氧化性强,标准氧化电位。
反应方程式:
,
强酸性
一般情况下认为硝酸在水溶液中能够完全电离,产生大量氢离子:
硝酸作为氮元素的高价(+5)水化物,具有很强的酸性。
酯化反应
硝酸能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应。与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯,在机理上,硝酸参与的酯化反应过去被认为生成了碳正离子中间体,许多文献将机理描述为费歇尔酯化反应(Fischeresterification),即“酸脱羟基醇脱氢”与羧酸的酯化机理相同。硝酸的酯化反应被用来生产硝化纤维,方程式见下:
3nHNO3+[C6H7O2(OH)3]n——→[C6H7O2(O-NO2)3]n+3nH2O
硝化反应
浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂(浓硫酸、五氧化二磷)混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应,硝化反应属于亲电取代反应(electrophilicsubstitution),反应中的亲电试剂为硝鎓离子,脱水剂有利于硝鎓离子的产生。