اسید نیتریک و کاربردهای آن در صنایع

اسید نیتریک (Nitric acid) که به نام های تیزاب یا جوهر شوره نیز شناخته می شود یک اسید معدنی بسیار قوی با فرمول شیمیایی HNO3 است.

اسید نیتریک خالص بی رنگ است اما نمونه های قدیمی تر به دلیل تجزیه به اکسیدهای ازت و آب، زرد رنگ هستند.

اسید نیتریک در آب محلول است و همچنین یک ماده اکسید کننده قوی است که بسیار خورنده و سمی باشد. این ماده با فلزات، اکسیدها و هیدروکسیدها واکنش نشان می دهد و نمک های نیترات را تشکیل می دهد.

این اسید دود کننده و بسیار خورنده با نقطه انجماد 42- درجه سانتی گراد و نقطه جوش 83 درجه سانتی گراد است و یک معرف آزمایشگاهی رایج و مهم صنعتی است.

اسید نیتریک چیست ؟
این ماده در دمای معمولی نیز کمی تجزیه می شود و گرم شدن یا قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید باعث تجزیه بیشتر آن می شود و در نتیجه رنگ آن به زرد یا قهوه ای تغییر می یابد. اسید نیتریک با اکثر فلزات، به جز طلا و پلاتین، برای تولید نیترات واکنش نشان می دهد.

استفاده اصلی از اسید نیتریک (80٪) در تولید کودهای کشاورزی است. از کل تولیدات این ماده 96٪ برای تهیه نیترات آمونیوم و نیترات کلسیم آمونیوم استفاده می شود. برای ساخت مواد منفجره از مقدار نسبتاً کمی نیترات آمونیوم استفاده می شود.

اسید نیتریک معمولاً با اکسیداسیون آمونیاک به دست می آید. این کار عمدتا با استفاده از فرآیند Ostwald انجام می شود. این اسید همچنین با تیمار نیترات سدیم با اسید سولفوریک نیز تولید می شود ولی این روش بازدهی کمی دارد.

این ماده در ساخت نیترات معدنی و آلی و ترکیبات نیتروژن برای کودها، واسطه های رنگ، مواد منفجره و بسیاری از مواد شیمیایی آلی مختلف استفاده می شود.

اسید نیتریک ماده ای بسیار مهم است که به عنوان ماده اولیه برای تولید مواد دیگر استفاده می شود. این امر باعث اهمیت آن در صنایع شیمیایی و دارویی می شود. این اسید همچنین جزئی از باران های اسیدی است و به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی در موشک ها به عنوان سوخت مایع مورد استفاده قرار گرفته است.

محلول 70% معمولا به عنوان اسید نیتریک غلیظ از نظر تجاری در دسترس است. غلظت های بالاتر از 90٪ را اسید نیتریک دود کننده می گویند. در تماس با هوا اسید نیتریک دود کننده، دودهای سفید یا قرمز بسیار سمی، خورنده و واکنش پذیر با مواد قابل احتراق تولید می کند.

کاربردهای اسید نیتریک چیست ؟
مانند آمونیاک، یکی از اصلی ترین کاربردهای این اسید در تهیه کودها است. این ماده همچنین یک اکسید کننده خوب است و برای ساخت سایر ترکیبات معدنی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، این ترکیب شیمیایی کاربردهای دیگری نیز دارد.

اسید نیتریک بلوک ساختمان برای تولید بسیاری از ترکیبات شیمیایی دیگر است. این ماده در ساخت انواع مختلفی از پلیمرها مانند پلی آمیدها و پلی اورتان استفاده می شود.

این ماده به عنوان محرک در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین در ساخت ترکیبات مبتنی بر نیتروژن مانند نایلون و همچنین بیشتر مواد منفجره مانند تری نیتروتولوئن (T.N.T.)، نیتروگلیسیرین کاربرد دارد.

مصارف دیگر این ترکیب شامل تولید نمک نیترات، رنگ، محصولات تار زغال سنگ و مواد مخدر است. این اسید همچنین بیشتر برای تصفیه فلزات گرانبها مانند پلاتین، طلا و نقره مورد استفاده قرار می گیرد.

اسید نیتریک یک عنصر کلیدی و محصول جانبی آمونیاک است که برای صنعت کشاورزی بسیار ارزشمند است و از آن برای تولید انواع مختلف کودهای ازت مانند نیترات کلسیم، نیترات آمونیوم، و غیره استفاده می شود.

