ÁCIDO ÁCIDO NÍTRICONÍTRICO

HISTORIA DEL ÁCIDO HISTORIA DEL ÁCIDO NÍTRICONÍTRICO

► Se cuenta que los antiguos Se cuenta que los antiguos egipciosegipcios ya conocían el ácido nítrico y ya conocían el ácido nítrico y que a partir del siglo VIII era usada por los que a partir del siglo VIII era usada por los alquimistasalquimistas con el con el nombre de nombre de “aqua fortis”“aqua fortis” para separar la plata del oro. para separar la plata del oro.

► Hacia el año 1200 se fabricaba por calcinación del salitre (KNOHacia el año 1200 se fabricaba por calcinación del salitre (KNO 33), o ), o por tratamiento de dicha sal con vitriolos (mezclas de sulfatos), como por tratamiento de dicha sal con vitriolos (mezclas de sulfatos), como alumbre y sulfato de cobre.alumbre y sulfato de cobre.

► En 1648,En 1648, Glauber Glauber obtuvo ácido nítrico destilando nitrato de potasio obtuvo ácido nítrico destilando nitrato de potasio con ácido sulfúrico.con ácido sulfúrico.

► En 1776, En 1776, LavoisierLavoisier demostró que contenía oxígeno. demostró que contenía oxígeno.► En 1784, En 1784, CavendishCavendish determinó su composición, que fue finalmente determinó su composición, que fue finalmente

establecida por establecida por Gay LussacGay Lussac en 1816. en 1816.► En 1903 se descubre el método del arco eléctrico para la obtención del En 1903 se descubre el método del arco eléctrico para la obtención del

ácido.(formación de NO por combustión del aire en un arco eléctrico)ácido.(formación de NO por combustión del aire en un arco eléctrico)((Birkeland-Eyde y SchoenherrBirkeland-Eyde y Schoenherr). ).

► A finales del siglo XIX y principios del XX, A finales del siglo XIX y principios del XX, W. F. OstwaldW. F. Ostwald (1853- (1853-1932) pone a punto el método que lleva su nombre para la obtención 1932) pone a punto el método que lleva su nombre para la obtención del ácido nítrico a partir del amoníaco. Ostwald recibió el Premio del ácido nítrico a partir del amoníaco. Ostwald recibió el Premio Nóbel de Química en 1909.Nóbel de Química en 1909.

FÓRMULA Y FÓRMULA Y ESTRUTURASESTRUTURAS

PROPIEDADES FÍSICAS DEL ÁCIDO NÍTRICO

► FÓRMULA: HNO3

► ESTADO DE AGREGACIÓN (A PRESIÓN NORMAL Y TEMPERATURA AMBIENTE): LÍQUIDO

► PUNTO DE FUSIÓN: -43 ºC► PUNTO DE EBULLICIÓN: 86 ºC► DENSIDAD: VARÍA SEGÚN LA CONCENTRACIÓN. A 70%

m/m ES DE 1,41 g/cm3.► SOLUBILIDAD EN AGUA: MISCIBLE EN TODAS LAS

PROPORCIONES.► ES UN LÍQUIDO INCOLORO QUE SE VA OSCURECIENDO

CON EL TIEMPO Y QUE PRESENTA UN AROMA CARACTERÍSTICO (ACRE).

► MASA MOLAR: 63,016 g.► PRESIÓN DE VAPOR: 62 mm/Hg (25 ºC).

PROPIEDADES QUÍMICAS

ES UN ÁCIDO POCO ESTABLE, QUE SE DESCOMPONE SEGÚN LA SIGUIENTE REACCIÓN:

4 HNO3 4 NO2 + O2 + 2H2O ES UN ÁCIDO MONOPRÓTICO FUERTE:

HNO3 H+ + NO3-

ES UN FUERTE OXIDANTE. DISUELVE METALES COMO EL COBRE Y LA PLATA:

4 HNO3 + Cu 2 NO2 + Cu(NO3)2 + 2H2O REACCIONA CON LAS PROTEÍNAS: “REACCIÓN

XANTOPROTEICA”. UNA MEZCLA DE HNO3 Y HCl EN RELACIÓN 1:3

FORMA EL AGUA REGIA (ÚNICA MEZCLA QUE ATACA AL ORO Y AL PLATINO).

