硝酸的制備方法

2017-10-29

工業合成


氨氧化法

硝酸工業與合成氨工業密接相關,氨氧化法是工業生產中制取硝酸的主要途徑,其主要流程是將氨和空氣的混合氣(氧:氮≈2:1)通入灼熱(760~840℃)的鉑銠合金網,在合金網的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反應后殘余的氧氣繼續氧化為二氧化氮,隨后將二氧化氮通入水中制取硝酸。稀硝酸、濃硝酸、發煙硝酸的制取在工藝上各不相同。

4 NH3(g)+ 5O2(g)—Pt-Rh→ 4NO(g)+ 6H2O(g)

2NO(g)+ O2(g)——→ 2NO2(g)

3NO2(g)+ H2O(l)——→ 2HNO3(aq)+ NO(g)

4NH3 + 5O2 =催化△= 4NO+6H2O

2NO + O2 = 2NO2(工業上制時要不停通入氧氣)

3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO (NO循環氧化吸收)

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

工業上也曾使用濃硫酸和硝石制硝酸,但該法耗酸量大,設備腐蝕嚴重,現基本停止使用

NaNO3(s)+ H2SO4(l) ——→ NaHSO4(s)+ HNO3(g)

實驗室制法


原料:濃硫酸,硝酸鈉

設備:燒瓶,玻璃管,燒杯,橡皮塞,加熱設備(酒精燈,煤氣燈等)

原理:NaNO3+ H2SO4= △=NaHSO4+ HNO3 (原理:高沸點酸制低沸點酸)

不揮發酸制備揮發性酸:H2SO4(l)+NaNO3(s) => Na2SO4(s)+ HNO3(g) 步驟:燒瓶中加入沸石,濃硫酸,硝酸鈉。置于鐵架臺上的鐵圈上,鐵圈下隔 石棉網放置加熱設備,燒瓶口用帶有玻璃管的橡皮塞塞住,玻璃管用橡皮管相連,另一頭置于有水的燒杯中。注意事項:加熱硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸,玻璃管連接處要盡量挨在一起,防止反應生成的NO2泄露,制備完成后要用堿中和瓶中物質,以免污染環境。


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