Ácido nítrico: produção - slides, Slides de Química

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Produção do Ácido Nitrico

Aspectos físicos e químicos

Composto químico pela fórmula HNO 3 Líquido viscoso, inodoro e incolor Muito volátil, forte oxidante, corrosivo, miscível em água A maioria dos metais são atacados, exceto a platina e o ouro Tf: - 42 °C Te: 83 °C (puro) Densidade: 1 , 51 g.mL-^1 ( 20 °C) Massa molar = 63 , 012 g.mol-^1 l1nq.com/Qqrbr l1nq.com/fvHYB l1nq.com/W9h4P N O O O H l1nq.com/WqFmD

Aplicações

Segundo ácido mais fabricado e consumido na indústria, perdendo apenas para o H 2 SO 4 Quimicamente, reage de três maneiras: como ácido forte, agente oxidante e agente de nitração 70 % a 85 % de todo ácido produzido é destinado para as indústrias de fertilizantes e o Brasil representa 60 % da produção Substituto do H 2 SO 4 Sua ação oxidante é utilizada em diversos processos metalúrgicos Usado na fabricação de explosivos, fertilizantes agrícolas, vernizes, salitre (KNO 3 ), pólvora negra, trinitrolueno (TNT), nitroglicerina (dinamite), seda artificial, fibras sintéticas, entre outros l1nq.com/97G6P l1nq.com/srfDI l1nq.com/b2FSI

História do ácido nítrico

Quem Descobriu: Geber “Esse [licor], obtido mediante destilações artificiais, [...] tem uma propriedade aguda e o poder de corroer e transformar em si próprio, a prata ou qualquer outro metal nele colocado, à exceção do ouro. Não se parece com nada além de água pura. De fato trata-se de algo muito engenhoso motivo pelo qual devemos ser muito gratos ao filósofo, alquimista, ou seja lá quem tenha sido seu descobridor” – Vanoccio Biringuccio, metalurgista.

• 1ª obtenção: a partir do NaNO 3 (salitre do Atacama: sais contendo NOx)
• Aqua Fortis salitre ácido forte sal ácido

NaNO 3 + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HNO 3

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Processos de obtenção

Pode ser obtido pelo processo de Ostwald, patenteado em 1902 Um dos pilares da indústria química moderna. Em condições de laboratório, um método alternativo de produção é a reação entre KNO 3 e H 2 SO 4 para produzir HNO 3 (puro) FASE 1 – A NH 3 é oxidada por aquecimento na presença de O 2 , com catalisador (platina), para a formação de NO e vapor de água

4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H 2 O(l) ΔH = - 905,2 kJ/mol

Processos de obtenção

Alternativamente, se o último passo for realizado no ar, desconsiderando o estado físico da água Este gás é absorvido pela água, produzindo HNO 3 em forma diluída, enquanto uma parte é reduzida, voltando a NO O NO é reciclado e o ácido é concentrado por destilação. Equação global:

3 NO2(g) + H 2 O(l) → 3 HNO 3 + NO(g) ΔH = - 117 kJ/mol

FASE 2 - Em um aparelho de absorção contendo água, o NO é oxidado novamente para produzir NO 2

2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g) ΔH = - 114 kJ/mol

2 NH3(g) + 4 O2(g) + H 2 O(l) → 3 H 2 O(g) + 2 HNO3(aq)

NH3(g) + 2 O2(g) → H 2 O + HNO3(aq) ΔH = - 370,3 kJ/mol

Lavagem Química

Diversos líquidos podem ser usados, como Mg(OH) 2 , Ca(OH) 2 , NaOH, NH 4 , CH 4 N 2 O (ureia) e até mesmo H 2 O 2 No processo com soda cáustica, o NO e NO 2 são absorvidos em NaOH com proporção igual, como a reação: Só é eficaz quando a relação molar é pelo menos 1: O excesso de NO 2 reage lentamente para formar NO 2 -^ e NaNO 3 Os produtos formados podem ser utilizados como fertilizantes Desvantagens:

• Possui um alto custo operacional
• Problemas de disposição de rejeitos

2 NaOH + NO + NO 2 → NaNO 2 + H 2 O

Lavagem Química

No processo com NH 3 , o gás residual é primeiramente lavado com solução de NH 4 NO 3 Depois, passa por aeração e pela presença do ácido livre para evitar a formação de NO 2 - Em seguida, por um lavador com solução NH 4 OH (amoniacal) pH 7 , 5 – 8 , 5 Formando solução diluída de NH 4 NO 3 Usado essencialmente em plantas de média pressão Reduz o teor de NOx para menos de 200 ppm

Referências

https://pt.wikipedia.org/wiki/Ácido_nítrico https://www.yarabrasil.com.br/solucoes-quimicas-e-ambientais/quimicos-nitrogenados/acido- nitrico/#:~:text=O% 20 ácido% 20 nítrico% 20 (HNO 3 )% 20 é,são% 20 então% 20 absorvidos% 20 pela % 20 água. https://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/ 5817712 /LOQ 4022 /Acido% 20 nitrico.pdf https://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_cultural/lqes_cultural_ano_intern_Jaber_Hayy ane.html