ESTADO NATURAL

EL ÁCIDO NÍTRICO SE HALLA EN LA ATMÓSFERA LUEGO DE LAS TORMENTAS ELÉCTRICAS.

SE ENCUENTRA EN LA NATURALEZA SOLAMENTE EN FORMA DE SUS SALES: LOS NITRATOS.

USOS GENERALES• SE UTILIZA EN LA FABRICACIÓN DE SE UTILIZA EN LA FABRICACIÓN DE

EXPLOSIVOS, PLÁSTICOS Y PINTURAS.EXPLOSIVOS, PLÁSTICOS Y PINTURAS.• SE EMPLEA TAMBIÉN PARA LA SE EMPLEA TAMBIÉN PARA LA

FABRICACIÓN DE ABONOS COMO POR EJ. FABRICACIÓN DE ABONOS COMO POR EJ. EL NITRATO DE CALCIO, AMONIO Y EL NITRATO DE CALCIO, AMONIO Y POTASIO.POTASIO.

• SE UTILIZA EN LA INDUSTRIA TEXTIL PARA SE UTILIZA EN LA INDUSTRIA TEXTIL PARA LA ELABORACIÓN DE COLORANTES.LA ELABORACIÓN DE COLORANTES.

• EN LA INDUSTRIA ORGÁNICA SE USA PARA EN LA INDUSTRIA ORGÁNICA SE USA PARA LA FABRICACIÓN DE LA NITROGLICERINA.LA FABRICACIÓN DE LA NITROGLICERINA.

• SE EMPLEA ADEMÁS EN LA PREPARACIÓN SE EMPLEA ADEMÁS EN LA PREPARACIÓN DE AGUA REGIA, PERFUMES Y DE AGUA REGIA, PERFUMES Y PRODUCTOS FARMACÉUTICOS.PRODUCTOS FARMACÉUTICOS.

CÓDIGO DE RIESGO

CORROSIVO COMBURENTE CORROSIVO COMBURENTE TÓXICOTÓXICO

COLOR DE CAÑERÍA Y RECIPIENTE POR DONDE CIRCULA Y SE ALMACENA ÁCIDO NÍTRICO: NARANJA.

ALMACENAMIENTO

EL ÁCIDO NÍTRICO SE EL ÁCIDO NÍTRICO SE ALMACENA ALMACENA EN EN TANQUES DE TANQUES DE FUNDICIÓNFUNDICIÓN O DE O DE ALUMINIOALUMINIO, O EN , O EN VASIJAS DE VIDRIOVASIJAS DE VIDRIO ESMERILADOESMERILADO O DE O DE BARROBARRO..

TAMBIÉN SE LO PUEDE HACER EN TAMBIÉN SE LO PUEDE HACER EN CISTERNAS DE CISTERNAS DE ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE..

PRODUCCIÓN DE AC. NÍTRICO EN EL LABORATORIO

SE HACE REACCIONAR NITRATO DE SODIO CON ÁCIDO SULFÚRICO CONCENTRADO, OBTENIÉNDOSE EL ÁCIDO NÍTRICO Y SULFATO DE SODIO:

2 NaNO3 + H2SO4 2 HNO3 + Na2SO4

OBTENCIÓN INDUSTRIAL

SE UTILIZA EL SE UTILIZA EL MÉTODO DE OSTWALDMÉTODO DE OSTWALD

(OXIDACIÓN DEL AMONÍACO).(OXIDACIÓN DEL AMONÍACO).

SE PUEDE DIVIDIR EL PROCESO EN SE PUEDE DIVIDIR EL PROCESO EN TRES FASES:TRES FASES:

1)1) 4 NH4 NH33 + 5 O + 5 O2 2 4 NO + 6H 4 NO + 6H22O O (800ºC _ CAT. DE PLATINO).(800ºC _ CAT. DE PLATINO).

