30%濃度硝酸
30%濃度硝酸
- 日期：2023/3/17 16:32:01 發(fā)布人：30%濃度硝酸
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30%濃度硝酸 CAS 7697-37-2
30%濃度硝酸（英文名：Nitric acid），是一種具有強氧化性、腐蝕性的一元無機強酸，是六大無機強酸之一，也是一種重要的化工原料，化學(xué)式為HNO3，分子量為63.01，其水溶液俗稱硝鏹水或氨氮水。在工業(yè)上可用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等；在有機化學(xué)中，濃30%濃度硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑。所屬的危險符號是O（Oxidizing agent氧化劑）與C（Corrosive 腐蝕品）。30%濃度硝酸的酸酐是五氧化二氮（N2O5）。
2017年，30%濃度硝酸被列入《易制爆危險化學(xué)品名錄》 ，并按照《易制爆危險化學(xué)品治安管理辦法》管控
中文名 硝酸
外文名 Nitric acid
化學(xué)式 HNO₃
分子量 63.01
CAS登錄號 7697-37-2
EINECS登錄號 231-714-2
熔 點 -42 ℃
沸 點 83 ℃
水溶性 與水混溶
密 度 1.50 g/cm3(無水)
外 觀 純30%濃度硝酸為無色液體
應(yīng) 用 供制氮肥、王水、30%濃度硝酸鹽、硝化甘油等
安全性描述 S23；S26；S36；S45
危險性符號 O；C
危險性描述 R8；R35
UN危險貨物編號 2031
30%濃度硝酸研究簡史
國外發(fā)展史
賈比爾·伊本·哈揚
賈比爾·伊本·哈揚
公元八世紀(jì)，阿拉伯煉金術(shù)士賈比爾·伊本·哈揚（Jabir ibn Hayyan）在干餾硝石的時候發(fā)現(xiàn)并制得了30%濃度硝酸，這是人類關(guān)于30%濃度硝酸最早的記錄 。
1905年，挪威出現(xiàn)了電弧法生產(chǎn)30%濃度硝酸的工廠，這是歷史上最早的30%濃度硝酸工業(yè)化嘗試 。
1908年，德國建成了以鉑網(wǎng)為催化劑的日產(chǎn)能力3噸的30%濃度硝酸廠 。
1913年，合成氨問世，氨氧化法生產(chǎn)30%濃度硝酸開始進入工業(yè)化階段，這種方法一百多年后依然是世界上生產(chǎn)30%濃度硝酸的主要方法 。
國內(nèi)發(fā)展史
1935年，在中國化學(xué)家侯德榜的領(lǐng)導(dǎo)下，中國建成了第一座兼產(chǎn)合成氨、30%濃度硝酸、硫酸和硫酸銨的聯(lián)合企業(yè)——永利寧廠（現(xiàn)南京化學(xué)工業(yè)公司） 。
1937年2月，永利寧廠第一次生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的30%濃度硝酸 。
1951年5月，大連化學(xué)廠的煉焦、合成氨、30%濃度硝酸和硫酸等車間的生產(chǎn)得到了全面的恢復(fù)，產(chǎn)出了30%濃度硝酸產(chǎn)品。
1952～1958年之間，中國先后在吉林、蘭州、太原等地建成了綜合法30%濃度硝酸裝置，其中蘭州化學(xué)工業(yè)公司的濃30%濃度硝酸在1997年之前的幾十年里一直蟬聯(lián)著中國最大裝置的桂冠 。
1980年起，中國國內(nèi)30%濃度硝酸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開始加速，總產(chǎn)量每年以10%～15%的速度增長。特別是90年代后期，中國的30%濃度硝酸工業(yè)進入蓬勃發(fā)展時期，總產(chǎn)量年增速達到了15%～20%。但這個時期中國30%濃度硝酸生產(chǎn)技術(shù)仍然比較落后，早期的常壓法、綜合法工藝裝置多為淘汰型生產(chǎn)線，高壓法裝置全部靠進口國外的二手設(shè)備。不久，山西化肥廠（現(xiàn)天脊集團）從國外引進了中國第一套雙加壓30%濃度硝酸裝置，從此中國的30%濃度硝酸工業(yè)開始向國際先進行列邁進 。
