张家口历史文化概述 硝酸 硝酸-概述，硝酸-发现历史

硝酸是一种强氧化性、腐蚀性的强酸。硝酸易溶于水，常温下纯硝酸溶液无色透明。其不同浓度水溶液性质有别，市售浓硝酸为恒沸混合物，质量分数为69.2%（约16mol/L），质量分数足够大（市售浓度为95%以上）的，称为发烟硝酸。硝酸易见光分解，应在棕色瓶中于阴暗处避光保存，也可保存在磨砂外层塑料瓶中（不太建议），严禁与还原剂接触。硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，用以制造化肥、炸药、硝酸盐等；在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。化学式是HNO，浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3混合可以制成具有强腐蚀性的王水。硝酸的酸酐是五氧化二氮（NO）。硝酸不稳定，遇光或热会分解而放出二氧化氮，从而使外观带有浅黄色。浓硝酸是强氧化剂，遇有机物、木屑等能引起燃烧。含有痕量氧化物的浓硝酸几乎能与除铝和含铬特殊钢之外的所有金属发生反应，而铝和含铬特殊钢衩浓硝酸钝化与乙醇、松节油、焦炭，有机碎渣的反应非常剧烈。

硝酸_硝酸 -概述

性状：无水纯硝酸是无色发烟液体，易分解出二氧化氮，因而呈红棕色。一般商品带有微黄色，发烟硝酸是红褐色液体。具有刺激性。

分子偶极距：2.17±0.02D

酸酐：五氧化二氮NO危规分类：GB8.1类81002。原铁规：一级无机酸性腐蚀物品，91002。UNNo.2031。IMDGCODE8185页，8类。规格：工业级，浓硝酸，GB337-84，含量：一级品≥98.2%，二级品≥97.2%。

硝酸_硝酸 -发现历史

世界史

公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔・伊本・哈扬（Jabir ibn Hayyan）在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录。同时，他也是硫酸和王水的发现者。

1905年，挪威出现了电弧法生产硝酸的工厂，这是历史上最早的硝酸工业化尝试。

1908年，德国建成了以铂网为催化剂的日产能力3吨的硝酸厂

1913年，合成氨问世，氨氧化法生产硝酸开始进入工业化阶段，至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。

中国史

1935年，在中国化学家侯德榜的领导下，中国建成了第一座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业-永利宁厂。

1937年2月，永利宁厂第一次生产出优质的硝酸，但开工不到半年就遇上日本发动侵华战争。由于硝酸与国防工业密切相关，日方多次威逼永利宁厂合作，均遭侯德榜拒绝，因此工厂遭日机轰炸而停产。1945年8月日本投降后，硝酸生产逐渐恢复，但仍然处于十分落后的状态，在1949年，我国的硝酸生产企业只有两家：永利宁厂和大连化学厂，年产量仅4200吨。

1951年5月，大连化学厂的炼焦、合成氨、硝酸和硫酸等车间的生产得到了全面的恢复，产出了硝酸产品。

1952～1958年之间，我国先后在吉林、兰州、太原等地建成了综合法硝酸装置，其中浓硝酸在1997年之前的几十年里一直蝉联着我国最大装置的桂冠。

1980年起，中国国内硝酸产业的发展开始加速，总产量每年以10%～15%的速度增长。特别是90年代后期，中国的硝酸工业进入蓬勃发展时期，总产量年增速达到了15%～20%。但这个时期中国硝酸生产技术仍然比较落后，早期的常压法、综合法工艺装置多为淘汰型生产线，高压法装置全部靠进口国外的二手设备。不久，山西化肥厂从国外引进了中国第一套双加压硝酸装置，从此中国的硝酸工业开始向国际先进行列迈进。

1999年，西安陕鼓动力股份有限公司成功研制出我国第一套“四合一”机组，从此加快了中国硝酸双加压工艺国产装备向国际先进水平进军的步伐。第一个使用国产化“四合一”机组的硝酸生产企业，坚定了中国国内硝酸生产企业选择国产装备的信心。

