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工业制硝酸介绍浓硝酸的化学反应

2020-05-16 04:20:18

自然界中的硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮或微生物生命活动放出二氧化氮形成。人类活动也产生氮氧化物,全世界人为污染源每年排出的氮氧化物大约为5300万吨,这些氮氧化物也会形成硝酸。硝酸性质不稳定,因而无法在自然界长期存在,但硝酸的形成是氮循环的一环。

  硝酸分子为平面共价分子,中心氮原子sp2杂化,未参与杂化的一个p轨道与两个端氧形成三中心四电子键。硝酸中的羟基氢与非羟化的氧原子形成分子内氢键,这是硝酸酸性不及硫酸、盐酸,熔沸点较前两者低的主要原因。

  硝酸作为氮元素的高价(+5)水化物,具有很强的酸性,一般情况下认为硝酸的水溶液是电离的。硝酸可以与醇发生酯化反应,如硝化甘油的制备。(实际上我们会使用浓硫酸,产生大量NO2),工业制硝酸成本较低而且较容易处理,与其他更强的脱水剂,例如P4O10,也可以产生大量的硝酰阳离子,这是硝化反应能进行的本质。

  浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂(浓硫酸、五氧化二磷)混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应,硝化反应属于亲电取代反应(electrophilic substitution),反应中的亲电试剂为硝鎓离子,脱水剂有利于硝鎓离子的产生。


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