1999年，西安陜鼓動力股份有限公司成功研制出中國第一套“四合一”機組，并應(yīng)用于云南云峰化學(xué)工業(yè)公司，從此加快了中國30%濃度硝酸雙加壓工藝國產(chǎn)裝備向國際先進水平進軍的步伐。云南云峰化學(xué)工業(yè)公司作為第一個使用國產(chǎn)化“四合一”機組的30%濃度硝酸生產(chǎn)企業(yè)，堅定了中國國內(nèi)30%濃度硝酸生產(chǎn)企業(yè)選擇國產(chǎn)裝備的信心 。
2000年后，中國的30%濃度硝酸工業(yè)進入高速發(fā)展期，年總產(chǎn)量以高于18%的速度快速增長，擁有各種種類、規(guī)模不等的生產(chǎn)廠家約60多家 。
2007年11月，中國第一套在滿負(fù)荷生產(chǎn)條件下實現(xiàn)副產(chǎn)蒸汽自足、還能富余外供蒸汽的國產(chǎn)化雙加壓法30%濃度硝酸裝置在新鄉(xiāng)市永昌化工有限責(zé)任公司誕生，標(biāo)志著中國自己研制的國產(chǎn)30%濃度硝酸裝置完全能夠替代進口，中國國內(nèi)30%濃度硝酸工業(yè)擺脫了對進口裝備的依賴 。
30%濃度硝酸理化性質(zhì)
30%濃度硝酸物理性質(zhì)
純30%濃度硝酸為無色透明液體，濃30%濃度硝酸為淡黃色液體（溶有二氧化氮），正常情況下為無色透明液體，有窒息性刺激氣味。濃30%濃度硝酸中的30%濃度硝酸含量為68%左右，易揮發(fā)，在空氣中產(chǎn)生白霧（與濃鹽酸相同），是30%濃度硝酸蒸汽（一般來說是濃30%濃度硝酸分解出來的二氧化氮）與水蒸汽結(jié)合而形成的30%濃度硝酸小液滴。能與水混溶。能與水形成共沸混合物。對于稀30%濃度硝酸，一般認(rèn)為濃稀之間的界線是6mol/L，市售普通試劑級30%濃度硝酸濃度約為68%左右，而工業(yè)級濃30%濃度硝酸濃度則為98%，通常發(fā)煙30%濃度硝酸濃度約為98%。
相對密度：1.50（無水）
熔點：-42℃（無水）
沸點：83℃（無水）
相對蒸氣密度（空氣=1）：2~3
飽和蒸氣壓（kPa）：6.4（20℃）
臨界壓力（MPa）：6.89
辛醇/水分配系數(shù)：0.21
溶解性：與水混溶，溶于乙醚。
黏度（mPa·s,20oC）：0.89
比熱容（kJ/(kg·K)，98.15%）：1.99
比熱容（kJ/(kg·K)，90.33%）：2.22
比熱容（kJ/(kg·K)，70.00%）：2.56
比熱容（kJ/(kg·K)，40.00%）：2.80
電導(dǎo)率（S/m，30.42%）：7008
電導(dǎo)率（S/m，51.78%）：5554.2
電導(dǎo)率（S/m，78.96%）：1945.1
電導(dǎo)率（S/m，98.50%）：167.8
30%濃度硝酸分子結(jié)構(gòu)
30%濃度硝酸分子的結(jié)構(gòu)
30%濃度硝酸分子的結(jié)構(gòu)(2張)
30%濃度硝酸分子為平面共價分子，中心氮原子sp2雜化，未參與雜化的一個p軌道與兩個端氧形成三中心四電子鍵 。30%濃度硝酸中的羥基氫與非羥化的氧原子形成分子內(nèi)氫鍵，這是30%濃度硝酸酸性不及硫酸、鹽酸，熔沸點較前兩者低的主要原因 。
鍵長：
O-N：119.9pm；O'-N：121.1pm；O-H：96.4pm；N-OH：140.6pm。
鍵角：
O'-N-O：130.27°；O-N-OH：113.85°；O'-N-OH：115.88°；N-O-H：102.2°。
1、摩爾折射率：9.60
2、摩爾體積（cm3/mol）：38.8
3、等張比容（90.2K）：107.4
4、表面張力（dyne/cm）：58.6
5、極化率（10-24cm3）：3.80
30%濃度硝酸化學(xué)性質(zhì)
30%濃度硝酸不穩(wěn)定性
濃30%濃度硝酸不穩(wěn)定，遇光或熱會分解而放出二氧化氮，分解產(chǎn)生的二氧化氮溶于30%濃度硝酸，從而使外觀帶有淺黃色 。但稀30%濃度硝酸相對穩(wěn)定，70%~90%30%濃度硝酸在0℃，陰暗處不發(fā)生分解。濃30%濃度硝酸氧化性強，標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位。
反應(yīng)方程式：
，
強酸性
一般情況下認(rèn)為30%濃度硝酸在水溶液中能夠完全電離，產(chǎn)生大量氫離子：
30%濃度硝酸作為氮元素的最高價（+5）水化物，具有很強的酸性。
酯化反應(yīng)
