Salpeterzuur (HNO3) is een sterk en zeer reactief anorganisch zuur. Het wordt gebruikt in meststoffen, explosieven en in de textielverf- en drukindustrie. Het vormt ook nitraten, die een belangrijke rol spelen in biologische processen en verbrandingsreacties.
| IUPAC-naam | Salpeterzuur |
| Moleculaire formule | HNO3 |
| CAS-nummer | 7697-37-2 |
| Synoniemen | Aqua fortis, Salpeterzuur, Salpeterigzuur |
| InChi | InChI=1S/HNO3/c2-1(3)4 |
Eigenschappen van salpeterzuur
Salpeterzuur Molaire Massa
De molaire massa van salpeterzuur is 63,01 g/mol. Het is de hoeveelheid stof die hetzelfde aantal entiteiten (zoals atomen, moleculen of ionen) bevat als in 12 gram pure koolstof-12.
Salpeterzuurformule
De chemische formule voor salpeterzuur is HNO<sub>3</sub>. Het vertegenwoordigt het aantal en het type atomen in het molecuul. De formule kan worden gebruikt om de fysische en chemische eigenschappen ervan te voorspellen, zoals kookpunt, smeltpunt en dichtheid.
Kookpunt van salpeterzuur
Het kookpunt van salpeterzuur is 83,0°C (181,4°F). Het is de temperatuur waarbij een stof bij een bepaalde druk overgaat van een vloeistof naar een gas. Salpeterzuur is een zeer reactieve en vluchtige stof, en het kookpunt bepaalt mede de omstandigheden waaronder het moet worden gehanteerd en opgeslagen.
Smeltpunt van salpeterzuur
Het smeltpunt van salpeterzuur is -41,5°C (-42,7°F). Het is de temperatuur waarbij een vaste stof van toestand verandert in een vloeistof. Het lage smeltpunt van salpeterzuur maakt het gemakkelijk te hanteren in vloeibare vorm.
Dichtheid van salpeterzuur g/ml
De dichtheid van salpeterzuur is 1,51 g/ml. Het is een maat voor de hoeveelheid massa per volume-eenheid van een stof. De dichtheid van salpeterzuur kan helpen bij het bepalen van de vereisten voor opslag en hantering, evenals bij het potentieel om met andere stoffen te reageren.
Salpeterzuur Molecuulgewicht
Het molecuulgewicht van salpeterzuur is 63,01 g/mol. Het is de som van de atoomgewichten van de individuele atomen in het molecuul. Het molecuulgewicht van salpeterzuur is een belangrijke factor bij het bepalen van de fysische en chemische eigenschappen ervan.
Structuur van salpeterzuur
Salpeterzuur is een kleurloze, zeer reactieve en vluchtige vloeistof. De moleculaire structuur bestaat uit één stikstofatoom, één waterstofatoom en drie zuurstofatomen, die de chemische formule HNO3 vormen. De zuurstofatomen zijn gerangschikt in een trigonale vlakke opstelling rond het stikstofatoom.
| Verschijning | Kleurloze vloeistof |
| Soortelijk gewicht | 1,51 g/ml |
| Kleur | Kleurloos |
| Geur | Scherpe, scherpe geur |
| Molaire massa | 63,01 g/mol |
| Dikte | 1,51 g/ml |
| Fusie punt | -41,5°C (-42,7°F) |
| Kookpunt | 83,0°C (181,4°F) |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Mengbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in alcohol, ether en andere polaire oplosmiddelen |
| Dampdruk | Opgeheven op kamertemperatuur |
| Dampdichtheid | 1,48 (lucht = 1) |
| pKa | -1,3 |
| pH | 1 (10% oplossing) |
Let op: Het vlampunt van salpeterzuur is niet van toepassing omdat het een vloeistof is. De pH van een 10% oplossing van salpeterzuur is 1, wat aangeeft dat het een sterk zuur is. De pKa is de negatieve logaritme van de zuurdissociatieconstante, die een maat is voor de sterkte van een zuur in oplossing.