2000年后，中国的硝酸工业进入高速发展期，年总产量以高于18%的速度快速增长，拥有各种种类、规模不等的生产厂家约60多家。

2007年11月，中国第一套在满负荷生产条件下实现副产蒸汽自足、还能富余外供蒸汽的国产化双加压法硝酸装置在新乡市诞生，标志着中国自己研制的国产硝酸装置完全能够替代进口，中国国内硝酸工业摆脱了对进口装备的依赖。

硝酸_硝酸 -存在分布

自然界中的硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮或微生物生命活动放出二氧化氮形成。人类活动也产生氮氧化物，全世界人为污染源每年排出的氮氧化物大约为5300万吨，这些氮氧化物也会形成硝酸。硝酸性质不稳定，因而无法在自然界长期存在，但硝酸的形成是氮循环的一环。

自然界生成

一氧化氮的生成

N2 + O2=闪电=2NO

二氧化氮的生成

2NO+ O2=2NO2

生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸

3NO2+ H2O=2HNO3+ NO

有些海鞘(Ciona intestinalis)也能分泌硝酸御敌

硝酸_硝酸 -结构

硝酸是平面共价分子，其中心原子N原子为sp2杂化。未参与杂化的一个p轨道与周围三个氧原子形成四中心六电子的离域π键。硝酸中的羟基氢与非羟化的氧原子形成分子内氢键，这是硝酸酸性不及硫酸、盐酸，熔沸点较低的主要原因。硝酸分子的键长、键角数据见下及右图。

键长

O-N：119.9pm

O'-N：121.1pm

O-H：96.4pm

N-OH：140.6pm

键角

O'-N-O：130.27°

O-N-OH：113.85°

O'-N-OH：115.88°

N-O-H：102.2°

由于羟基上的氢原子与另外一个氧原子形成了氢键，分子才呈平面结构，而且N的三根键长都不相同。N原子垂直于分子平面的一个p轨道是满的，它与未连接H的两个氧原子上的p轨道共轭，形成大π键。分子内氢键也是硝酸沸点较低的原因。

硝酸去掉一个氢原子的结构是硝酸根，一般带一个负电荷（硝酸根离子）。硝酸根具有对称的平面等边三角形结构，4个原子形成大π键，多出来的1个电子在离域π键里。

硝酸去掉一个羟基的结构是硝基-NO。硝基的正离子叫硝酰正离子。

硝酸_硝酸 -物理性质

纯硝酸为无色透明液体，浓硝酸为淡黄色液体（溶有二氧化氮），正常情况下为无色透明液体。有窒息性刺激气味。浓硝酸含量为68%左右，易挥发，在空气中产生白雾，是硝酸蒸汽与水蒸汽结合而形成的硝酸小液滴。露光能产生二氧化氮而变成棕色。有强酸性。能使羊毛织物和动物组织变成嫩黄色。能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应。能与水混溶。能与水形成共沸混合物。相对密度(d204)1.41，熔点-42℃（无水）

，沸点120.5℃（68%）。对于稀硝酸， 一般我们认为浓稀之间的界线是6mol/L，市售普通试剂级硝酸浓度约为68%左右，而工业级浓硝酸浓度则为98%，通常发烟硝酸浓度约为98%。

硝酸_硝酸 -化学性质

酯化反应

硝酸可以与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯，在机理上，硝酸参与的酯化反应过去被认为生成了碳正离子中间体，但许多文献将机理描述为费歇尔酯化 反应(Fischer esterification)，即"酸脱羟基醇脱氢"与羧酸的酯化机理相同。

硝酸作为氮的最高价(+5)水化物，具有很强的酸性，一般情况下认为硝酸的水溶液是完全电离的。硝酸可以与醇发生酯化反应，如硝化甘油的制备。(实际上我们会使用浓硫酸，产生大量NO2)，成本较低而且较容易处理，与其他更强的脱水剂，例如P4O10，也可以产生大量的硝酰阳离子，这是硝化反应能进行的本质。

硝酸的酯化反应被用来生产硝化纤维，方程式见下:

3nHNO3+ [C6H7O2(OH)3]n--→ [C6H7O2(O-NO2)3]n+ 3nH2O

硝化甘油的制作，方程式见下:

硝化反应

浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂(浓硫酸、五氧化二磷)混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应，硝化反应属于亲电取代反应(electrophilic substitution)，反应中的亲电试剂为硝

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