بیشترین کاربرد این اسید به صورت آزمایشگاهی در دانشگاه هاست که اغلب از آن به عنوان یک معرف آزمایشگاهی استفاده می شود. از اسید نیتریک رقیق شده برای ساخت چوب افرا و کاج استفاده می شود تا آنها را کهنه تر نشان دهد.

این ماده همچنین در صنایع غذایی مورد استفاده قرار گرفته و به تمیز کردن مواد غذایی و تجهیزات و غیره کمک می کند.

به طور قابل توجهی، این اسید برای تست تشخیص آلکالوئیدهایی مانند LSD مورد استفاده قرار می گیرد. آزمایش دیگری که به عنوان آزمایش رنگ سنجی شناخته شده به اسید نیتریک برای تمایز بین مورفین و هروئین نیاز دارد.

اثرات خورنده این ترکیب برای برخی از کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می گیرد، مانند قلم زنی در چاپخانه، محافظت از فولاد ضد زنگ یا تمیز کردن ویفرهای سیلیکون در الکترونیک.

این اسید به صورت ترکیبی با اسید هیدروکلریک یا به تنهایی برای تمیز کردن نوارهای کاور شیشه ای و اسلایدهای شیشه ای برای کاربردهای میکروسکوپی استفاده می شود. این ماده همچنین برای تمیز کردن شیشه قبل از نقره اندود کردن در هنگام ساخت آینه های نقره ای استفاده می شود.

مخلوط های آبی تجاری 5 تا 30٪ اسید نیتریک و 15-40٪ اسید فسفریک معمولاً برای تمیز کردن مواد غذایی و تجهیزات لبنی برای از بین بردن رسوب کلسیم و منیزیم استفاده می شود. محتوای اسید فسفریک به غیرفعال کردن آلیاژهای آهنی در برابر خوردگی توسط اسید نیتریک رقیق کمک می کند.

ایمنی و خطرات:
همانطور که گفته شد اسید نیتریک یک ماده خورنده و اکسید کننده بسیار قوی است. خطر عمده ناشی از آن سوختگی های شیمیایی است، زیرا باعث هیدرولیز اسیدی پروتئین ها (آمید) و چربی ها (استر) شده و در نتیجه باعث تجزیه بافت زنده (مانند پوست و گوشت) می شود.

اسید نیتریک غلیظ به دلیل واکنش با کراتین، پوست انسان را زرد رنگ می کند. این لکه های زرد هنگام خنثی شدن به رنگ نارنجی در می آیند. با این حال، اثرات سیستمیک ندارد و این ماده سرطان زا یا موتاژن محسوب نمی شود.

روش درمانی استاندارد برای لکه های اسیدی روی پوست، مانند سایر مواد خورنده، شستشو با مقادیر زیاد آب است.

شستن محل حداقل به مدت 10 تا 15 دقیقه برای خنک کردن بافت اطراف سوختگی و جلوگیری از آسیب ثانویه لازم است. پس از تماس با این ماده لباس های آلوده را بلافاصله عوض کنید و پوست آسیب دیده کاملاً شسته شود.

مانند تمام اسیدها، غلظت محلول اغلب محدودیت ذخیره سازی آن را تعیین می کند. هرچه غلظت بیشتر باشد، باید نسبت به مواد شیمیایی دقت بیشتری داشته باشید.

هنگام استفاده از غلظت های بالای این اسید یا هنگام گرم کردن با آن تا بالاتر از دمای اتاق این کار باید در زیر هود مجهز به سیستم شستشو انجام شود.

دستکش (لاستیک بوتیل یا نئوپرن)، عینک محافظ در برابر مواد شیمیایی، سپر صورت و پیش بند باید هنگام کارکردن با غلظت های بالا یا مقادیر زیاد (بیشتر از 4 لیتر) اسید نیتریک استفاده شود.

بخارات، مه و محلول های اسید نیتریک می تواند چشم و پوست را به شدت بسوزاند. بخارات این اسید سیستم تنفسی را تحریک می کند و هنگام استنشاق غلظت بالای بخار آن باید فورا با اورژانس تماس گرفت زیرا تاخیر در درمان می تواند منجر به ورم ریه و مرگ فرد شود.

به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی، این اسید می تواند با ترکیباتی مانند سیانورها، کاربیدها یا پودرهای فلزی به طور انفجاری و با بسیاری از ترکیبات ارگانیک مانند ترپتین واکنش شدید و اشتعال زا نشان دهد. بنابراین در هنگام ذخیره سازی آن را از بازهای و مواد آلی دور نگه دارید.