חומצה חנקתית

חומצה חנקתית

שם סיסטמטי	Nitric acid
שמות נוספים	aqua fortis
כתיב כימי	HNO₃
מסה מולרית	63.01 גרם/מול
מראה	נוזל שקוף או צהבהב (אם נוצר בו NO2)
מספר CAS	7697-37-2
צפיפות	1.5129 גרם/סמ"ק
מצב צבירה	נוזל
מסיסות	מסיס לחלוטין במים (תגובה אקסותרמית קלה)
טמפרטורת היתוך	-42 °C 231.15 K
טמפרטורת רתיחה	83 °C 356.15 K
מקדם שבירה	1.397
חומציות	-1.4 ‏pKa
אנתלפיית התהוות סטנדרטית	−174.1 קילוג'ול למול
NFPA 704	0 OX 4 2

חומצה חנקתית (HNO₃) היא חומצה מינרלית חזקה. משמשת בתגובות כימיות רבות בין המפורסמות שבהן היא תגובת הניטרציה.

ייצור

ערך מורחב – תהליך אוסטוולד

חומצה חנקתית מופקת בתגובה בין מים לחנקן דו־חמצני:

${\displaystyle {\ce {3NO2+H2O -> 2HNO3 + NO}}}$ ${\displaystyle \qquad \Delta H=-117\mathrm {kJ/mol} }$

לרוב מחמצנים את החנקן החמצני המתקבל לחנקן דו־חמצני המוחזר לתהליך. בתהליך אוסטוולד – הקרוי על שם מפתחו, וילהלם אוסטוולד – מחמצנים אמוניה עם חמצן בקטליזה של סגסוגת פלטינה המכילה 10% רודיום בתגובה האקסותרמית:

${\displaystyle {\ce {4NH3(g) +5O2(g) -> 4NO(g) + 6H2O(g)}}}$ ${\displaystyle \qquad \Delta H=-905\mathrm {kJ} }$

התגובה מתבצעת ביעילות גבוהה בטמפרטורה של 800-900°C ובלחץ של 4–10 אטמוספירות. בשלבים הבאים החנקן החמצני מגיב עם חמצן לקבלת חנקן דו-חמצני:

${\displaystyle {\ce {2NO(g) +O2(g) -> 2NO2(g)}}}$${\displaystyle \qquad \Delta H=-114\mathrm {kJ} }$

והחנקן הדו־חמצני מגיב עם מים לתת חומצה חנקתית. בהיקף מעבדתי חומצה חנקתית מופקת בעזרת אשלגן חנקתי (KNO₃) או נתרן חנקתי (NaNO₃) וחומצה גופרתית (H₂SO₄) בתגובה:

${\displaystyle {\ce {NaNO3 + H2SO4 -> NaHSO4 +HNO3}}}$.

תכונות

כאשר חומצה חנקתית חשופה לאור או לחום היא משחררת חנקן דו-חמצני בתגובת הפירוק ${\displaystyle {\ce {4HNO3 -> 4NO2 + 2H2O + O2}}}$, החנקן הדו־חמצני המומס מקנה צבע צהבהב לנוזל.

חומצה חנקתית מהולה מגיבה עם רוב המתכות בתגובות הדומות לאלו של חומצות מינרליות אחרות כלומר תוך יצירת גז מימן. החומצה החנקתית יכולה לחמצן מתכות כנחושת או כסף תוך יצירת חנקן דו־חמצני:

${\displaystyle {\ce {Cu(S) +4HNO3(aq) -> CU^{2+}(aq) + 2NO2(g) +2H2O(l) +2NO3^{-}(aq)}}}$

תגובה עם רוב היסודות האל מתכתיים מביאה אותם למצב החמצון הגבוה ביותר. כך למשל התגובה עם פחמן:

${\displaystyle {\ce {C + 4HNO3 -> CO2 + 4NO2 +2H2O}}}$

החומצה החנקתית מסוכנת מאוד למגע. בחומצה החנקתית משתמשים בין היתר לייצר דשנים, חומרי נפץ ובטון. חומצה חנקתית היא מחמצן חזק.

בתחום האמנות משמשת החומצה החנקתית לצריבה עמוקה של כסף ושל מתכות צבעוניות - נחושת (הנמסה בחומצה בתהליך אקסותרמי), פליז ואלפקה.

מולקולת חומצה חנקתית

קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: חמצה חנקתית
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: חומצה חנקתית

• ייצור חומצה חנקתית, Royal Society of Chemistry, סרטון באתר יוטיוב
• חומצה חנקתית, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• חומצה חנקנית, דף שער בספרייה הלאומית