Axit nitric HNO3 là gì? Tìm hiểu tính chất và ứng dụng

Axit nitric HNO3 là gì? Tìm hiểu tính chất và ứng dụng. Axit nitric HNO3 là axit mạnh có tính ăn mòn cao. Tìm hiểu về đặc tính, tính chất hóa học và ứng dụng phổ biến của HNO3 trong công nghiệp, sản xuất phân bón và sản xuất vật liệu nổ.

Axit nitric (HNO3) là một trong những hợp chất hóa học quan trọng và phổ biến trong công nghiệp. Với đặc tính mạnh và có tính ăn mòn cao, axit nitric không chỉ được sử dụng trong sản xuất phân bón. Nhưng nó còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác như chế tạo chất nổ, gia công kim loại, sản xuất các hợp chất hóa học. Vậy axit nitric là gì? Tính chất và ứng dụng của nó là gì? Cùng Vũ Hoàng tìm hiểu chi tiết Axit Nitric HNO3 là gì? Tìm hiểu về tính chất và ứng dụng của nó qua bài viết dưới đây.

Axit nitric HNO3 là gì? Tìm hiểu tính chất và ứng dụng

Khái niệm axit nitric HNO3 là gì?

Axit nitric (HNO3) là một hợp chất hóa học vô cơ, có công thức hóa học HNO3. Đây là một axit mạnh, còn được biết đến với những tên gọi khác như dung dịch hydro nitrat hoặc axit nitric khan. Axit này tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu, dễ bay hơi và có tính ăn mòn cao.

Trong tự nhiên, HNO3 được hình thành thông qua các phản ứng hóa học xảy ra trong khí quyển. Khi sấm sét xuất hiện. Chúng tạo ra năng lượng kích thích các phân tử nitơ và oxy trong không khí phản ứng với nhau. Sau đó hòa tan trong nước mưa, tạo thành axit nitric. Đây là lý do vì sao người ta thường nói axit nitric có thể xuất hiện từ mưa do sấm sét.

Với tính chất hóa học và vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. HNO3 đã trở thành một trong những hóa chất không thể thiếu trong công nghiệp, nông nghiệp và nghiên cứu khoa học.

Công thức cấu tạo của axit nitric HNO3 là?

Trong phân tử HNO3, nguyên tử nitơ (N) nằm ở trung tâm. Liên kết với ba nguyên tử oxy (O) và một nguyên tử hydro (H). Cụ thể:

• Một nguyên tử nitơ (N) liên kết đôi với một nguyên tử oxy (O), tạo thành liên kết đôi N=O.
• Một nguyên tử oxy khác liên kết đơn với nitơ và mang điện tích âm. Tạo thành nhóm ion nitrat (-NO3).
• Một nguyên tử hydro (H) được liên kết với một nguyên tử oxy thông qua liên kết hydro, tạo thành nhóm -OH.

Cấu trúc này giúp HNO3 có tính chất hóa học đặc trưng của một axit mạnh. Dễ dàng phân ly trong nước để giải phóng ion H+ (proton) và ion NO3- (nitrat).

Axit nitric HNO3 có tính chất gì?

Tính chất vật lý của axit nitric HNO3 là gì?

Axit nitric (HNO3) là chất lỏng hoặc khí không màu, dễ bay hơi, hòa tan nhanh trong nước với nồng độ tối đa khoảng 65%. Tuy nhiên, trong tự nhiên HNO3 thường có màu vàng nhạt do tích tụ các oxit nitơ (NOx). Đây là một axit mạnh, có tính ăn mòn cao, dễ cháy và cực độc.

Một số tính chất vật lý nổi bật của HNO3 bao gồm:

• Mật độ: Axit nitric tinh khiết có mật độ 1511 kg/m³.
• Nhiệt độ đông lạnh: -41°C.
• Nhiệt độ sôi: 83°C.
• Độ bay hơi: Ở nồng độ 86%, HNO3 khi tiếp xúc với không khí sẽ tạo ra khói trắng.