Veiligheid en gevaren van salpeterzuur
Salpeterzuur is een zeer reactieve en bijtende stof die bij onjuist gebruik ernstig letsel of de dood kan veroorzaken. Dit kan brandwonden, oogletsel en irritatie van de luchtwegen veroorzaken. Bij het hanteren van salpeterzuur moeten geschikte beschermende uitrusting, zoals handschoenen en een veiligheidsbril, worden gedragen. Opslagruimten moeten goed geventileerd zijn en gemorste vloeistoffen moeten onmiddellijk worden opgeruimd om het vrijkomen van giftige dampen te voorkomen. In geval van contact met de huid of ogen, spoel het getroffen gebied gedurende minimaal 20 minuten met water en zoek onmiddellijk medische hulp.
| Gevarensymbolen | Milieugevaarlijk, Oxiderend, Schadelijk, Irriterend |
| Beveiligingsbeschrijving | S2 – Buiten bereik van kinderen bewaren. S23 – Rook niet inademen. S24/25 – Vermijd contact met huid en ogen. S26 – Bij aanraking met de ogen onmiddellijk met veel water afspoelen en een arts raadplegen. |
| VN-identificatienummers | VN 2031 |
| HS-code | 2811.90.90 |
| Gevarenklasse | 8 |
| Verpakkingsgroep | III |
| Toxiciteit | Zeer giftig bij inslikken en inademen. Kan ernstige brandwonden en oogletsel veroorzaken, evenals irritatie van de luchtwegen. |
Methoden voor de synthese van salpeterzuur
Salpeterzuur kan op verschillende manieren worden gesynthetiseerd, waaronder:
- Ostwald-proces: deze methode omvat de oxidatie van ammoniak met lucht om stikstofmonoxide te vormen, dat vervolgens wordt geoxideerd tot salpeterzuur.
- Tolueennitrering: Deze methode omvat de nitrering van tolueen om nitro-tolueen te vormen, dat vervolgens wordt geoxideerd om salpeterzuur te vormen.
- Thermische ontleding van ammoniumnitraat: Deze methode omvat het verwarmen van ammoniumnitraat om stikstofmonoxide te produceren, dat vervolgens wordt geoxideerd om salpeterzuur te vormen.
- Directe oxidatie van ammoniak : deze methode omvat de directe oxidatie van ammoniak met zuurstof om salpeterzuur te produceren.
- Natriumnitraatelektrolyse: deze methode omvat de elektrolyse van natriumnitraat om salpeterzuur te produceren.
Deze methoden variëren qua effectiviteit, kosten en impact op het milieu, en de keuze van de methode hangt af van het gewenste eindgebruik en de productieschaal.
Gebruik van salpeterzuur
Salpeterzuur heeft een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën, waaronder:
- Meststof: Salpeterzuur wordt gebruikt bij de productie van stikstofmeststoffen, zoals ammoniumnitraat en salpeterzuurzouten.
- Farmaceutische producten: Salpeterzuur wordt gebruikt als reagens bij de productie van farmaceutische producten en andere chemische tussenproducten.
- Explosieven: Salpeterzuur wordt gebruikt bij de productie van explosieven, zoals dynamiet en nitrocellulose.
- Metaalverwerking: Salpeterzuur wordt gebruikt voor het beitsen, reinigen en etsen van metalen, waaronder staal, koper en aluminium.
- Verven en bedrukken: Gebruikt als bijtmiddel bij verf- en drukprocessen.
- Waterbehandeling: Salpeterzuur wordt gebruikt bij de waterbehandeling om de pH-waarde onder controle te houden en onzuiverheden te verwijderen.
- Onderzoek en ontwikkeling: Salpeterzuur wordt gebruikt als laboratoriumreagens voor verschillende chemische reacties en analyses.
Over het geheel genomen heeft salpeterzuur een veelzijdig scala aan toepassingen vanwege zijn zure en oxiderende eigenschappen, waardoor het een cruciale chemische stof is in verschillende industriële processen.
Vragen:
Is salpeterzuur een sterk zuur of een zwak zuur?
Ja, salpeterzuur (HNO3) wordt als een sterk zuur beschouwd. Sterke zuren dissociëren volledig in water en produceren waterstofionen (H+), wat betekent dat ze volledig geïoniseerd raken. Zwakke zuren daarentegen ioniseren slechts gedeeltelijk in water, wat betekent dat ze niet volledig dissociëren.
In een salpeterzuuroplossing zal bijna elk molecuul een waterstofion hebben gedoneerd, waardoor het een krachtige protondonor is. Als gevolg hiervan heeft salpeterzuur een hoge concentratie waterstofionen en een lage pH, meestal rond de 1-2. De sterkte van een zuur wordt bepaald door zijn vermogen om waterstofionen te doneren, en salpeterzuur is een van de sterkste zuren in de lijst met sterke zuren.
Houd er rekening mee dat salpeterzuur (HNO3) een sterk oxiderende werking heeft en een risico op ernstige brandwonden en chemische reacties met zich meebrengt. Ga voorzichtig om met salpeterzuur en draag geschikte beschermende uitrusting.