Производство концентрированной азотной кислоты
Неконцентрированную азотную кислоту можно сконцентрировать путем перегонки только до 68,4% HNO3; т.к. при этой концентрации состав азотной кислоты в парах и перегоняемой смеси одинаков, образуется так называемая азеотропная смесь. Максимальная температура кипения такой кислоты 393,05 К. Концентрированную азотную кислоту с содержанием 98% HNO3 получают двумя способами. Наиболее распространённый способ - получение азотной кислоты при помощи водоотнимающих веществ, таких, например, как серная кислота в виде купоросного масла (92-93%-ная H2SO4) и нитрат магния. Второй метод - прямой синтез из жидких оксидов азота и кислорода под давлением.
1 .При помощи серной кислоты (купоросного масла).
Применение водоотнимающих средств даёт возможность содержание водяных паров над кипящей смесью и увеличить содержание паров азотной кислоты, при конденсации которых получается 98%-ная HNO3.
В процессе концентрирования азотной кислоты в смеси с купоросным маслом под действием высокой температуры и частичного разложения азотной кислоты происходит образование нитрозилсерной кислоты:
N2O3 + H2SO4 = HNSO5 + Н2О
При концентрации H2SO4 ниже 75% и повышенной температуре нитрозилсерная кислота гидролизуется:
HNSO5 + Н2О = H2SO4 + HNO2
3HNO2 = HNO3 + 2NO + Н2О
При концентрации серной кислоты 57,5% нитрозилсерная кислота не образуется. Таким образом, процесс концентрирования азотной кислоты при помощи купоросного масла состоит из следующих стадий:
1) образования тройной смеси;
2) отгонки паров азотной кислоты из тройной смеси купоросного масла, азотной кислоты и воды;
3) конденсации выделившихся паров азотной кислоты;
4) удаления из концентрированной азотной кислоты растворённых в ней оксидов азота;
5) поглощения выделившихся оксидов азота при конденсации паров азотной кислоты.
Концентрирование разбавленной азотной кислоты с применением серной кислоты связано с большими затратами на упаривание отработанной серной кислоты, необходимое для её повторного использования в процессе укрепления азотной кислоты.
Применение серной кислоты в качестве водоотнимающего средства приводит к необходимости иметь цех концентрирования серной кислоты. Эта операция обходится дорого и сопряжена с выделением больших количеств вредных газов, которые гибельно действуют на окружающую природу. Облако газов, содержащих пары H2SO4, SO3, SO2, иногда простирается за пределы азотного завода.
Смотрите также
Курсовая работа по органической химии
Актуальность
работы: В современной химии одной из актуальных проблем является синтез
биологически активных производных адамантана, которые в дальнейшем могут быть
использованы как лекарстве ...
Синтез замещенных пирролов
Пятичленные
гетероциклические структуры, такие как пиррол, а также сопряженные молекулы,
содержащие пиррольные фрагменты потенциально важны в качестве оптических
электроактивных материалов. ...
Агрегатные состояния химических
веществ.
В химии, а
еще больше в химической экологии, важное значение имеет агрегатное состояние
вещества. Раньше считали, что существует три агрегатных состояния: твердое,
жидкое и газообразное. Не так дав ...