Dưới tác dụng của ánh sáng, Axit Nitric dễ bị phân hủy tạo ra khí nitơ dioxit (NO2), nước và oxy. Phản ứng phân hủy này diễn ra ngay cả ở nhiệt độ bình thường:

4HNO3→4NO2+2H2O+O2

Vì lý do này, HNO3 nên được bảo quản trong chai tối màu, tránh ánh sáng trực tiếp và bảo quản ở nhiệt độ dưới 0°C để hạn chế sự phân hủy.

Ngoài ra Axit Nitric còn có khả năng hòa tan khí NO2. Tạo thành dung dịch màu vàng hoặc đỏ ở nhiệt độ cao. Điều này ảnh hưởng đến các tính chất vật lý như màu sắc, áp suất hơi và điểm sôi của dung dịch. Khi chưng cất hỗn hợp HNO3 và H2O, chúng ta thu được hỗn hợp azeotrope có nồng độ 68% HNO3. Và điểm sôi là 120,5°C ở áp suất 1 atm.

Tính chất hóa học của axit nitric HNO3 là gì?

Axit nitric (HNO3) là một axit đơn mạnh và là chất oxy hóa mạnh, có hằng số cân bằng axit (pKa) = -2. Trong dung dịch, HNO3 phân ly hoàn toàn thành ion nitrat (NO3⁻) và ion hydronium (H3O⁺):

HNO3+H2O→H3O + +NO3 –

Một số tính chất hóa học của Axit Nitric:

• Hiệu ứng với các chỉ số:

Axit nitric làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ chứng tỏ nó có tính axit mạnh.

Axit nitric làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ

• Phản ứng với bazơ, oxit bazơ và cacbonat:

HNO3 phản ứng với các chất này tạo thành muối nitrat. Và các sản phẩm phụ như nước hoặc khí CO2:

2HNO3+CuO→Cu(NO3)2+H2O

2HNO3+Mg(OH)2→Mg(NO3)2+2H2O

2HNO3+CaCO3→Ca(NO3)2+H2O+CO2

Xem thêm: >>> Tính chất hóa lý nổi bật của axit nitric HNO3

• Tương tác với kim loại:

HNO3 phản ứng với hầu hết kim loại (trừ vàng và bạch kim). Để tạo thành muối nitrat và các sản phẩm phụ khác như NO, NO2 hoặc H2:

• Với HNO3 đậm đặc: Kim loại+HNO3 đậm đặc→Muối nitrat+NO2+H2O
• Với HNO3 loãng: Kim loại+HNO3 loãng→Muối nitrat+NO+H2O
• Ví dụ: Mg+2HNO3→Mg(NO3)2+H2 loãng lạnh

• Tác dụng với phi kim loại:

HNO3 phản ứng với các phi kim (trừ silic và halogen) tạo thành oxit nitơ và các sản phẩm khác:

C+4HNO3đậm đặc→4NO2+2H2O+CO2

P+5HNO3đậm đặc→5NO2+H2O+H3PO4

• Tác dụng lên các hợp chất hữu cơ:

HNO3 có khả năng phân hủy nhiều hợp chất hữu cơ. Vì vậy nó rất nguy hiểm khi tiếp xúc với cơ thể con người.

• Tác dụng lên các hợp chất vô cơ:

HNO3 phản ứng với các oxit bazơ, muối hoặc các hợp chất chưa đạt hóa trị cao nhất:

FeO+4HNO3→Fe(NO3)3+NO2+2H2O

PbS+8HNO3đậm đặc→PbSO4(kết tủa)+8NO2+4H2O

Những đặc tính hóa học này giải thích tại sao HNO3 được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và nghiên cứu. Đặc biệt là trong các phản ứng nitrat hóa và sản xuất muối nitrat.