30%濃度硝酸能與乙醇、松節(jié)油、碳和其他有機物猛烈反應(yīng)。與醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成對應(yīng)的30%濃度硝酸酯，在機理上，30%濃度硝酸參與的酯化反應(yīng)過去被認(rèn)為生成了碳正離子中間體，許多文獻將機理描述為費歇爾酯化反應(yīng)（Fischer esterification），即“酸脫羥基醇脫氫”與羧酸的酯化機理相同。 30%濃度硝酸的酯化反應(yīng)被用來生產(chǎn)硝化纖維，方程式見下:
3nHNO3+[C6H7O2(OH)3]n——→[C6H7O2(O-NO2)3]n+3nH2O
硝化反應(yīng)
濃30%濃度硝酸或發(fā)煙30%濃度硝酸與脫水劑（濃硫酸、五氧化二磷）混合可作為硝化試劑對一些化合物引發(fā)硝化反應(yīng)，硝化反應(yīng)屬于親電取代反應(yīng)（electrophilic substitution），反應(yīng)中的親電試劑為硝鎓離子，脫水劑有利于硝鎓離子的產(chǎn)生。
最為常見的硝化反應(yīng)是苯的硝化：
反應(yīng)方程式
反應(yīng)方程式
氧化還原反應(yīng)
30%濃度硝酸能使羊毛織物和動物組織變成嫩黃色。
由于30%濃度硝酸的強氧化性，所以不可以通過30%濃度硝酸來制取氫氣，氫離子剛從30%濃度硝酸中置換出來為氫氣，就被30%濃度硝酸根離子氧化了。30%濃度硝酸的強氧化性不是來自30%濃度硝酸根離子（30%濃度硝酸根離子本身無氧化性），而是在酸性條件下的30%濃度硝酸根離子才會有強氧化性。（例：在30%濃度硝酸亞鐵溶液中滴加鹽酸，溶液顏色由綠變黃，滴加硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)檠t色。證明亞鐵離子（
）被再一次氧化成鐵離子（
）。30%濃度硝酸的氧化性與其濃度成正比。稀30%濃度硝酸與金屬反應(yīng)生成一氧化氮，濃30%濃度硝酸與金屬反應(yīng)同樣也會生成一氧化氮，但濃30%濃度硝酸的氧化性比稀30%濃度硝酸強，一氧化氮剛反應(yīng)出來，就被30%濃度硝酸根離子在氫離子存在的情況下氧化成二氧化氮。方程式如下：
碘化氫與不同濃度的30%濃度硝酸反應(yīng)，把碘離子分別氧化成碘單質(zhì)和碘酸根離子：
30%濃度硝酸助燃，與可燃物混合會發(fā)生爆炸。
30%濃度硝酸分子中氮元素為最高價態(tài)（+5）因此30%濃度硝酸具有強氧化性，其還原產(chǎn)物因30%濃度硝酸濃度的不同而有變化，從總體上說，30%濃度硝酸濃度越高，平均每分子30%濃度硝酸得到的電子數(shù)越少，濃30%濃度硝酸的還原產(chǎn)物主要為二氧化氮，稀30%濃度硝酸主要為一氧化氮，更稀的30%濃度硝酸可以被還原為一氧化二氮、氮氣、30%濃度硝酸銨等，需要指出的是，上述只是優(yōu)勢產(chǎn)物，實際上隨著反應(yīng)的進行，30%濃度硝酸濃度逐漸降低，所有還原產(chǎn)物都可能出現(xiàn) 。
30%濃度硝酸有關(guān)電勢圖見下：（標(biāo)況 E/V）
HNO3—0.803→NO2—1.07→HNO2—0.983→NO—1.591→N2O—1.77→N2—0.27→NH4+
HNO3—0.957→NO
HNO3—1.11→N2O
HNO3—1.24→N2
HNO3—0.88→NH4+
典型反應(yīng)
濃30%濃度硝酸：
稀30%濃度硝酸：
純30%濃度硝酸可以發(fā)生自偶電離：
30%濃度硝酸應(yīng)用領(lǐng)域
30%濃度硝酸是重要化工原料，主要用于制造30%濃度硝酸銨、30%濃度硝酸銨鈣、30%濃度硝酸磷肥、氮磷鉀等復(fù)合肥料。作為制30%濃度硝酸鹽類氮肥（如30%濃度硝酸銨、30%濃度硝酸鉀等）、王水、硝化甘油、硝化纖維素、硝基苯、苦味酸和30%濃度硝酸酯的必需原料，也用來制取含硝基的炸藥。
30%濃度硝酸有機工業(yè)
用于制造四硝基甲烷、硝基己烷、l-硝基丙烷、2，4-二硝基苯氧乙醇等硝基化合物。
30%濃度硝酸染料工業(yè)
用于對硝基苯甲醚、4,4’-二硝基二苯醚、對硝基苯酚、2，5-二氯硝基苯等染料中間體的合成。
30%濃度硝酸涂料工業(yè)
用于制造硝基清漆和硝基瓷漆。
30%濃度硝酸醫(yī)藥工業(yè)
用于制造硝基苯乙酮。
30%濃度硝酸水處理
30%濃度硝酸可用作碳素鋼、不銹鋼設(shè)備的清洗除銹劑，用在污水、廢水的氧化還原處理過程中。在污水的生物法處理過程中，可用作微生物養(yǎng)分中的氮源等。
