أهمية استخدامات حمض النيتريك
يُستخدم حمض النيتريك (بالإنجليزية: Nitric Acid) في عدد من المجالات الحيوية، ومن أبرز هذه الاستخدامات:
- يُعتبر حمض النيتريك مكونًا رئيسيًا في صناعة الأسمدة، حيث يُستخدم بنسبة تصل إلى 80% منه. ومن أنواع الأسمدة المهمة التي تُنتج منه هي نترات الأمونيوم (بالإنجليزية: Ammonium nitrate) ونترات الكالسيوم الأمونيوم أو نترات الحجر (بالإنجليزية: Calcium ammonium nitrate).
- تُستخدم كميات صغيرة من حمض النيتريك في تصنيع المتفجرات.
- يدخل في صناعة المواد الوسيطة المستخدمة في إنتاج المبلمرات، وخاصةً عند استخدام حمض الأديبيك (Adipic acid) لتصنيع متعدد الأميد، إضافةً إلى بعض المركبات العضوية، حيث يُستخدم النترو بنزين في إنتاج الأنلين (Aniline)، وهو مركب أساسي في تصنيع الأصباغ.
- يُستخدم أيضًا في الصناعة الدوائية بالإضافة إلى المبيدات الفطرية.
- يدخل في معالجة المياه.
- يُستخدم في صناعة الألياف والبوليمرات مثل النايلون.
- يتفاعل حمض النيتريك مع العديد من المعادن، لذا يُستخدم عادةً في عمليات التنظيف وطلاء الأسطح المعدنية.
- يتمتع بتفاعل قوي مع المركبات العضوية، مما يجعله جزءًا أساسيًا من وقود الصواريخ.
- يُستخدم في تصنيع الوقود النووي وحفر الفولاذ وكذلك في عمليات التعدين.
- يُدخل أيضًا في صناعة الألعاب النارية.
تعريف حمض النيتريك
حمض النيتريك هو مركب كيميائي سائل يميل إلى اللون الأصفر وله رائحة خانقة، وصيغته الكيميائية HNO3، ويتكون من ذرة نيتروجين واحدة وذرة هيدروجين واحدة وثلاث ذرات من الأكسجين. عند تعرضه للضوء، يتحلل وينتج عنه مركب أكسيد النيتروجين NO2، الذي يتميز بلونه البني. يُعتبر حمض النيتريك من أقوى المركبات المؤكسدة، ويتفاعل مع جميع المعادن باستثناء الذهب والبلاتين (Platinum). ويبلغ وزن جزيئته 63.01 غرام لكل مول، وتصل درجة غليانه إلى 83 درجة مئوية. كما يعد حمض النيتريك من الحموض القابلة للذوبان في الماء، ويتحلل عند إضافته إلى الإيثانول ويظهر تفاعل قوي مع المركبات العضوية.
طرق تصنيع حمض النيتريك
يتم إنتاج الغالبية العظمى من حمض النيتريك المستخدم في الصناعات عن طريق أكسدة الأمونيا مع الهواء لتكوين أكسيد النيتروجين الذي يتحد مع الماء مكونًا حمض النيتريك. العملية تتضمن المعادلات التالية:
4NH3 + 7O2 → 4NO2 + 6H2O
4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3
شروط تصنيع حمض النيتريك
لتحقيق أفضل النتائج من عملية أكسدة الأمونيا، يجب مراعاة الشروط التالية:
- يُفضل أن يكون هناك ضغط جوي مرتفع مع توافر كميات كبيرة من الهواء.
- استخدام عوامل محفزة للتفاعل، حيث يُعتبر المحفز الشائع خلال هذه العملية هو مزيج من البلاتين والروديوم في حالة غازية.
- يُعزز ارتفاع درجة الحرارة قوة المحفزات، ويُجرى التفاعل عند درجات حرارة تتراوح بين 750-800 درجة مئوية. بعد ذلك، يتم ضغط غاز الأمونيا المتكون مع وجود الماء لإحداث التفاعل الثاني.
- يساعد الماء في امتصاص أكسيد النيتروجين المنتج وتحويله إلى حمض النيتريك.