Ứng dụng của axit nitric HNO3 là gì?

Sản xuất phân bón

Một trong những ứng dụng lớn nhất của HNO3 là sản xuất phân bón, đặc biệt là phân đạm như amoni nitrat (NH4NO3). Loại phân đạm này cung cấp nguồn nitơ cần thiết cho cây trồng, giúp tăng năng suất nông nghiệp. Quá trình sản xuất amoni nitrat sử dụng Axit Nitric để phản ứng với amoniac (NH3), tạo ra sản phẩm cuối cùng:

NH3+HNO3→NH4NO3

Phân bón có chứa amoni nitrat không chỉ được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng đất và thúc đẩy tăng trưởng thực vật.

HNO3 được sử dụng trong sản xuất phân bón

Sản xuất thuốc nổ

Axit nitric là thành phần chính trong sản xuất thuốc nổ, bao gồm các hợp chất như nitroglycerin, TNT (trinitrotoluene) và axit picric. Trong quá trình này, HNO3 được sử dụng để thực hiện phản ứng nitrat hóa, thêm nhóm nitro (-NO2) vào các hợp chất hữu cơ. Ví dụ: trong sản xuất TNT:

C6H5CH3+3HNO3→C6H2(NO2)3CH3+3H2O

Những sản phẩm này được sử dụng trong các ngành công nghiệp khai thác mỏ, xây dựng và quân sự. Tuy nhiên, do tính chất nguy hiểm của chất nổ nên việc sử dụng HNO3 trong lĩnh vực này đòi hỏi những biện pháp an toàn nghiêm ngặt.

Công nghiệp hóa chất

Trong công nghiệp hóa chất, HNO3 đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ. Một số ứng dụng điển hình bao gồm:

• Sản xuất dược phẩm: HNO3 được dùng để tổng hợp các hợp chất trung gian trong sản xuất thuốc.
• Sản xuất thuốc nhuộm: Axit nitric tham gia phản ứng nitrat hóa tạo ra các hợp chất hữu cơ có màu sắc đặc trưng.
• Sản xuất nhựa và polyme: Một số loại polyme đặc biệt được sản xuất thông qua các phản ứng hóa học có liên quan đến HNO3.

Xử lý bề mặt kim loại

HNO3 được sử dụng rộng rãi trong chất tẩy rửa và làm sạch bề mặt kim loại. Axit này giúp loại bỏ các lớp oxit, rỉ sét và tạp chất trên bề mặt kim loại, khiến chúng sáng bóng và sạch sẽ. Quá trình này thường được áp dụng trong:

• Xử lý inox: Làm sạch bề mặt thép trước khi gia công hoặc mạ.
• Sản xuất đồ trang sức, đồ dùng bằng kim loại: Giúp tăng tính thẩm mỹ và độ bền cho sản phẩm.

Ngoài ra, HNO3 còn được sử dụng trong quá trình khắc axit để tạo hoa văn hoặc chi tiết trên bề mặt kim loại.

Xem thêm bài viết: >>> Cách điều chế axit nitric HNO3?

Kết luận

Tại Vũ Hoàng, chúng tôi tự hào là nhà cung cấp các sản phẩm hóa chất chất lượng cao. Bao gồm axit nitric (HNO3), đáp ứng tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả cho mọi nhu cầu của khách hàng. Với đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm, chúng tôi cam kết cung cấp các giải pháp tối ưu. Từ tư vấn kỹ thuật đến cung cấp sản phẩm phù hợp với từng lĩnh vực ứng dụng.

Nếu bạn đang tìm kiếm nguồn cung cấp HNO3 uy tín hoặc cần hỗ trợ về giải pháp hóa chất. Đừng ngần ngại liên hệ với Vũ Hoàng Chemical qua HOTLINE hoặc Website: https://vuhoangco.com.vn. Chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn trong mọi dự án và nhu cầu hóa chất của bạn.