2)2) 2 NO + O2 NO + O22 2 NO 2 NO22

3)3) 3 NO3 NO22 + H + H22O 2 HNOO 2 HNO33 + NO + NO

DIAGRAMAS DE FLUJO DEL PROCESO

ELABORACIÓN DE HNO3

SEGÚN TEGEDER- MAYEREL MÉTODO DE EL MÉTODO DE OSTWALD SE OSTWALD SE DIVIDE EN CINCO DIVIDE EN CINCO PARTES:PARTES:

1.1. ““COMBUSTIÓN DE COMBUSTIÓN DE NHNH33”, ”,

2.2. ““ABSORCIÓN ABSORCIÓN ÁCIDA”, ÁCIDA”,

3.3. ““ABSORCIÓN ABSORCIÓN ALCALINA”,ALCALINA”,

4.4. ““INVERSIÓN DE INVERSIÓN DE LOS NITRITOS” LOS NITRITOS”

5.5. ““CONCENTRACIÓN”.CONCENTRACIÓN”.

COMBUSTIÓN DEL AMONÍACO

Cat. de Platino-Rodio

Materias primas: Aire y Amoníaco.

El oxígeno del aire oxida el amoníaco a NO (forma gases nitrosos) en el horno de contacto a 800-850ºC. Se utiliza una malla de Pt como catalizador. Los gases nitrosos son enfriados en el cambiador de calor y en la caldera.

ABSORCIÓN ÁCIDA

La oxidación de NO a NO2 y la formación de ac. Nítrico tiene lugar en grandes torres de absorción en las que el gas las atraviesa en contracorriente, primero a través de ac. nítrico diluido y posteriormente a través de agua.

El NO se oxida a NO2 con exceso de aire.

ABSORCIÓN ALCALINALos gases que contienen pequeños restos de gases nitrosos después de salir de la sexta torre, atraviesan otras dos torres de absorción rociadas con líquidos alcalinos (lechada de cal). Se produce la sig. Reacción:

4NO2 + 2 Ca(OH)2 Ca(NO3)2 +

Ca(NO2)2 + 2 H2O

Los gases que salen de 10b todavía contienen 0,05-0,1% de gases nitrosos, pero se dejan escapar al aire porque una absorción completa no sería económica.

INVERSIÓN DE LOS NITRITOSLos nitritos formados en la absorción alcalina se los oxida a nitratos por inyección de aire y adición de ac. nítrico en una torre de inversión (12). Reacción:

3 Ca(NO2)2 + 4 HNO3 3 Ca(NO3)2 + 4 NO + 2 H2O

El nitrato se emplea en la fabricación de abonos (14), y otra parte de la disolución de nitrato se puede llevar a la elaboración de la disolución alcalina.

El NO formado en la torre se recicla a la absorción ácida.

CONCENTRACIÓN

Por destilación, solamente se puede concentrar el ac. nítrico hasta una riqueza del 68%. La concentración de un 97-100% solo se puede lograr utilizando productos capaces de ligar el agua: el más barato es el ac. sulfúrico concentrado.

En una columna de destilación se hace llegar ac. nítrico del 50% y ac. sulfúrico concentrado. El HNO3 de alta concentración que destila se condensa en un refrigerante (19) y se recoge en un tanque (20).

MODIFICACIONES DEL MÉTODO

En la mezcla NHEn la mezcla NH33-aire utilizada el porcentaje de -aire utilizada el porcentaje de NHNH33 varía entre 9,5 y 11,5%. Hay instalaciones que varía entre 9,5 y 11,5%. Hay instalaciones que utilizan Outilizan O22 puro o aire enriquecido con O puro o aire enriquecido con O22. También se . También se usan distintos catalizadores, por ej., Pt puro, Pt-Rh usan distintos catalizadores, por ej., Pt puro, Pt-Rh o masas de contacto de óxido de cobre con óxido de o masas de contacto de óxido de cobre con óxido de bismuto. bismuto.

En la abs. alcalina se emplean también lejía de En la abs. alcalina se emplean también lejía de sosa o Nasosa o Na22COCO33. Las torres de absorción pueden tener . Las torres de absorción pueden tener pisos o relleno.pisos o relleno.

En la fase de concentración existen instalaciones En la fase de concentración existen instalaciones que trabajan sin agentes deshidratantes y transforman que trabajan sin agentes deshidratantes y transforman el HNOel HNO33 diluido en concentrado con N diluido en concentrado con N22OO44 y oxígeno, y oxígeno, operando a presión en un autoclave. Aunque aquí se operando a presión en un autoclave. Aunque aquí se consume mucha energía, estas instalaciones igualan en consume mucha energía, estas instalaciones igualan en su economía a las otras. su economía a las otras.

FFIINN