Lexikon: Salpetersäure

 

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Strukturformel
Bild: Salpetersaeure.png
Allgemeines
Name Salpetersäure
HNO3
Andere Namen Scheidewasser
Kurzbeschreibung farblos (rein), hellgelb bis rötliche Flüssigkeit (je nach gelöstem Stickoxid)
7697-37-2
Sicherheitshinweise
Bild: Gefahrensymbol_C.png
Ätzend
R- und S-Sätze R: 35
S: 23.2-26-36-45
MAK 2 ml/m3
LD50 (Mensch)430 mg/kg
Physikalische Eigenschaften
flüssig
farblos (rein), hellgelb bis rötliche Flüssigkeit (je nach gelöstem Stickoxid)
Dichte 1,513 g/cm3 (100%ig);

1,452 g/cm3(80%ig); 1,367 g/cm3(60%ig); 1,12 g/cm3(20%ig)

63,02 g/mol
-42 °C (100%ig);

-39°C (80%ig); -22°C (60%ig); -19°C (20%ig)

86 °C (100%ig);

117°C (80%ig); 122 °C (68%ig, Azeotrop); 120°C (60%ig); 104°C (20%ig)

56 hPa (20°, 100%ig); 9,4 hPa (20°C, 68%ig)
Weitere Eigenschaften
mit Wasser in jedem Verhältnis löslich
Gut löslich inWasser
Schlecht löslich inLösungsmittel
Unlöslich inLösungsmittel
Analytik
Klassische VerfahrenNitratnachweis mit Ringprobe

Nitratnachweise mit Lunges Reagenz

SI-Einheitensystem|SI-Einheiten wurden, wo möglich, verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, wurden Normbedingungen benutzt.

Salpetersäure ist die bekannteste und stabilste Sauerstoffsäure des s. Die chemische Formel lautet HNO3. Salpetersäure liegt in wässriger Lösung weitgehend Dissoziation_(Chemie)|dissoziiert vor. Ihre heißen Nitrat|Nitrate. Als starke anorganische Säure zählt sie zu den Mineralsäure|Mineralsäuren.

Eigenschaften

Salpetersäure ist in reinem Zustand farblos. Konzentrierte Salpetersäure jedoch, zersetzt sich leicht (besonders unter Lichteinwirkung) und hat aufgrund des in ihr gelösten s (NO2) oft einen gelblichen oder rötlichen Farbton. Reine 99%ige Salpetersäure, die freies Stickstoffdioxid enthält, wird rauchende Salpetersäure genannt. Sie wirkt stark oxidierend und kann manche leicht brennbare Stoffe entzünden.

Salpetersäure löst die meisten Metall|Metalle auf. Ausnahmen sind die Edelmetall|Edelmetalle Gold, und Iridium (Chemisches Element)|Iridium. Da man somit Gold und trennen konnte, wurde sie früher Scheidewasser genannt. Gemischt mit (Königswasser) kann sie auch diese Edelmetalle auflösen. Weiter sind Aluminium und infolge Passivierung resistent gegenüber kalter, Chrom gegenüber heißer Salpetersäure.


Physikalische Eigenschaften von HNO3/H2O-Mischungen
in Abhängigkeit von der Konzentration bei 20°C und 1,013 bar

Gew % HNO3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Dichte
(g/cm³)
1,00 1,05 1,12 1,18 1,25 1,31 1,37 1,42 1,46 1,49 1,52
Viskosität
(mPa·s)
1,00 1,04 1,14 1,32 1,55 1,82 2,02 2,02 1,84 1,47 0,88
Fp (°C) 0 -7 -17 -36 -30 -20 -22 -41 -39 -60 -42
Kp (°C) 100,0 101,2 103,4 107,0 112,0 116,4 120,4 121,6 116,6 102,0 86,0
p(HNO3) (mbar) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3 1,2 3,9 14,0 36,0 60,0
p(H2O) (mbar) 23,3 22,6 20,2 17,6 14,4 10,5 6,5 3,5 1,2 0,3 0,0


Herstellung

Salpetersäure wird technisch seit 1908 nach dem hergestellt. Es handelt sich dabei um die katalytische von . Das Ammoniak--Gemisch wird rasch (1/5000s Berührungszeit) durch heiße -Rhodium-Netze geleitet. Bei 800°C entsteht , das beim Abkühlen mit überschüssigem zu und dann in Rieseltürmen mit zu etwa 60%iger Salpetersäure reagiert. Die 60%ige Salpetersäure kann durch Destillation bis 68% konzentriert werden, was einem Azeotrop mit Siedepunktmaximum (122°C) entspricht. Höhere Konzentrationen lassen sich durch Entwässerung mit Magnesiumnitrat (Mg(NO3)2) oder durch Behandlung von Distickstofftetroxid (N2O4) mit der stöchiometrisch nötigen Menge von Luft und Wasser erreichen.

