发烟硝酸是溶有二氧化氮等氮氧化物的浓硝酸,属于强氧化性、强腐蚀性危险化学品,分子式为HNO₃,分子量63.01,CAS号7697-37-2,根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制,广泛应用于化工、医药等领域。
一、发烟硝酸的特征
(一)物理特征
外观与气味:常态下为清亮、微黄或微棕色的澄清液体,颜色会随游离二氧化氮含量增加而加深;具有特殊的辛辣、刺鼻且窒息性的臭味,挥发时散发的气味更为浓烈,易刺激呼吸道黏膜。
挥发性:挥发性极强,暴露在空气中时,会挥发出二氧化氮、四氧化二氮等氮氧化物,形成红棕色烟雾,这也是“发烟硝酸”名称的由来——挥发的氮氧化物与空气中的水蒸气结合,会形成微小的硝酸雾滴。
密度与溶解性:相对密度随游离二氧化氮含量增加而增大,通常约为1.5g/cm³,其中含7.5%二氧化氮的发烟硝酸相对密度(d204)为1.526,含12.7%二氧化氮的相对密度(d204)为1.544;极易溶于水,能与水以任意比例混溶,混合时会释放大量热量,需严格控制混合顺序。
其他物理参数:熔点约为-41.6℃,沸点约为121℃,具有一定吸湿性,pH值约为1.0(0.1M溶液),蒸汽压随温度升高而增大,20℃时蒸汽压约为5.5mmHg,蒸汽密度为2.17(空气=1)。
(二)化学特征
强氧化性:属于极强的氧化剂,能与大多数金属(金、铂等少数贵金属除外)发生剧烈氧化还原反应,例如与铜反应可生成硝酸铜、二氧化氮和水;与有机物(酐、酮、醇、碳氢化合物等)、还原剂、硫化物接触时,易引发燃烧、爆炸,同时释放有毒的氮氧化物烟雾,是有机合成中常用的硝化试剂,可将硝基引入有机分子制备硝基化合物。
不稳定性:化学性质不稳定,见光、受热或长时间存放易发生分解,分解时释放氧气和二氧化氮,反应方程式为4HNO₃(浓)$\xlongequal{光或热}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O,分解后溶液颜色会进一步加深,因此需严格避光、低温储存以减缓分解速度。
强腐蚀性:对人体皮肤、黏膜、呼吸道,以及金属、玻璃、橡胶等材质均有极强的腐蚀性,接触皮肤会造成严重灼伤,甚至导致皮肤永久损坏,接触眼睛可引发失明,长期接触还可能导致牙齿酸蚀症;对普通金属(除特殊耐腐蚀金属外)会产生腐蚀作用,生成可溶性硝酸盐和氮氧化物。
成分特性:通常指溶质质量分数为86%~97.5%以上的浓硝酸,其中溶解了一定量的二氧化氮,根据二氧化氮含量可分为红烟硝酸(浓度86%以上)和白烟硝酸(浓度95%以上),浓度越高,氧化性、腐蚀性和挥发性越强,危险性也越高。
化学学习——发烟硝酸
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