30%濃度硝酸其他作用
30%濃度硝酸作為氧化劑可氧化醇、苯胺及其他化學(xué)品。并已經(jīng)用于火箭的推進劑。30%濃度硝酸也是制造鈣、銅、銀、鈷和鍶等的30%濃度硝酸鹽的原料。30%濃度硝酸也被用來精煉金屬（即先把不純的金屬氧化成30%濃度硝酸鹽，排除雜質(zhì)后再還原）
30%濃度硝酸對大多數(shù)金屬有腐蝕作用。高濃度30%濃度硝酸對金屬有鈍化作用。 對 α-Fe2O3和磁性Fe3O4有良好的溶解力。
30%濃度硝酸用作蝕刻劑及強酸性清洗腐蝕劑，可與冰醋酸、雙氧水等配合使用。
30%濃度硝酸用作分析試劑，如作溶劑，氧化劑。還用于有機合成，制取各類硝基化合物。
30%濃度硝酸分布情況
自然界中的30%濃度硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮或微生物生命活動放出二氧化氮形成。人類活動也產(chǎn)生氮氧化物，全世界人為污染源每年排出的氮氧化物大約為5300萬噸，這些氮氧化物也會形成30%濃度硝酸。30%濃度硝酸性質(zhì)不穩(wěn)定，因而無法在自然界長期存在，但30%濃度硝酸的形成是氮循環(huán)的一環(huán)。
30%濃度硝酸安全措施
環(huán)境危害
對環(huán)境有害。
健康危害
30%濃度硝酸不論濃稀溶液都有氧化性和腐蝕性，因此對人很危險，僅濺到皮膚上也會引起嚴(yán)重?zé)齻Ｆつw接觸30%濃度硝酸后會慢慢變黃，最后變黃的表皮會起皮脫落（30%濃度硝酸和蛋白質(zhì)接觸后，會導(dǎo)致黃蛋白反應(yīng)而變性）。此外，濃30%濃度硝酸需以深色玻璃瓶盛裝，避免受到光照反應(yīng)釋出有毒的NO2 。
吸入30%濃度硝酸氣霧產(chǎn)生呼吸道刺激作用，可引起急性肺水腫。口服引起腹部劇痛，嚴(yán)重者可有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣、腎損害、休克以及窒息。眼和皮膚接觸引起灼傷。慢性影響：長期接觸可引起牙齒酸蝕癥。
與30%濃度硝酸蒸氣接觸有很大危險性。30%濃度硝酸溶液及30%濃度硝酸蒸氣對皮膚和粘膜有強刺激和腐蝕作用。
30%濃度硝酸危害防治
30%濃度硝酸急救措施
皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗20～30分鐘。如有不適感，就醫(yī)。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗10～15分鐘。如有不適感，就醫(yī)。
吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸、心跳停止，立即進行心肺復(fù)蘇術(shù)。就醫(yī)。
食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。
30%濃度硝酸泄漏應(yīng)急措施
應(yīng)急處理：根據(jù)液體流動和蒸氣擴散的影響區(qū)域劃定警戒區(qū)，無關(guān)人員從側(cè)風(fēng)、上風(fēng)向撤離至安全區(qū)。建議應(yīng)急處理人員戴正壓自給式呼吸器，穿防酸堿服。作業(yè)時使用的所有設(shè)備應(yīng)接地。穿上適當(dāng)?shù)姆雷o服前嚴(yán)禁接觸破裂的容器和泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止泄漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。噴霧狀水抑制蒸氣或改變蒸氣云流向，避免水流接觸泄漏物。勿使水進入包裝容器內(nèi)。
小量泄漏：用干燥的砂土或其他不燃材料覆蓋泄漏物。
大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用飛塵或石灰粉吸收大量液體。用農(nóng)用石灰（CaO）、碎石灰石（CaCO3）或碳酸氫鈉（NaHCO3）中和。用抗溶性泡沫覆蓋，減少蒸發(fā)。用耐腐蝕泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi) 。
30%濃度硝酸安全信息
安全術(shù)語
S23：Do not breathe vapour.
