Как изготовить азотную кислоту

Получение азотной кислоты в домашних условиях: как обращаться с реагентами

Химия — увлекательная наука. Те, кто интересуются не только теорией, но и пробует свои навыки на практике, точно знают, о чем идет речь. С большинством элементов из таблицы Менделеева знаком каждый школьник. Но всем ли удалось попробовать на собственном опыте смешивать реагенты и проводить химические испытания? Даже сегодня не во всех современных школах имеется в наличии необходимое оборудование и реагенты, потому химия остается наукой открытой для самостоятельного изучения. Многие стремятся познать ее глубже, проводя исследования в домашних условиях.

Ни один самодельщик не обойдется без азотной кислоты — крайне важной в хозяйстве вещи. Достать вещество сложно: приобрести его можно только в специализированном магазине, где покупка осуществляется по подтверждающим мирное использование вещества документам. Потому если вы мастер-самоделка, достать этот компонент, скорее всего, не получится. Здесь и возникает вопрос о том, как сделать азотную кислоту в домашних условиях. Процесс вроде не отличается сложностью, тем не менее на выходе должно получиться вещество достаточного уровня чистоты и необходимой концентрации. Здесь без навыков химика-экспериментатора никак не обойтись.

Где используется вещество?

Применение азотной кислоты разумно в безопасных целях. Вещество используется в таких сферах деятельности человека:

• создание красящих пигментов;
• проявление фотопленок;
• приготовление лекарственных препаратов;
• переработка пластиковых изделий;
• использование в химии;
• удобрение садовых и огородных культур;
• производство динамита.

Чистая азотная кислота в неизмененном виде выглядит как жидкое вещество, которое при контакте с воздухом начинает выпускать белые пары. Замерзание его происходит уже при -42 о С, а кипение — при +80 о С. Как вывести такое вещество, как азотная кислота, своими руками в домашних условиях?

Способ 1

Дымящееся вещество получают посредством воздействия концентрата серной кислоты на натриевую (калийную) селитру (натрий (калий) нитрат). В результате реакции получается искомое вещество и гидросульфат натрия (калия). Схема реакции выглядит таким образом: NaNO₃+H₂SO₄=>HNO₃+NaHSO_4. Запомните, что концентрация полученного вещества зависит от концентрации серной кислоты перед вступлением в реакцию.

Способ 2

Получение азотной кислоты в домашних условиях с меньшей концентрацией вещества происходит тем же способом, необходимо только заменить натриевую селитру нитратом аммония. Химическое уравнение выглядит так: NH₄NO₃+H₂SO₄=>(NH4)₂SO₄+HNO₃. Заметьте, что аммиачная селитра доступнее, чем калийная или натриевая, потому большинство исследователей проводят реакцию на ее основе.

Чем выше концентрация H₂SO₄, тем более концентрированной будет азотная кислота. Чтобы получить сбалансированное вещество, требуется увеличить объем электролита, необходимого для проведения реакции. Чтобы достичь желаемого результата, на практике пользуются методом выпаривания, который заключается в постепенном уменьшении объема электролита примерно в 4 раза от первоначального.

Особенности метода выпаривания

На дно посуды высыпают просеянный песок и ставят резервуар с электролитом. При этом процесс кипячения регулируют вентилем газовой плиты, поддавая или уменьшая огонь. Процесс отличается длительностью, поэтому в таком деле важно терпение. Эксперты рекомендуют использовать кипелки — стеклянные или керамические трубочки, предназначенные для проведения химических опытов, в том числе и выпаривания. Они нейтрализуют образование пузырей и снижают силу кипения, предотвращая разбрызгивание вещества. В таких условиях допустимо получение азотной кислоты в домашних условиях с концентрацией около 93 %.

Инструменты и реагенты для практического получения вещества

Для проведения реакции потребуется наличие:

• концентрированного H₂SO₄ (>95%) — 50 мл;
• нитрата аммония, калия, натрия;
• 100 мл емкости;
• 1000 мл контейнера;
• стеклянной воронки;
• резинки;
• водяной бани;
• колотого льда (можно заменить на снег или холодную воду);
• термометра.

