질산(HNO3)은 강하고 반응성이 높은 무기산입니다. 비료, 폭발물, 직물 염색 및 인쇄 산업에 사용됩니다. 또한 생물학적 과정과 연소 반응에서 중요한 역할을 하는 질산염을 형성합니다.
| IUPAC 이름 | 질산 |
| 분자식 | HNO3 |
| CAS 번호 | 7697-37-2 |
| 동의어 | 아쿠아 포르티스, 질산의 정신, 아질산 |
| 인치 | InChI=1S/HNO3/c2-1(3)4 |
질산의 성질
질산 몰 질량
질산의 몰 질량은 63.01 g/mol입니다. 이는 순수한 탄소-12 12g에 포함된 것과 동일한 수의 실체(예: 원자, 분자 또는 이온)를 포함하는 물질의 양입니다.
질산 공식
질산의 화학식은 HNO<sub>3</sub>입니다. 이는 분자의 원자 수와 유형을 나타냅니다. 이 공식을 사용하여 끓는점, 녹는점 및 밀도와 같은 물리적, 화학적 특성을 예측할 수 있습니다.
질산의 끓는점
질산의 끓는점은 83.0°C(181.4°F)입니다. 주어진 압력에서 물질이 액체에서 기체로 변하는 온도입니다. 질산은 반응성이 높고 휘발성이 높은 물질이며 끓는점은 질산을 취급하고 보관해야 하는 조건을 결정하는 데 도움이 됩니다.
질산의 녹는점
질산의 녹는점은 -41.5°C(-42.7°F)입니다. 고체 물질이 액체로 상태가 변하는 온도입니다. 질산은 녹는점이 낮아 액체 형태로 취급하기 쉽습니다.
질산의 밀도 g/ml
질산의 밀도는 1.51g/mL입니다. 물질의 단위 부피당 질량을 측정한 것입니다. 질산의 밀도는 저장 및 취급 요구 사항은 물론 다른 물질과 반응할 가능성을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
질산의 분자량
질산의 분자량은 63.01g/mol입니다. 이는 분자를 구성하는 개별 원자의 원자량의 합입니다. 질산의 분자량은 질산의 물리적, 화학적 특성을 결정하는 중요한 요소입니다.
질산의 구조
질산은 무색의 반응성이 높고 휘발성이 높은 액체입니다. 분자 구조는 질소 원자 1개, 수소 원자 1개, 산소 원자 3개로 구성되어 화학식 HNO3를 형성합니다. 산소 원자는 질소 원자 주위에 삼각형 평면 배열로 배열됩니다.
| 모습 | 무색 액체 |
| 비중 | 1.51g/ml |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 자극적인 냄새, 자극적인 냄새 |
| 몰 질량 | 63.01g/몰 |
| 밀도 | 1.51g/ml |
| 융합점 | -41.5°C(-42.7°F) |
| 비점 | 83.0°C(181.4°F) |
| 플래시 도트 | 해당 없음 |
| 물에 대한 용해도 | 혼용 가능 |
| 용해도 | 알코올, 에테르 및 기타 극성 용매에 용해됩니다. |
| 증기압 | 실온에서 키움 |
| 증기 밀도 | 1.48(공기=1) |
| pKa | -1.3 |
| pH | 1(10% 용액) |
참고: 질산은 액체이므로 인화점을 적용할 수 없습니다. 10% 질산 용액의 pH는 1이며 이는 강산임을 나타냅니다. pKa는 용액 내 산의 강도를 측정하는 산 해리 상수의 음의 로그입니다.