Vor 1908 wurde Salpetersäure aus Natriumnitrat (Chilesalpeter) durch Erhitzen mit Schwefelsäure gewonnen. Dieser Vorgang funktioniert natürlich auch mit anderen Nitraten beispielsweise: Kalium- oder Ammoniumnitrat und eignet sich auch für die Herstellung von Salpetersäure im Labormaßstab.

Verwendung

Salpetersäure ist einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen .

  • Neutralisiert mit n zu en als Düngesalz und Sprengstoffe|Explosivstoffe
  • Mit zu Silbernitrat für die Photoindustrie und zum Versilbern
  • Mit Salzsäure als Königwasser und Gold zu Goldsalzen zum Vergolden
  • Zum Beizen und Brennen von Metallen (grafische und galvanische Technik)
  • Zur Nitrierung von organischen Stoffen bei der Herstellung von Farbstoffen, n, Explosivstoffe und Desinfektionsmitteln
  • Über die Veresterung zur Herstellung von Explosivstoffe|Explosivstoffen (Glycerintrinitrat|Sprengöl), Celluloid, Nitrozelluloselacke|Nitro- und Zaponlacke
  • Über die zu Polyester- und Polyamidherstellung (beispielsweise Nylon)

Gemische mit (zwei Teile Schwefelsäure und ein Teil Salpetersäure) werden Nitriersäure genannt und zur Nitrierung von organischen Verbindungen verwendet.

Geschichte

Bereits im 9. Jahrhundert gewann der arabische Alchemie|Alchimist Dschābir ibn Hayyān|Geber rohe Salpetersäure ("Aqua dissolutiva") durch trockenes Erhitzen von Salpeter (Latein|lat. sal petrae = Felsensalz ; Kaliumnitrat|KNO3), Cyprischem Vitriol (CuSO4.5H2O) und Alaun (KAl(SO4)2.12H2O; erwähnt in De inventione veritatis aus dem 12. Jahrhundert. Im 13. Jahrhundert benutzte Albertus Magnus die Salpetersäure, um Gold und zu trennen ("Scheidewasser"). Schon 1225 stellte Raymund von Lullius sie fabrikmäßig durch Glühen von Salpeter mit Ton dar. Später wurde Salpeter mit Eisenvitriol (FeSO4.7H2O) erhitzt, was höhere Ausbeuten bei niedrigerer lieferte.

Johann Rudolph Glauber|J. R. Glauber gewann Mitte des 17. Jahrhunderts reinen spiritus nitri durch Chemische Reaktion|Umsetzung und Destillation von Salpeter mit , einem bis heute gebräuchlichen Laborverfahren zur Herstellung der Salpetersäure, die im auch aqua fortis oder aqua valens und im englischen Sprachraum strong water genannt wurde. Als Bestandteile der Salpetersäure erkannte Antoine Laurent de Lavoisier|A. L. Lavoisier Mitte des 18. Jahrhunderts die Chemisches Element|chemischen Elemente und . Die genaue Zusammensetzung wurde von Henry Cavendish bestimmt, dem auch die Synthese aus dem Stickstoff der durch elektrische Entladung gelang.

Eine rationelle Fabrikation begann erst Anfang des 19. Jahrhunderts, als billige Schwefelsäure und Chilesalpeter in ausreichenden Mengen verfügbar waren. Auch die "Luftverbrennung" in einem Lichtbogen|elektrischen Lichbogen wurde zu einem großtechnischen Verfahren entwickelt (Kristian Birkeland|Birkeland - Sam Eyde|Eyde), das jedoch nur in Ländern mit billigem Elektrischer Strom|Strom konkurrenzfähig war. Die Katalytische Oxidation von über wurde von C. F. Kuhlmann (1838) entdeckt. Bis zur Erfindung der Ammoniaksynthese durch Fritz Haber|Haber und Carl Bosch|Bosch blieb jedoch Ammoniak zu teuer im Vergleich zu Chilesalpeter. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelte Wilhelm Ostwald die Herstellung von Salpetersäure aus Ammoniak zur industriellen Reife. Die billige Ammoniak-Oxidation hat heute alle anderen großtechnischen Verfahren verdrängt.

Kategorie:Chemische Verbindung

bg:Азотна киселина ca:Àcid nítric da:Salpetersyre en:Nitric acid es:Ácido nítrico et:Lämmastikhape fi:Typpihappo fr:Acide nitrique he:חומצה ×—× ×§×ª×™×ª it:Acido nitrico ja:硝酸 nl:Salpeterzuur pl:Kwas azotowy pt:Ácido nítrico ru:Азотная кислота sv:Salpetersyra zh:硝酸