硝酸
硝酸也是一種重要的強酸,它是三大強酸(硫酸、鹽酸、硝酸)之一,強氧化性和腐蝕性是它最主要的特點。硝酸的腐蝕性很強。除了金、鉑、鈦、铌、鉭、釕、銠、餓、銥以外,其他金屬幾乎都能被它溶解。硝酸按不同的濃度可以有不同的分類,通常情況下人們所說的濃硝酸是指69%以上的硝酸溶液,而把98%以上的硝酸溶液稱為發煙硝酸。
硝酸作為氮的最高價(+5)水化物,它的酸性非常強,一般情況下認為硝酸的水溶液是完全電離的,而且硝酸可以與醇發生酯化反應,如硝化甘油的製備就是利用這一原理而製成的。不過硝酸隻有在與濃硫酸混合時,才能產生大量NO2+,這是硝化反應能進行的本質。
硝酸的水溶液的強氧化性及腐蝕性不管濃稀都會存在,濃度越高,其氧化性能越強。由於硝酸在一定的光照條件下會分解成H2O、NO2和O2,因此硝酸的一定要保存在陰涼處,並且一定要盛放在棕色瓶中。硝酸能溶解許多種金屬(可以溶解銀),生成鹽、水、氮氧化物。
在曆史上與硝酸有密切關係的就是炸藥了。黑火藥是最早出現的炸藥,它的主要成分就是硝酸鈉(或硝酸鉀)。後來,又經過改進,用棉花與濃硝酸和濃硫酸發生反應,生成的硝酸纖維素,這是比黑火藥威力更強的炸藥。
鹽酸的用途
鹽酸其實是一種俗稱,它的學名叫氫氯酸,是氯化氫(化學式為HCl)的水溶液,屬於一元酸。鹽酸在化學性質中具有強烈的酸性,是一種強酸,而且濃鹽酸的揮發性很強,因此我們經常在盛有濃鹽酸的容器打開時的上方看見酸霧,那就是鹽酸的小液滴,是氯化氫揮發後與空氣中的水蒸氣結合所產生的。在化學物品中,鹽酸很常見,在一般情況下,濃鹽酸中氯化氫的質量分數在37%左右。其實,胃酸的主要成分也是鹽酸。
鹽酸是一種很重要的無機化工原料,在各個行業如染料、醫藥、食品、印染、皮革、冶金等都得到廣泛的應用。此外,鹽酸在製造氯化鋅等氯化物中也起著很重要的作用,它能從礦石中提取鐳、釩、鎢、錳等金屬,製成氯化物。
目前,隨著有機合成工業的發展,鹽酸在國民經濟生產中發揮了很大的作用,如用於水解澱粉製葡萄糖、製造鹽酸奎寧等多種有機藥劑的鹽酸鹽等。鹽酸的用途非常廣泛,具體介紹如下:
1.用於稀有金屬的濕法冶金
如鎢的冶煉。先將白鎢礦與碳酸鈉混合,在空氣中焙燒(800~900℃)下生成鎢酸鈉。再將鎢酸鈉浸在90℃的水中讓它溶解,而鹽酸的作用就是在這個時候使它酸化,將沉澱下來的鎢酸濾出後,再經灼熱,生成氧化鎢。最後,將氧化鎢在氫氣流中灼熱,就得到了金屬鎢。
2.用於有機合成
舉個例子來說,氯化氫能在180~200℃的溫度時,在汞鹽的催化作用下與乙炔發生加成反應。生成氯乙烯,再加上引發劑的作用,聚合而成聚氯乙烯。
3.用於漂染工業
鹽酸經常用於棉布漂白後的酸洗以及與棉布絲光處理後殘留的堿進行中和。另外在印染的過程中,當有些染料無法溶於水時也需要用鹽酸來對其進行處理,使其成為可溶性的鹽酸鹽,才能應用。
4.用於金屬加工
在金屬的加工中,鹽酸的作用就體現在去鏽中,如鋼鐵製件的鍍前處理,就需要先用燒堿溶液洗滌以除去油汙,再用鹽酸浸泡;而在金屬焊接之前,也需要在焊口塗上一點鹽酸等等,主要作用就在於利用鹽酸能金屬氧化物這一性質溶解,從而達到去鏽的目的。
5.用於食品工業
鹽酸在食品中的作用與製造味精的原理差不多,如在製化醬油的時候,在浸泡蒸煮過的豆餅等原料的溶液中經常會含有一定量的鹽酸。之所以如此是因為鹽酸具有催化作用,能促使其中複雜的蛋白質進行水解,在經過一定的時間後,就生成具有鮮味的氨基酸,再用苛性鈉中和,即得氨基酸鈉。
6.用於無機藥品及有機藥物的生產
因為鹽酸是一種強酸,它能與某些金屬、金屬氧化物、金屬氫氧化物以及大多數金屬鹽類都能發生反應,生成鹽酸鹽。因此,鹽酸在很多無機藥品的生產上也有很重要的作用。此外,在醫藥上的好多有機藥物,例如奴佛卡因、鹽酸硫胺(維生素B1的製劑)等,也是用鹽酸製成的。
經過以上的列舉,我們發現鹽酸的用途真的很廣泛。以上列舉的隻是在工業生產上,在實際生活中,鹽酸的用途也很多,在化學實驗和科學研究上,對鹽酸的運用自然就更多。