질산의 안전성과 위험성
질산은 적절하게 취급하지 않을 경우 심각한 부상이나 사망을 초래할 수 있는 반응성이 매우 높은 부식성 물질입니다. 이는 화상, 눈 손상 및 호흡기 자극을 유발할 수 있습니다. 질산을 취급할 때는 장갑, 고글 등 적절한 보호 장비를 착용해야 합니다. 보관 장소는 환기가 잘 되어야 하며, 유출된 물질은 즉시 청소하여 독성 연기의 방출을 방지해야 합니다. 피부나 눈에 접촉한 경우 해당 부위를 최소 20분 동안 물로 씻어내고 즉시 의사의 진료를 받으십시오.
| 위험 기호 | 환경에 위험함, 산화성, 유해함, 자극성 |
| 보안 설명 | S2 – 어린이의 손이 닿지 않는 곳에 보관하세요. S23 – 연기를 흡입하지 마십시오. S24/25 – 피부와 눈에 닿지 않도록 하십시오. S26 – 눈에 닿은 경우 즉시 다량의 물로 씻어내고 의사의 진료를 받으십시오. |
| UN 식별 번호 | 유엔 2031 |
| HS 코드 | 2811.90.90 |
| 위험 등급 | 8 |
| 포장그룹 | III |
| 독성 | 섭취 및 흡입하면 독성이 매우 높습니다. 심한 화상, 눈 손상, 호흡기 자극을 일으킬 수 있습니다. |
질산 합성 방법
질산은 다음과 같은 여러 가지 방법으로 합성할 수 있습니다.
- 오스트발트 공정(Ostwald process): 이 방법은 암모니아 를 공기와 함께 산화시켜 산화질소를 형성한 다음 이를 질산으로 산화시키는 과정을 포함합니다.
- 톨루엔 니트로화(Toluene Nitration): 이 방법은 톨루엔 을 니트로화하여 니트로-톨루엔을 형성한 다음 산화되어 질산을 형성하는 과정을 포함합니다.
- 질산암모늄의 열분해: 이 방법에는 질산암모늄을 가열하여 산화질소를 생성한 다음 산화하여 질산을 형성하는 방법이 포함됩니다.
- 암모니아 직접 산화 : 이 방법은 암모니아 를 산소로 직접 산화시켜 질산을 생성하는 방법입니다.
- 질산나트륨 전기분해: 이 방법에는 질산나트륨을 전기분해하여 질산을 생성하는 방법이 포함됩니다.
이러한 방법은 효율성, 비용, 환경에 미치는 영향이 다양하며, 원하는 최종 용도와 생산 규모에 따라 방법 선택이 달라집니다.
질산의 용도
질산은 다음을 포함하여 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용됩니다.
- 비료 : 질산은 질산 암모늄 및 질산 염과 같은 질소 비료 생산에 사용됩니다.
- 의약품: 질산은 의약품 및 기타 화학 중간체 생산 시 시약으로 사용됩니다.
- 폭발물: 질산은 다이너마이트 및 니트로셀룰로오스와 같은 폭발물 생산에 사용됩니다.
- 금속 가공: 질산은 강철, 구리 및 알루미늄을 포함한 금속을 산세척, 세척 및 에칭하는 데 사용됩니다.
- 염색 및 날염: 염색 및 날염 공정에서 매염제로 사용됩니다.
- 수처리: 질산은 pH 수준을 조절하고 불순물을 제거하기 위해 수처리에 사용됩니다.
- 연구 및 개발: 질산은 다양한 화학 반응 및 분석을 위한 실험실 시약으로 사용됩니다.
전반적으로 질산은 산성 및 산화 특성으로 인해 다양한 용도로 사용되며 다양한 산업 공정에서 중요한 화학 물질입니다.
질문:
질산은 강산인가요, 약산인가요?
그렇습니다. 질산(HNO3)은 강산으로 간주됩니다. 강산은 물에서 완전히 해리되어 수소 이온(H+)을 생성하는데, 이는 완전히 이온화된다는 의미입니다. 대조적으로, 약산은 물에서 부분적으로만 이온화됩니다. 즉, 완전히 해리되지는 않습니다.
질산 용액에서는 거의 모든 분자가 수소 이온을 기증하여 강력한 양성자 기증자가 됩니다. 결과적으로 질산은 수소 이온 농도가 높고 pH가 보통 1~2 정도로 낮습니다. 산의 강도는 수소 이온을 제공하는 능력에 따라 결정되며 질산은 강산 목록에서 가장 강한 산 중 하나입니다.
질산(HNO3)은 강력한 산화 효과를 가지며 심각한 화상 및 화학 반응의 위험이 있습니다. 질산을 조심스럽게 취급하고 적절한 보호 장비를 착용하십시오.