硝酸の性質と用途とは?

硝酸の工業的製法

硝酸は、アンモニアを空気とまぜ
約800℃に熱した白金触媒の上で燃やしたものを水に溶かしてつくります。




このときの化学変化は、非常に複雑ですが
まとめると図の式のようになります。

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この方法でつくった硝酸は、純粋で濃いすぐれたものです。

現在では、ほとんどの硝酸がこの方法で製造されていますが
むかしは、硝酸カリウムや硝酸ナトリウムに硫酸をくわえ
それを蒸留してつくっていました。

しかし、この方法はアンモニアから製造するのにくらべて
原料や費用の点ではるかに劣るので現在では行われていません。

硝酸の実験室的製法

実験室では、ふつう硝酸カリウムや硝酸ナトリウムに硫酸を注ぐ方法で
硝酸をつくっています。

レトルトに、粉にした硝酸カリウムを30グラムほど入れ
これに濃硫酸20立方センチをくわえます。

レトルトは石綿金網か砂ざらの上におき
その先を冷たい水で冷やした受器にさしこんでおきます。

そして。レトルトを静かに熱すると硝酸の蒸気が受器に入り
そこで冷やされて液状になります。

受器には、いつも冷水がかかるようにしておかなければなりません。

このときの反応は温度が比較的低いと
①式のようにすすみます。

また、温度が高いと、②式のように反応します。
硝酸ナトリウムから硝酸をつくるときの反応も
硝酸カリウムからつくる場合と同じです。



硝酸の性質

純粋な硝酸は、硝酸の蒸気による刺激臭のある無色の液体で、比重は1.52です。

硝酸は、湿気を吸う性質が非常に強く空気中では煙をだします。

日本薬局方の濃硝酸は、約25パーセントのものですが
これを2倍の容積の水でうすめると、使いやすくなります。

また実験室では、ふつう濃硝酸を12倍の水でうすめた希硝酸を使っています。

濃硝酸には、いろいろな有機化合物に作用する性質があります。
この作用を硝化作用、またはニトロ化作用といいます。

繊維素(セルロース)に作用させると
火薬やセルロイドの原料になるニトロセルロースができ
グリセリンに作用させると、火薬原料のニトログリセリンができます。

このほか、たんぱく質に作用して、黄色にする性質があり
これをキサソトプロテイン反応といいます。

硝酸がつくと、皮膚や爪などが黄色くなるのは
この反応のためです。

硝酸の用途

硝酸は、火薬・染料・セルロイドなどの製造に使われるほか
アンモニアと作用させて、硝酸アンモニウム(硝安)をつくります。

硝酸アンモニウムは、非常に窒素分の多い肥料で
硫酸アンモニウムにかわる窒素肥料として
重要になってきています。

また、硝酸を、塩基や金属酸化物に作用させると硝酸塩ができます。
硝酸塩は大切な化学薬品で、水によく溶ける性質をもっています。




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