Получим азотную кислоту
С помощью каталитического окисления (метод Оствальда)
можно перевести аммиак в азотную кислоту. Возникающий при этом бесцветный
монооксид азота NO сначала превращается на воздухе в коричневый
диоксид азота NO2, а затем при действии кислорода и воды - в азотную
кислоту:
4NH3 + 5O2 = 4NO +8H2O
4NO + 2O2 = 4NO2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
Мы же соберем установку, изображенную на рисунке.
Для того, чтобы приготовить катализатор, добавим по каплям раствор
хлорида железа (III) к раствору гидроксида аммония. При этом выпадает
коричневый осадок гидроксида железа (III). Отфильтруем его, промоем
на фильтре холодной водой, смешаем сырую еще массу с асбестом (можно
отщипнуть волокна от подставки под утюг, использовать кусочек асбестового
шнура и т. п.) и сильно прокалив массу. При этом на асбесте выделится
оксид железа(III).
Пропустим сначала через установку поток воздуха
(кран I открыт, кран II закрыт) с помощью водоструйного насоса (в
крайнем случае достаточно применить для отсоса воздуха резиновый
вентилятор) и сильно нагреем катализатор. Затем закроем кран I и
откроем кран II. Поток воздуха увлекает аммиак, который после сушки
в U-образной трубке с негашеной известью CaO окисляется на катализаторе
с образованием оксида азота. А он, взаимодействуя в конической колбе
(так называемая колба Эрленмейера) с кислородом воздуха, превращается
в диоксид. Наконец, в пробирке с боковой насадкой образуется азотная
кислота. Хотя она очень разбавлена, мы можем обнаружить кислую среду
с помощью лакмусовой бумажки, а наличие нитрат-ионов-как описано
в разделе "Анализ минеральных удобрений".
Азотная кислота - бесцветная, очень едкая жидкость.
Концентрированная кислота, 69,2 %-ная HNO3 с плотностью 1,41 г/м3,
относительно легко отдает кислород. Поэтому она является сильным
окислителем. Благодаря этому свойству она растворяет различные неактивные
металлы, такие как медь, ртуть и серебро. Золото она не разрушает,
поэтому можно отделить золото от серебра с помощью азотной кислоты.
Однако смесь одной объемной части концентрированной азотной кислоты
и трех объемных частей соляной кислоты - царская водка - растворяет
и золото и платину.
Если мы хотим получить азотную кислоту более высокой
концентрации, то смешаем в реторте 56 г сухой тонкораспыленной калийной
селитры KNO3 с 32 мл концентрированной серной кислоты и перегоним
получившуюся кислоту в хорошо охлаждаемый сборник. Если реторта
с тубусом, закроем его корковой пробкой, обернутой алюминиевой фольгой.
Горло реторты опустим как можно глубже в сборник, который будем
охлаждать в стакане с ледяной водой или в проточной водопроводной
воде. Для этой цели поместим сборник в воронку и укрепим над ретортой
шланг, в который подается холодная вода. Из воронки с помощью шланга
отведем холодную воду в ведро или раковину. На окончание опыта укажет
выделение коричневых ядовитых паров NO2:
2KNO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2HNO3
Раньше азотную кислоту только таким методом и получали.
Исходным продуктом служил встречающийся в Чили в больших количествах
нитрат натрия NaNO3 (натриевая, или чилийская селитра).
|