طريقة تحضير حمض النيتريك

طرق تحضير حمض النيتريك

حمض النيتريك (بالإنجليزية: Nitric Acid) هو سائل عديم اللون، يستخدم في عدة تطبيقات صناعية مثل صناعة الأسمدة والأصباغ والمتفجرات، ويمكن تحضيره بدرجات مختلفة من النقاء باستخدام مواد مختلفة، وطرق مختلفة كالآتي:^[١][٢][٣]

تحضير حمض النيتريك من النحاس

فيما يلي خطوات تحضير حمض نيتريك نقي بنسبة 40-60% باستخدام النحاس:

1. ضع 80 جرامًا من نترات الصوديوم أو نترات البوتاسيوم أو نترات الأمونيوم في وعاء خلط زجاجي صغير، ثم أضف 50 ملليلترًا من الماء المقطر دفعة واحدة، وحركه ليذوب بشكل أسرع.
2. أضف 100 مل من حمض الهيدروكلوريك، إلى محلول ملح النترات بعناية، واحذر من أن ينسكب أو يتناثر، ثم حرك المحلول مرة أخرى لخلط المكونات الكيميائية، ولقياس كمية حمض الهيدروكلوريك بدقة استخدم الأسطوانة المتدرجة.
3. املأ وعاءً أكبر ثانيًا بـ 50 مل من الماء، حيث سيستخدم هذا الوعاء لوضع وعاء الخلط به ومنع انسكاب الفائض منه، لذلك تأكد من أن الوعاء الجديد كبير بما يكفي لتحمل مواد الاختبار، فإذا كنت تستخدم وعاءً سعة 250 مل كحاوية للخلط، فيمكنك وضعها في وعاء سعة 1000 مل من أجل ترك مساحة كافية.
4. ضع وعاء الخلط في قاع الوعاء الكبير، وتأكد من وجود ما لا يقل عن 0.64 سم من الماء مكشوفًا حول جميع جوانب وعاء الخلط.
5. أضف ما لا يقل عن 32 جرامًا من حبيبات النحاس النقي بنسبة 99% في المختبر إلى الخليط الحمضي، وتأكد من الوزن الدقيق للحبيبات من خلال وزنها على مقياس دقيق في وعاء خفيف الوزن، ومن ثم طرح وزن الوعاء من الوزن الكلي، كما يمكنك استبدال حبيبات النحاس برقائق النحاس أو الأسلاك أو حتى العملات المعدنية.
6. غطي وعاء الخلط بوعاء زجاجي ثالث منفصل، وانتظر حوالي ساعة، حيث سيحتجز الوعاء الثالث ثاني أكسيد النيتروجين الناتج عندما يذوب النحاس في خليط الحمض، وسيتدفق الغاز بعد ذلك من حاوية الخلط، ويخرج فقاعات عبر الماء في حاوية التخزين، مما ينتج حمض النيتريك، ويُفضل وضع شيء صغير وثقيل، مثل كتاب أو قطعة من الخشب، فوق الوعاء الثالث لتثبيت ومنعه من التمايل، لأن الغاز المتسرب قد يدفعه لأعلى.

تحضير حمض النيتريك النقي بالتقطير

يمكن إنتاج حمض نيتريك نقي بنسبة أكبر من 80% بالتقطير عن طريق خلط نترات البوتاسيوم وحمض الكبريتيك، وذلك باتباع الخطوات الآتية:

1. أضف 80 جرامًا من نترات البوتاسيوم النقية في دورق غليان مستدير القاع.
2. أضف 60-65 مليلتر من حمض الكبريتيك المركز إلى دورق الغليان باستخدام قمع بلاستيكي.
3. أحضر وعاءً زجاجيًا فارغًا ومكثفًا للتقطير، وبعد ذلك أنبوبًا صغيرًا (still head) ثابتًا بسدادة زجاجية في فم دورق الغليان، ووصل جذعه المائل بأنبوب مكثف، ثم ضع الطرف السفلي للمكثف فوق فتحة الوعاء الفارغ.
4. سخن الخليط الحمضي لمدة ساعة باستخدام الموقد، فعند تسخين الخليط، يتفاعل نترات البوتاسيوم وحمض الكبريتيك لإنتاج ثنائي كبريتات وحمض النيتريك السائل، ثم يتبخر حمض النيتريك، وينتقل إلى المكثف، حيث يبرد إلى قطرات صغيرة تصب شيئًا فشيئًا في الوعاء الفارغ، وقد تلاحظ أثناء ذلك تلون حمض النيتريك المركز باللون الأصفر، وذلك بسبب تلوثه بثاني أكسيد الهيدروجين، ولكن لا تقلق سيبقى الحمض الناتج نقيًا بدرجة كافية لاستخدامه في مجموعة متنوعة من الأغراض.
5. انفخ الهواء على حمض النيتريك لاختبار نقاوته، باستخدام أنبوب مطاطي أو ماصة شرب بلاستيكية، بوضع أحد طرفيه داخل فم دورق الغليان، والنفخ برفق في الطرف الآخر، وأثناء النفخ، سيصدر الحمض دخانًا أو بخارًا بلون أصفر باهت، وهذا يدل على نقاء حمض النتريك الذي تم تحضيره يفوق الـ 80%، وبسبب ذلك، يُطلق على حمض النيتريك عالي النقاء اسم "دخان حمض النيتريك" (Fuming nitric acid).