切勿吸入蒸汽。
S26：In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸后，請立即用大量清水沖洗并征求醫(yī)生意見。
S36：Wear suitable protective clothing.
穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o服。
S45：In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)
若發(fā)生事故或感不適，立即就醫(yī)(可能的話，出示其標(biāo)簽)。
風(fēng)險術(shù)語
R8：Contact with combustible material may cause fire.
與可燃物料接觸可能引起火災(zāi)。
R35：Causes severe burns.
引起嚴(yán)重灼傷。
30%濃度硝酸毒理資料
濃30%濃度硝酸煙霧可釋放出五氧化二氮（硝酐）遇水蒸氣形成酸霧，可迅速分解而形成二氧化氮，濃30%濃度硝酸加熱時產(chǎn)生30%濃度硝酸蒸氣，也可分解產(chǎn)生二氧化氮，吸入后可引起急性氮氧化物中毒。人在低于12ppm（30mg/m3）左右時未見明顯的損害。吸入可引起肺炎。大鼠吸入LC50 49ppm/4小時。國外報道3例吸入30%濃度硝酸煙霧后短時間內(nèi)無呼吸道癥狀。4-6h后進行性呼吸困難。入院后均有發(fā)紺及口、鼻流出泡沫液體。給機械通氣及100%氧氣吸入。在24h內(nèi)死亡。經(jīng)尸檢，肺組織免疫組織學(xué)分析及電鏡檢查表明細(xì)胞損傷可能由于二氧化氮的水合作用產(chǎn)生自由基所引起的，此種時間依賴的作用可能是遲發(fā)性肺損傷癥狀的部分原因。吸入30%濃度硝酸煙霧可引起急性中毒。口服30%濃度硝酸可引起腐蝕性口腔炎和胃腸炎，可出現(xiàn)休克或腎功能衰竭等。
侵入途徑：吸入、食入。
30%濃度硝酸儲存運輸
30%濃度硝酸儲存方法
儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。保持容器密封。應(yīng)與還原劑、堿類、醇類、堿金屬等分開存放，切忌混儲。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料 。
30%濃度硝酸運輸方法
密閉操作，注意通風(fēng)。操作盡可能機械化、自動化。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴(yán)禁吸煙。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與還原劑、堿類、醇類、堿金屬接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或制備溶液時，應(yīng)把酸加入水中，避免沸騰和飛濺 。
鐵路槽車裝載，其中鉛槽車用以輸送98%濃30%濃度硝酸，稀30%濃度硝酸應(yīng)用不銹鋼或玻璃鋼增強塑料槽車或儲罐輸送或儲存。少量采用耐酸陶瓷壇或玻璃瓶包裝，每壇凈重33~40kg。濃30%濃度硝酸采用耐酸泥封口，稀30%濃度硝酸采用石膏封口。每壇裝入襯有細(xì)煤渣或細(xì)礦渣等物的堅固木箱中，以便運輸。包裝上應(yīng)有明顯的“腐蝕性物品”標(biāo)志。因鋁的表面有一層氧化膜，起了鈍化作用，而且經(jīng)濟，所以鋁是30%濃度硝酸理想的容器。個體防護禁止皮膚直接接觸，作業(yè)操作時應(yīng)帶耐酸堿手套，口罩，以及其他勞保用品 。
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