濃硝酸（Concentrated Nitric Acid）通常是指質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%-69%的硝酸水溶液。濃硝酸外觀為淡黃色、紅褐色透明液體，易溶于水。
公元8世紀(jì)，阿拉伯煉金術(shù)士（Habir ibn Hayyan）在干餾時(shí)發(fā)現(xiàn)并制得，這是人類關(guān)于硝酸最早的記錄。1905年，出現(xiàn)電弧法生產(chǎn)硝酸的工廠，是歷史上最早的硝酸工業(yè)化嘗試。11913年，合成氨問世，氨氧化發(fā)生產(chǎn)硝酸開始進(jìn)入工業(yè)化階段，該方法是世界上生產(chǎn)硝酸的主要方法。1965年，美國Hercules Powder公司首先開發(fā)了工業(yè)規(guī)模的硝酸鎂濃縮工藝技術(shù)，中國于1964年開發(fā)了相近工藝。1980年起，中國國內(nèi)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(zhǎng)。2000年后，中國的硝酸工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期，年總產(chǎn)量以高于18%的速度快速增長(zhǎng)。
濃硝酸是國防工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的重要原料，廣泛用于硝酸磷肥、礦山炸藥、化學(xué)纖維及均聚物的生產(chǎn)。濃硝酸的蒸汽對(duì)眼睛、呼吸道等的黏膜和皮膚有強(qiáng)烈刺激性，對(duì)牙齒具有腐蝕性，腐蝕可達(dá)到皮膚相當(dāng)深部，如進(jìn)入咽部，對(duì)口腔以下的消化道可產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕性燒傷，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生休克致死。
歷史沿革
公元8世紀(jì)，阿拉伯煉金術(shù)士賈比爾·哈揚(yáng)（Habir ibn Hayyan）在干餾硝石的時(shí)候發(fā)現(xiàn)并制得了硝酸，這是人類關(guān)于硝酸最早的記錄。1905年，挪威出現(xiàn)了電弧法生產(chǎn)硝酸的工廠，這是歷史上最早的硝酸工業(yè)化嘗試。1908年，德國建成了以鉑網(wǎng)為催化劑的日產(chǎn)汽車公司能力3t的硝酸廠。1913年，合成氨問世，氨氧化發(fā)生產(chǎn)硝酸開始進(jìn)入工業(yè)化階段，該方法是世界上生產(chǎn)硝酸的主要方法。
中國于1935年在中國化學(xué)家侯德榜的領(lǐng)導(dǎo)下，建成了第一座兼產(chǎn)合成氨、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），并于1937年第一次生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的硝酸。1949年，中國的硝酸生產(chǎn)企業(yè)只有兩家，年產(chǎn)量?jī)H4200t。1952至1958年間，中國先后在吉林省、蘭州市、太原市等地建成了綜合法硝酸裝置。直接合成濃硝酸的工藝流程有早期的霍科（Hoko法），20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)了考尼亞（Conia）、薩拜（Sabar）、住友（Sumitomo）等法。1965年，美國Hercules Powder公司首先開發(fā)了工業(yè)規(guī)模的硝酸鎂濃縮工藝技術(shù)，中國于1964年開發(fā)了相近工藝。
1980年起，中國國內(nèi)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(zhǎng)。特別是20世紀(jì)90年代后期，中國的硝酸工業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，總產(chǎn)量年增速達(dá)到15%~20%。1999年，西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司成功研制出中國第一套“四合一”機(jī)組，并應(yīng)用于云南云峰化學(xué)工業(yè)公司，從此加快了中國硝酸雙加壓工藝國產(chǎn)裝備向國際先進(jìn)水平進(jìn)軍的步伐。
2000年后，中國的硝酸工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期，年總產(chǎn)量以高于18%的速度快速增長(zhǎng)。“十五”計(jì)劃期間，中國硝酸的生產(chǎn)發(fā)展較快。2002年，中國濃硝酸產(chǎn)量（規(guī)模以上企業(yè)，折100%含量計(jì)算）突破100萬t，達(dá)到102.06萬t，2005年增長(zhǎng)到156.97萬t，比2000年增長(zhǎng)90.3%，“十五”計(jì)劃期間年均增長(zhǎng)率高達(dá)13.7%，比“九五”計(jì)劃期間平均年均增長(zhǎng)率提高5.4個(gè)百分點(diǎn)。2007年11月，中國第一套在滿負(fù)荷生產(chǎn)條件下實(shí)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)硝酸裝置完全能夠替代進(jìn)口，中國國內(nèi)的硝酸工業(yè)擺脫了對(duì)進(jìn)口裝備的依賴。2010年，中國硝酸產(chǎn)能9600kt，產(chǎn)量7923kt（實(shí)物量），濃硝酸產(chǎn)量2356kt。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