Получение азотной кислоты в домашних условиях, как и проведение любой другой химической реакции, требует соблюдения мер предосторожности:

• В процессе получения азотной кислоты в домашних условиях необходимо поддерживать температуру в рамках 60-70 о С. Если превысить эти границы, кислота начнет распадаться.
• Во время проведения реакции могут выделяться пары и газы, поэтому, работая с кислотами, обязательно пользуйтесь защитной маской. Руки должны быть защищены от внезапного попадания вещества на кожу, потому химики работают в резиновых перчатках. На больших химических производствах, где человек контактирует с опасными для здоровья веществами, рабочие вообще работают в специальных защитных костюмах.

Теперь вы знаете, как получить азотную кислоту в процессе проведения простой реакции. Будьте осторожны с использованием такого вещества и применяйте его только в мирных целях.

Получение азотной кислоты

Азотную кислоту впервые стали получать ещё в XVII веке. Современный лабораторный метод предполагает получение кислоты из нитратов. Для получения азотной кислоты в промышленности используется метод окисления аммиака.

Общее описание

Формула азотной кислоты HNO₃. Это сильная бесцветная кислота с резким запахом. Она неограниченно растворима в воде. Имеет небольшие температуры плавления (-41°C) и кипения (82,6°С). Плотность кислоты – 1,52 г/см 3 .

Рис. 1. Азотная кислота.

Концентрированная азотная кислота выделяет ядовитые газы – оксиды азота. Азотная кислота окисляет органические вещества: разрушает бумагу, натуральную ткань, вызывает ожоги на коже.

Азотная кислота в небольшом количестве образуется в дождевой воде при разрядах молнии.

Получение

Азотную кислоту впервые получили алхимики из селитры и железного купороса при термической реакции:

В современной химии существуют лабораторные и промышленные способы получения азотной кислоты. В лабораториях кислоту получают путём нагревания смеси из нитратов и концентрированной серной кислоты:

В промышленности азотную кислоту получают окислением аммиака. Метод осуществляется в три этапа.

Сначала аммиак окисляют на платиновых катализаторах до оксида азота (II):

Это реакция необратима.

Оксид азота (II) или монооксид окисляют до диоксида или оксида азота (IV):

Конечным этапом является поглощение диоксида азота водой в избытке кислорода:

Все реакции протекают с выделением тепла, т.е. являются экзотермическими. Две последние реакции обратимы, поэтому итоговая концентрация чистой азотной кислоты невысока (45-58 %).

Рис. 2. Установка для получения азотной кислоты промышленным способом.

Для повышения концентрации в реакции оксида азота (IV) с водой смещают равновесие, увеличивая давление. Также разбавленную азотную кислоту могут смешивать с серной кислотой и нагревать. Азотная кислота испаряется и конденсируется.

Лабораторный метод получения азотной кислоты обнаружил немецкий алхимик Иоганн Рудольф Глаубер в XVII веке.

Рис. 3. Иоганн Рудольф Глаубер.

Применение

Азотная кислота используется:

• при производстве удобрений;
• в изготовлении взрывчатых веществ;
• в качестве окислителя ракетного топлива;
• для травления печатных форм в типографии;
• при изготовлении красок и лаков;
• в производстве лекарств;
• для определения золота в сплавах;
• для получения органических соединений.

Азотная кислота ядовита. При попадании на кожу разрушает белок, оставляя долго заживающие язвы.

Что мы узнали?

Азотную кислоту получают промышленным и лабораторным путём. В промышленности используется метод окисление аммиака, который включает три реакции. Сначала окисляется аммиак, затем оксид азота (II). Конечной реакцией является поглощение диоксида азота водой. Для повышения концентрации в обратимых реакциях повышают давление. В лабораториях кислоту получают действием серной кислоты на нитраты. Азотная кислота используется в промышленности для производства удобрений, взрывчатки, лекарств, красок.

