Dušikova kislina
Dušikova kislina (HNO3) je oksokislina. Lastnosti izhajajo iz sestave, vezi, geometrije ter iz obnašanja delcev v čisti snovi in v raztopini.
Osnovni podatki
Kaj pove formula
Ena formulna enota HNO3 vsebuje 1 × vodik (H), 1 × dušik (N), 3 × kisik (O). Iz relativnih atomskih mas dobimo molsko maso približno 63.012 g/mol. Indeksi pomenijo število atomov; sami ne določajo naboja, geometrije ali oksidacijskega stanja.
Masni deleži elementov
Po masi največ prispeva kisik (O, 76.2 %). Masni delež je odvisen od števila atomov in njihovih relativnih atomskih mas, zato ga ne moremo sklepati samo iz indeksov v formuli.
| Elementi v formuli | # | % m/m |
|---|---|---|
| vodik (H) | 1 | 1.6 % |
| dušik (N) | 1 | 22.2 % |
| kisik (O) | 3 | 76.2 % |
Zgradba in vezi
HNO₃ je molekulska oksokislina; nitratni ion NO₃⁻ po oddaji protona je trigonalno planaren, vezi N–O pa so resonančno delokalizirane. Stabilizacija konjugirane baze prispeva k veliki kislosti v vodi.
Pri razlagi lastnosti moramo ločiti čisto snov od vodne raztopine. Ionska disociacija, hidratacija, koncentracija in pH lahko močno spremenijo opazovano vedenje, ne da bi se spremenila elementna formula. Kemijska enačba opisuje stehiometrijo, ne pa sama po sebi hitrosti ali mehanizma.
Prikazi R3
Kemijsko obnašanje
V vodi se HNO₃ obnaša kot močna enoprotonska kislina. Koncentrirana kislina je tudi močan oksidant in z nekaterimi kovinami tvori dušikove okside namesto H₂. V organski kemiji nitriranje pogosto uporablja zmes s H₂SO₄, ki tvori reaktivnejše elektrofilne delce.
Številčni podatki so smiselni samo skupaj s pogoji. Agregatno stanje, gostota, topnost in sestava raztopine so odvisni od temperature, tlaka in koncentracije. Pri kislinah in bazah moramo posebej ločiti termodinamsko jakost, koncentracijo, oksidacijsko sposobnost in jedkost — to niso ista lastnost.
Raztopine, ravnotežja in pogoji
V vodnem okolju moramo spremljati, katere kemijske vrste dejansko prevladujejo. Prenosi protonov, kompleksiranje ali obarjanje lahko spremenijo obliko delcev, ne da bi se spremenila skupna količina elementov. Ravnotežni zapis zato dopolnjuje molekulski ali ionski model.
Pri pripravi raztopine je koncentracija samostojna veličina: ista spojina je lahko v razredčeni in koncentrirani obliki kemijsko ter varnostno zelo različna. Temperatura poleg tega spreminja topnost, hitrost reakcij in včasih tudi prevladujoče ravnotežne oblike.
Uporaba in pomen
Dušikova kislina je pomembna za nitrate, gnojila in številne sinteze.
Industrijska ali vsakdanja uporaba izhaja iz določene reaktivnosti, topnosti in dostopnosti snovi. Ista kemijska lastnost je lahko prednost v nadzorovanem procesu in nevarnost pri nenadzorovanem stiku.
Varnost in pravilen kontekst
Je močno jedka in oksidativna; stik z organskimi snovmi je lahko nevaren.
Varnostni profil je odvisen od koncentracije, agregatnega stanja in načina izpostavitve. Samo ime snovi zato ni dovolj; pomembni so pogoji, združljivost materialov in ustrezni zaščitni ukrepi.
Pomembna primerjava
V primerjavi s HCl vsebuje kisik in ima mnogo izrazitejše oksidacijsko delovanje.
Primerjava sorodnih spojin pokaže, da podobna formula ali isti element ne pomenita enake kislosti, bazičnosti, topnosti ali oksidacijskega vedenja. Odločilni sta celotna zgradba in okolje.