اسید نیتریک

اسید نیتریک

اسید نیتریک که ساختار آن در شکل زیر نشان داده شده است، یک اسید قوی و غیرآلی است که دارای ساختار مولکولی شامل یک اتم نیتروژن به ‌همراه سه اتم اکسیژن و یک اتم هیدروژن می‌باشد. 

این اسید دارای نام‌های متعددی از جمله تیزاب سلطانی و جوهر شوره است. اصطلاح تیزاب سلطانی در واقع اشاره به خاصیت خورندگی و قدرت اسیدی این ترکیب شیمیایی دارد. در گذشته، از جوهر شوره برای تولید رنگ‌ها و مواد شیمیایی دیگر استفاده می‌شد. به همین دلیل مردم به این اسید "جوهر شوره" می‌گفتند، زیرا به عنوان یک مایع شیمیایی مهم در صنایع مختلف استفاده می‌شد.

مشخصات عمومی و فنی اسید نیتریک

از مهم‌ترین مشخصات عمومی و فنی این اسید می‌توان به موارد ذکر شده در جدول اشاره کرد.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسید نیتریک

اسید نیتریک یک مایع بی‌رنگ یا زرد کمرنگ با بوی تیز و خاص است. این اسید به راحتی در آب حل می‌شود و محلول آبی این اسید به شدت خورنده است. از نظر شیمیایی، این اسید یک اسید قوی به شمار میرد که می‌تواند پروتون آزاد کند و به عنوان یک اکسیدکننده قوی نیز عمل کند. این اسید می‌تواند با ترکیباتی نظیر فلزات، کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها واکنش دهد. همچنین، این ماده به تشکیل نیتروژن دی‌اکسید (NO₂) در واکنش با فلزات منجر می‌شود. 

روش تولید اسید نیتریک

یکی از مشهورترین و پرکاربردترین روش سنتز اسید نیتریک، فرایند استوالد است. مطابق این روش که در چند مرحله صورت می‌گیرد، این اسید در دمای 900 درجه سانتی گراد از اکسیداسیون آمونیاک در هوا و با حضور پلاتین حاصل می‎شود که واکنش شیمیایی آن به صورت زیر است:

NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g)

در مرحله بعد اکسید نیتریک بدست آمده از واکنش مرحله قبل، مجددا در هوا اکسید شده و دی اکسید نیتروژن را تشکیل می دهد.

NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g)

در مرحله آخر مطابق واکنش زیر دی اکسید نیتروژن با آب ترکیب شده و منجر به تولید این اسید می‌شود.

NO2 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (aq) + NO (g)

روش دیگر تولید این اسید بدین صورت می‌یاشد که مطابق روش فوق، به جای هوا از اسید سولفوریک برای تهیه این اسید استفاده شود. دما در این فرایند بین 150 تا 170 درجه سانتی‌گراد است. این روش از نظر هزینه‌ای گران‌ قیمت تر است اما به انرژی کمتری نیاز دارد.

روش بریک لند روش دیگر تولید این ترکیب شیمیایی است که در این روش از اکسیژن و نیتروژن برای تولید این اسید استفاده می‌شود. این روش به علت غلظت پایین اکسید نیتروژن، انرژی الکتریکی بالا، گران قیمت بودن و خطر برگشت واکنش در دماهای بالاتر از عمومیت کمتری برخودار است.

تفاوت اسید نیتریک صنعتی، شیمیایی و کشاورزی

اسید نیتریک به عنوان یک ماده شیمیایی حیاتی به ‌طور کلی به سه دسته اصلی صنعتی، شیمیایی و کشاورزی تقسیم‌بندی می‌شوند که هر کدام از این اسیدها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

1. اسید نیتریک صنعتی: غالبا این اسید به‌ صورت مایع غلیظ تهیه می‌شود و غلظت آن معمولاً بین 68 تا 70 درصد است. این نوع اسید بیشتر در فرآیندهای بزرگ و در مقیاس بالا و  در صنایع تولیدی استفاده می‌شود. کاربرد اصلی این اسید در تولید مواد شیمیایی نظیر کودهای نیتروژنی، نیتروژن دی‌اکسید و مواد منفجره است. همچنین از این اسید در تولید رنگ‌ها، پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها نیز استفاده می‌شود. 
2. اسید نیتریک شیمیایی: اسید نیتریک شیمیایی غالبا خلوص بالاتری نسبت به نوع صنعتی دارد، به همین دلیل این نوع اسید در آزمایشگاه‌ها و تحقیقات علمی به‌کار می‌رود. از آن‌جایی که این اسید دارای خلوص بالاتری است، برای انجام واکنش‌های دقیق و آزمایشات بسیار مورد نیاز است. این نوع اسید در سنتز مواد دارویی و واکنش‌های شیمیایی پیچیده به‌کار می‌رود.
3. اسید نیتریک کشاورزی: اسید نیتریک کشاورزی به‌طور خاص برای کاربردهای کشاورزی و تولید کودها طراحی شده است. کاربرد اصلی این اسید در تولید کودهای نیتروژنی است که به غنی‌سازی خاک و افزایش باروری گیاهان کمک می‌کند.

