Dušična kiselina
Dušična kiselina (HNO3) je oksokiselina. Svojstva proizlaze iz sastava, veza, geometrije i ponašanja čestica u čistoj tvari ili otopini.
Osnovni podaci
Što govori formula
Jedna formulna jedinka HNO3 sadrži 1 × vodik (H), 1 × dušik (N), 3 × kisik (O). Iz relativnih atomskih masa dobiva se molarna masa približno 63.012 g/mol. Indeksi označuju broj atoma; sami ne određuju naboje, geometriju ni oksidacijska stanja.
Maseni udjeli elemenata
Po masi najveći doprinos daje kisik (O, 76.2 %). Maseni udio ovisi i o broju atoma i o relativnim atomskim masama, pa se ne može zaključiti samo iz indeksa u formuli.
| Elementi u formuli | # | % m/m |
|---|---|---|
| vodik (H) | 1 | 1.6 % |
| dušik (N) | 1 | 22.2 % |
| kisik (O) | 3 | 76.2 % |
Građa i kemijske veze
HNO₃ je molekulska oksokiselina; nitratni ion NO₃⁻ nakon gubitka protona trigonalno je planaran, a veze N–O rezonancijski su delokalizirane. Stabilizacija konjugirane baze pridonosi velikoj kiselosti u vodi.
Pri tumačenju svojstava treba razlikovati čistu tvar od vodene otopine. Ionska disocijacija, hidratacija, koncentracija i pH mogu snažno promijeniti opaženo ponašanje bez promjene elementarne formule. Kemijska jednadžba prikazuje stehiometriju, ali sama ne određuje brzinu ni mehanizam.
R3 prikazi
Kemijsko ponašanje
U vodi se HNO₃ ponaša kao jaka jednoprotna kiselina. Koncentrirana kiselina također je snažan oksidans i s nekim metalima daje dušikove okside umjesto H₂. U organskoj kemiji nitriranje često koristi smjesu s H₂SO₄ koja stvara reaktivnije elektrofilne čestice.
Brojčani podaci imaju smisla samo uz uvjete. Agregatno stanje, gustoća, topljivost i sastav otopine ovise o temperaturi, tlaku i koncentraciji. Kod kiselina i baza treba razlikovati termodinamičku jakost, koncentraciju, oksidacijsku sposobnost i nagrizajuće djelovanje — to nisu ista svojstva.
Otopine, ravnoteže i uvjeti
U vodenom okolišu treba pratiti koje kemijske vrste stvarno prevladavaju. Prijenos protona, kompleksiranje ili taloženje mogu promijeniti oblik čestica bez promjene ukupne količine elemenata. Ravnotežni zapis zato nadopunjuje molekulski ili ionski model.
Pri pripravi otopine koncentracija je zasebna veličina: isti spoj u razrijeđenom i koncentriranom obliku može imati vrlo različito kemijsko i sigurnosno ponašanje. Temperatura dodatno mijenja topljivost, brzinu reakcija i ponekad dominantne ravnotežne oblike.
Primjena i značenje
Dušična kiselina važna je za nitrate, gnojiva i brojne sinteze.
Industrijska ili svakodnevna primjena proizlazi iz određene reaktivnosti, topljivosti i dostupnosti tvari. Isto kemijsko svojstvo može biti prednost u kontroliranom procesu, a opasnost pri nekontroliranom dodiru.
Sigurnost i pravilan kontekst
Vrlo je nagrizajuća i oksidirajuća; dodir s organskim tvarima može biti opasan.
Sigurnosni profil ovisi o koncentraciji, agregatnom stanju i načinu izlaganja. Sam naziv tvari zato nije dovoljan; važni su uvjeti, kompatibilnost materijala i odgovarajuće zaštitne mjere.
Važna usporedba
U odnosu na HCl sadrži kisik i pokazuje mnogo jače oksidacijsko djelovanje.
Usporedba srodnih spojeva pokazuje da slična formula ili isti element ne znače jednaku kiselost, bazičnost, topljivost ni oksidacijsko ponašanje. Presudni su cjelokupna građa i okolina.