حمض الآزوت Nitric Acid :

 عرف حمض الازوت واعترف بأهميته منذ امد طويل . والطريقة العادية القديمة لتحضير تقضي بتقطير النترات saltpeter مع حمض الكبريت . ويشكل البرق كميات هامة منه في الجو  يمكن حرق الامونيا في الهواء بوجود محفز بلاتيني ، ويمكن اكسدة اكاسيد النتروجين المتشكلة الى حد ابعد وامتصاصها في الماء لتشكيل حمض الازوت .

‏ان انخفاض كلفة الامونيا جعل هذه الطريقة اقل كلفة من كلفة الطريقة القديمة بتركيبه من ملح البارود الشيلي .

‏الاستخدامات والاقتصاديات : يستخدم معظم حمض الازوت في تصنيع نترات الامونيوم . وتستخدم كميات اساسية منه في تصنيع النترات الاخرى ، العضوية واللاعضوية ، اضافة الى استخدامه في تصنيع مركبات النتروجين العضوية . ويجري انتاج نترات الصوديوم ، والنحاس ، والفضة على نطاق واسع. وتتضمن الاستخدامات المباشرة لحمض الازوت الحفر الفوتوغرافي ، واستخلاص الذهب والفضة .

‏ان ما تحتويه الصخور الفوسفاتية المستخدمة في الاسمدة من الفسفور يجعلها مفيدة للاستخدام النباتي بعد تحميضها بحمض الكبريت . والتحميض بحمض الازوت يضيف مخصبا نتروجينيا مرغوبا الى الفسفور الموجود سابقا . يتجبل سماد الازوت المحمض اثناء التخزين ، ولكن يجري بالتدريج التغلب على هذه الصعوبة، ويتوقع ان تتوسع السوق امام هذا النوع من السماد .

‏النترات العضوية ( نتروغليسرين ، ونترات غليكول ، ونترات السليولوز ) ومركبات النترو (TNT ‏، و  RDX ‏، وحمض البكريك) تحتاج جميعها الى حمض الازوت لتركيبها . والنتروبرافينات Nitroparaffins  تصنع ايضا على نطاق واسع عن طريق نترجة الطور البخاري مع حمض الازوت . وخصائص الاكسدة القوية التي يحملها حمض الازوت في المحاليل المخففة مفيدة جدا في بعض الاحيان مع انها في العادة مرفوضة جدا في التراكيب العضوية .

‏تصنع الاصناف التجارية من حمض الازوت لتحقيق الشروط ، وهي في ‏العادة 36 ‏- 42 ‏بوميه (w / w 53.4 ‏- 68.7 %) . يصنع الحمض ذي التركيز العالي ( 94.5 ‏- 95.5 % ‏) ، والذى يعرف في السوق التجارية تحت اسم الحمض ´´ المركز " في مصانع مصممة على نحو خاص ، وهو اكثر كلفة. ويمكن تصنعه من حمض اضعف بالتقطير الاستخلاصي مع عوامل قوية مزيلة للماء كحمض الكبريت وسلفات المغنزيوم .

‏المواد الخام : المواد الاساسية هي : الامونيا ، والهواء ، والماء ، والمادة الحفازة من شبك البلاتين - الروديوم 10 % ‏. ومن المرغوب فه عاده ان مكون الموقع تقريبا من احد مصانع الامونا. وبما ان 17 ‏كغ من الامونيا ، او 105 ‏كغ من حمض ازوث 60 ‏% ‏تحتوى ( كغ من النتروجين ، فقد يجد المصنعون الكبار ان نقل الامونيا اقل كلفة من نقل حمض الأزوت . وتستخدم مركبات وشاحنات الستانلس ستيل للتعامل مع محاليل حمض الأزوت .

‏التفاعلات وتبدلات الطاقة : اعتبرت التفاعلات التالية ذات اهمية كبيرة في تصنيع حمض الآزوت :

يشار الى المزائج الغازية لأكاسيد النتروجين ( NO,N2O3,NO2,N2O4 ) عادة كـ NOX بغض النظر عن التركيب .

يحتوي الحمض المصنع على بعض من حمض النيتروز (HNO₂) عندما يكون التركيز بين 20-45 % HNO₃ W/W   و على N₂O₄ المنحل عندما يزيد التركيز عن 55 % ، إن إمكانية تأكسد حمض 20 – 45 % تثبت النتروجين الثلاثي التكافؤ (HNO2) ، واكثر من 55 ‏% تثبت النتروجين الرباعي التكافؤ (, N2O4) .

التفاعل ( 2 ‏) تفاعل سريع ( عندما يحفز ) ، ويكتمل خلال اقل من 1 / 1000 / ثا . ولذلك يجب اجراؤه كتفاعل أدياباتي ( كظوم )      reaction adiabatic . كما يجب تحديد نسبة الامونيا في هواء التغذية بحيث لا تتلف درجة الحرارة القصوى التي يتم الوصول اليها المادة الحفازة المكلفة .

‏والتفاعل ( 3 ‏) تفاعل بطيء غازي الطور حركيته kinetics ‏من الدرجة الثالثة وتزداد سرعته مع ارتفاع درجة الحرارة . ولكن اكتماله الى NO₂ ‏ليس عمليا من الناحية التجارية .

‏ويظهر التفاعل (4) ‏عدة ملامح مزعجة على الرغم من اعتدال سرعته والانخفاض النسبي في ∆H . والاقتراب من التوازن سريع بدرجة معقولة ، لكن التوازن غير ملائم تماما . وينعكس التفاعل اذا كان تركيز الحمض عاليا او اذا كان حارا جدا . تبين الصورة ادناه ‏توازن التفاعل ( 4 ‏) في التخطيط البياني اللوغاريتمي كـ (PNO/P₃NO₂) ‏في الطور الغازي مقابل النسية المئوية لـ HNO₃ في الطور السائل مع درجة الحرارة كدليل .

وتفاعل الامتصاص عمليا اكثر تعتيدا مما يشير اليه التفاعل (4‏) ، لان NO₂ ، و N₂O₃ ، و N₂O₄ ، و HNO₂ جميعها تمتص وتتفاعل لإنتاج HNO₃ ، ولكن ثلث الغازات المنحلة يفصل بعدئذ على شكل NO ، فيحتاج الى اعادة الاكسدة وتجديد الامتصاص ، فك تبقى منه الا كمية قليلة جدا. ومن هنا نرى ان هذه الطريقة تستنزف الوقت .

مواضيع ذات صلة

صناعة حمض الكبريتيك

تركيب حامض الكبريتوز

كلوريد الثيونيل Thionyl Chloride

حامض الكبريتوز: Sulphureous Acid

مركبات الكبريت مع الأكسجين

مركبات الكبريت مع الهيدروجين

الكبريت الغروي

الحصول على الكبريت من المناجم Sulphur Mining

الأشكال التأصلية للكبريت

الاختبارات الخاصة للورق

تحويل اللب إلى ورق

صناعة الورق