получение концентрированной азотной к-ты

Откровенно говоря, всё время с 8-го по 9-й класс я искал способ получения азотной кислоты в домашних условиях (пусть даже не концентрированной).
2 способа есть!
Начнём с гидролиза — в неорганике — реакции солей с водой.
Для этого лучше всего подходит аммиачная слитра. Для этого надо приготовить насыщенный раствор аммиачной селитры в ЛЕДЯНОЙ воде (в смысле — готовой к замерзанию) и постепенно добавлять его к кипятку, постоянно поддерживая температуру 95 градусов, и выше. Теоретически на стакан раствора + стакан кипятка должна получиться 15%азотная кислота.
На практике, судя по индикатору там процента 3.

Более действенный метод — электролиз той же самой аммиачной селитры.
Это дело очень тонкое. Нужен насыщенный раствор. Нельзя делать высокое напряжение! При самых нейтральных угольных стержнях подойдет 4,5 В, и то может быть много. ЦЕЛЬ — собрать оксид азота (NO2), затем растворить его в воде. Реакция идёт нормально, в итоге должна получиться азотная кислота.
Работа ювелирная, но если вспомнить практику на химии, сделать всё можно.

А теперь непосредственно про получение азотной кислоты из серной (конц.).
Материалы:
1. Нитрат натрия или нитрат калия
2. Дистиллированная вода
3. Концентрированная серная кислота
Оборудование:
1. Источник тепла
2. Реторта
3. Ванна со льдом
4. Стеклянная палочка
5. Собирательная колба
6. Соединительная трубка из кислотоустойчивого материала
Процедура изготовления:
1. Налейте 32 мл концентрированной серной кислоты в реторту.
2. Тщательно отвесьте 58 граммов нитрата натрия, или 68 граммов нитрата калия. И медленно прибавьте его к кислоте. Если соль, не растворяется, то следует тщательно размешать раствор стеклянным стержнем до ее растворения.
3. Соедините горловину реторты с конденсирующей колбой при помощи трубки, и разместите конденсирующую колбу в ледяной ванне.
4. Медленно нагрейте реторту и продолжайте ее нагревать до тех пор, пока жидкость не начнет испарятся. Испаряющиеся пары являются парами азотной кислотой. Смесь следует нагревать до выпадения осадка или полного испарения смеси. Жидкость, которая сконденсировалась в собирательной колбе, является азотной кислотой.
Если кислота будет слишком быстро и сильно нагрета то она может разложиться. Это может привести к выделению огнеопасного и токсичного газа, который может взорваться.

Самодельная азотная кислота: простой способ (аммиачная селитра)

Показываю простой способ получения технической азотной кислоты без перегонки.

Как самостоятельно на кухне приготовить азотную кислоту. Самостоятельное приготовление HNO3. Nitric acid.

Компоненты — самый простой автомобильный электролит и обычная аммиачная селитра. Полученную азотную кислоту можно использовать для травления металлов, аффинажа, приготовления царской водки.

Обычно при приготовлении самодельной азотной кислоты, на 500 мл. электролита берут 100 грамм аммиачной селитры. В данном примере я использовал 200 грамм аммиачной селитры — для того чтобы максимально связать серную кислоту из электролита. Но на самом деле можно брать и 100 грамм аммиачной селитры — будет меньше осадка, но в полученной технической азотной кислоте будет присутствовать больше серной, чем если брать 200 грамм аммиачной селитры. Пропорцию выбирайте исходя из целей применения этой самодельной азотки.

Но обратите внимание, что этот способ не позволяет получить химически чистую азотную кислоту — кислота получается с небольшими примесями и концентрация кислоты не превышает 10-15%. Для получения концентрированной чистой азотной кислоты надо использовать метод перегонки. Также можно использовать и калийную селитру вместо аммиачной селитры, но процесс будет немного отличаться.

Подписывайтесь на канал — дальше будет только интереснее, будут показаны другие способы приготовления кислот и различные химические опыты.

ВАЖНО: информация в чисто образовательных целях. Опасно! Не является руководством к действию. Не повторяйте увиденное. Работа с кислотами и их растворами опасна для жизни и здоровья. Всегда надо работать под вытяжкой и использовать средства индивидуальной защиты, перчатки, респираторы, очки и т.д.