濃硝酸是外觀為淡黃色、紅褐色透明液體，易溶于水。含有HNO386%以上的濃硝酸被稱為發(fā)煙硝酸（fuming nitric acid），是溶有適量二氧化氮（6~15%）的紅棕色溶液。65%~69%HNO3為濃硝酸，沸點(diǎn)為121℃。一般工業(yè)濃硝酸的相對(duì)密度為1.52。
化學(xué)性質(zhì)
有強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)氧化性。遇水能混溶，遇空氣能冒煙，遇松節(jié)水能燃燒，遇強(qiáng)還原劑能爆炸，遇氰化物能產(chǎn)生劇毒氣體。
酸的通性
濃硝酸通常是指質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%的硝酸水溶液，而硝酸作為常見無機(jī)酸之一，具有酸的通性，即酸的水溶液具有酸味、酸可使藍(lán)色石蕊試紙變紅、和堿反應(yīng)生成鹽和水（中和反應(yīng)）。
不穩(wěn)定性
濃硝酸在常溫下見光容易分解，受熱時(shí)分解更快，其化學(xué)方程式如下：
硝酸越濃越容易分解，因此為了防止?jié)庀跛岱纸猓瑧?yīng)將其盛在褐色瓶里，存放在陰涼處。
強(qiáng)氧化性
濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，幾乎能跟所有的金屬（除Pt、Au等外）或非金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)方程式如下：
此外，鋁、鐵等在冷濃硝酸中會(huì)發(fā)生鈍化，因?yàn)榻饘俦砻姹谎趸梢粚又旅艿难趸锉∧ぃ柚沽髓F、鋁跟硝酸進(jìn)一步反應(yīng)。冷的濃硝酸能使鐵鋁鈍化。在冷的硝酸中加入鐵或鋁，若無明顯現(xiàn)象，則是濃硝酸；若鐵或鋁的表面產(chǎn)生氣泡則是稀硝酸。熱濃硝酸的不會(huì)使其鈍化。所以可用鐵、鋁制的容器裝盛濃硝酸。濃硝酸和濃鹽酸的混合物（體積之比為1：3）叫做王水。它的氧化能力更強(qiáng)，能溶解金、鉑等金屬。
應(yīng)用領(lǐng)域
濃硝酸是國防工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的重要原料，廣泛用于硝酸磷肥、礦山炸藥、化學(xué)纖維及均聚物的生產(chǎn)。濃硝酸可供制王水硝酸鹽，以及硝化甘油、硝化纖維素、1-溴-2-硝基苯等還可用于生產(chǎn)染料中間體及合成革等。
制備方式
濃硝酸制備通常有間接法和直接法。間接法是在硝酸中加入脫水劑并經(jīng)濃縮制成濃硝酸。直接法則是將氮氧化物、氧和水直接合成。另外，尚有采用氨氧化、超共沸生產(chǎn)和精餾的濃硝酸生產(chǎn)方法。
直接合成濃硝酸的工藝流程有早期的霍科（Hoko法），20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)了考尼亞（Conia）、薩拜（Sabar）、住友（Sumitomo）等法。直接法的工藝過程包括氨的接觸氧化、氮氧化物氣體的冷卻和過量水的排出、一氧化氮的氧化、冷凝生成液態(tài)N2O4、N2O4合成硝酸，其主要反應(yīng)方程式如下：
2N2O4（1）+O2（g）+2N2O（1）=4HNO3，ΔH=-78.9kJ/摩爾
由硝酸間接生產(chǎn)濃硝酸是借助于脫水劑，通過精餾取得，工業(yè)上采用的有硫酸法和硝酸鎂法。其中濃硫酸法是將稀硝酸與濃硫酸混合，經(jīng)蒸餾制取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%的HNO3，稀硫酸（72%H2SO4）供加工為硫酸銨用。而硝酸鎂法是將濃硝酸鎂溶液加入稀硝酸中，便立即吸收硝酸中的水分，經(jīng)萃取蒸餾可制取濃硝酸產(chǎn)品。
安全事宜
存儲(chǔ)運(yùn)輸
存放濃硝酸的容器應(yīng)為鋁制，輸送濃硝酸可采用裝有鋁罐的槽車。硝酸應(yīng)存儲(chǔ)與陰涼、通風(fēng)的庫房。庫溫不超過30℃，相對(duì)濕度不超過85%。保持密封。應(yīng)與堿類、胺類、堿金屬、易可燃物分開存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。
應(yīng)急處理
皮膚接觸：脫去被污染的衣物并用大量清水沖洗15分鐘，然后就醫(yī)。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量清水或生理鹽水沖洗15分鐘，然后就醫(yī)。
吸入：迅速離開現(xiàn)場(chǎng)至空氣清新處，保持呼吸道暢通，如果呼吸困難則應(yīng)給輸氧，如果停止呼吸怎應(yīng)立即進(jìn)行人工呼吸并就醫(yī)。
食入：用水漱口，飲食牛奶或蛋清，就醫(yī)。
健康危害
濃硝酸蒸氣對(duì)眼睛、呼吸道等的黏膜和皮膚有強(qiáng)烈刺激性。蒸氣濃度高時(shí)可引起肺水腫。對(duì)牙齒具有腐蝕性。皮膚沾上可引起灼傷，腐蝕而留下疤痕，濃硝酸腐蝕可達(dá)到相當(dāng)深部。如進(jìn)入咽部，對(duì)口腔以下的消化道可產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕性燒傷，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生休克致死。人在低于30mg/m3左右時(shí)未見明顯損害。吸入可引起肺炎。濃硝酸有爆炸危險(xiǎn)，助燃，與可燃物混合會(huì)引起爆炸。
參考資料 >
濃硝酸.PubChem.2024-10-24