به طور کلی تفاوت‌های اصلی میان انواع اسید نیتریک در غلظت، خلوص و کاربردهای آن‌ها است. 

کاربرد عمومی اسید نیتریک

اسید نیتریک یک ماده شیمیایی بسیار پرکاربرد است که در صنایع و زمینه‌های مختلف به‌کار می‌رود. از جمله این کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

1. تولید کودهای شیمیایی: یکی از کاربردهای اصلی این اسید، تولید کودهای نیتروژنی است. این اسید به‌عنوان منبع نیتروژن در ترکیبات کشاورزی نقش مهمی ایفا می‌کند .
2. صنایع شیمیایی: این اسید در تولید مواد شیمیایی نظیر نیتروسلولز و نیتروژن دی‌اکسید کاربرد بسیاری دارد. این ماده شیمیایی در ساخت رنگ‌ها، پلاستیک‌ها و مواد منفجره به‌ کار می‌رود.
3. صنایع فلزی: در صنایع فلزی، این اسید برای تمیز کردن و زنگ‌زدایی فلزات استفاده می‌شود. این اسید به عنوان یک اکسیدکننده قوی عمل می‌کند که در فرایندهای آلیاژسازی به کاربرد می‌رود.
4. داروسازی: در صنعت داروسازی، از این اسید برای سنتز داروها و ترکیبات دارویی مختلف استفاده می‌شود.
5. صنایع غذایی: اگر چه اسید نیتریک به‌طور مستقیم در تغذیه استفاده نمی‌شود، اما برای تولید مواد افزودنی و نگهدارنده در صنایع غذایی استفاده می‌شود که دارای استاندارهای خاصی است.  

نکات ایمنی اسید نیتریک

اسید نیتریک یک ماده شیمیایی قوی و خورنده است که هنگام کار با آن باید نکات ایمنی زیر را در نظر گرفت:

1. استفاده از وسایل ایمنی نظیر عینک ایمنی و دستکش برای محافظت از چشم‌ها و دست‌ها.
2. کار در محیط دارای تهویه خوب یا در زیر هود برای جلوگیری از استنشاق بخارات شیمیایی.
3. خودداری از مخلوط کردن اسید نیتریک با سایر مواد شیمیایی.
4. استفاده از ظروف مقاوم جهت جلوگیری از نشت. در صورت نشت این اسید از مواد جاذب مانند کربنات کلسیم یا خاک رس استفاده نمایید.

نحوه نگهداری اسید نیتریک

این اسید باید در ظروف مقاوم و مشخص در مکان‌های خنک، خشک و دور از مواد ناسازگار (مانند مواد آلی و فلزات) نگهداری شود. تمامی ظروف حاوی این اسید باید دارای برچسب‌هایی حاوی نام ماده و هشدارهای ایمنی باشند. این اسید باید دور از سایر مواد شیمیایی که ممکن است با آن واکنش دهند (نظیر مواد آلی، مواد قابل اشتعال و برخی فلزات) نگهداری شود. 

خرید و قیمت اسید نیتریک

قیمت اسید نیتریک بسته به نوع آن متفاوت است. نوع صنعتی این اسید، حدود 5-2 دلار به ازای هر لیتر قیمت دارد. اما قیمت نوع آزمایشگاهی آن حدود 15-10 دلار به ازای هر لیتر است. در میان انواع مختلف از این اسید، بالاترین قیمت خرید و فروش این اسید متعلق به اسید نیتریک غذایی است که به 20-10 دلار رسیده است. 

معرفی برندهای مختلف اسید نیتریک

در زمینه خرید و فروش اسید نیتریک، تعداد زیادی برند معتبر و شناخته‌شده وجود دارند برخی از مهم‌ترین برندهای خارجی که اقدام به فروش اسید نیتریک کردند عبارتند از سیگما آلدریچ، مرک، فلوکا، نوترون و Fisher Scientific است.
از جمله مهم‌ترین برندهای داخلی در زمینه فروش این اسید نیز می‌توان به قطران شیمی، شرکت پتروشیمی جم، شرکت پتروشیمی خلیج فارس، شرکت شیمیایی پارس و دکتر مجللی اشاره کرد. علی رغم قیمت فروش بالای اسید نیتریک برند مرک، با توجه به خلوص بالا و کیفیت مواد شیمیایی شرکت مرک، خرید از این برند توصیه می‌شود.