硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸,属于一元无机强酸,是六大无机强酸之一,也是一种重要的化工原料。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、颜料、盐类等。
纯硝酸溶质是无色的,但是由于其分解成氮氧化物和水,旧的样品倾向于获得黄色铸件。大多数市售硝酸在水中的浓度为68%。当溶液中含有86%以上的HNO3时,它被称为发烟硝酸。根据存在的二氧化氮的量,发烟硝酸进一步表征为浓度高于95%的白色发烟硝酸,或浓度高于86%的红色发烟硝酸。硝酸的酸酐是五氧化二氮。
物理性质
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。浓硝酸中的硝酸含量为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。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,标准氧化还原电位。
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。
酯化反应:硝酸能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,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。
有机工业
用于制造四硝基甲烷、硝基己烷、1-硝基丙烷、2,4-二硝基苯氧乙醇等硝基化合物。
染料工业
用于对硝基苯甲醚、4,4’-二硝基二苯醚、对硝基苯酚、2,5-二氯硝基苯等染料中间体的合成。
涂料工业
用于制造硝基清漆和硝基瓷漆。
医药工业
用于制造硝基苯乙酮。
水处理
硝酸可用作碳素钢、不锈钢设备的清洗除锈剂,用在污水、废水的氧化还原处理过程中。在污水的生物法处理过程中,可用作微生物养分中的氮源等。
其他作用
硝酸作为氧化剂可氧化醇、苯胺及其他化学品。并已经用于火箭的推进剂。硝酸也是制造钙、铜、银、钴和锶等的硝酸盐的原料。硝酸也被用来精炼金属(即先把不纯的金属氧化成硝酸盐,排除杂质后再还原)。
硝酸对大多数金属有腐蚀作用。高浓度硝酸对金属有钝化作用。 对 α-Fe2O3和磁性Fe3O4有良好的溶解力。
硝酸用作蚀刻剂及强酸性清洗腐蚀剂,可与冰醋酸、双氧水等配合使用。