Výroba kyseliny dusičnej

Vlastnosti:

- čistá kyselina dusičná je bezfarebná kvapalina, ťažšia než voda,
- zriedená obsahuje 49% HNO3, koncentrovaná je maximálne 98%-tná,
- je to veľmi nebezpečná látka, zapríčiňuje hlboké popáleniny, ktoré sa ťažko hoja, je silne dymivá, jej výpary sú jedovaté, pri otrave sa nesmie dávať umelé dýchanie,
- dochádza pri nej k uvoľňovaniu organických látok, ktoré môžu spôsobiť požiar.

Použitie:

kyselina dusičná sa používa na výrobu dusíkatých hnojív a výbušnín, na výrobu organických medziproduktov, farbív a liečív.

Vyrába sa oxidáciou amoniaku – spaľovaním syntetického amoniaku a následnou absorbciou nitróznych plynov vo vode. Skladá sa z týchto procesov:

1. vlastné spaľovanie amoniaku (oxidácia amoniaku so vzduchom na oxid dusnatý)

Reakcia prebieha pri teplote 500 – 800 °C a za použitia vhodného katalyzátora – jemnej sieťky z platiny alebo zliatiny platiny. Dochádza k vzniku prchavých oxidov, čo má za následok stratu katalyzátora.

Amoniak a vzduch zbavený prachu sa privádzajú do miešača, následne sa predhrejú horúcim plynom a vedú do kontaktného telesa (je to rúrka, cez ktorú je napnutá už spomínaná sieťka zo zliatiny platiny s irídiom alebo osmiom). Potom sa ohriate plyny vedú cez chladič a vzniknutý oxid dusný sa samovoľne oxiduje s nadbytočným kyslíkom za vzniku oxidu dusičitého.

2. absorpčný stupeň – pohlcovanie nitróznych plynov vo vode

Do tohto stupňa vstupuje plynná zmes dusíka (zo zreagovaného vzduchu a oxidu dusičitého), kedy dochádza k absorbcii oxidu dusičitého, a potom k oxidačno – redukčnej reakcii za vzniku kyseliny dusičnej a dusitej.

Plynný NO2 je pohltený kyselinou dusičnou, ktorá má výťažok 45%.

Tento proces sa opakuje v piatich cykloch, počas ktorých sa kyselina chladí a čiastočne odčerpáva. Prebieha to vo vežiach, ktoré sú zhotovené z kyselinotvorného materiálu.

Zvyšok plynov, ktoré sa v zariadení nachádzajú sú pohltené NaOH, za vzniku zmesi dusitanu a dusičnanu sodného. Výťažok kyseliny dusičnej je max. 50%, väčší výťažok (až 70%) dosiahneme zvýšením tlaku, čo spôsobí rýchlejšiu a väčšiu absorpciu oxidu dusičitého. (Ak chceme získať koncentrovanejšiu kyselinu, destilujeme menej percentnú kyselinu dusičnú s koncentrovanejšou kyselinou sírovou, ktorá zadrží nadbytočnú vodu).

Výroba oveľa koncentrovanejšej kyseliny dusičnej (98 – 100%) sa teda uskutočňuje destiláciou alebo reakciou kvapalného oxidu dusičitého s vodou a kyslíkom.V praxi sa namiesto vody využíva 70 – 80% kyselina dusičná. Reakcia prebieha pri teplote 700C a tlaku 5 MPa v autokláve (korózií autoklávu zabránime vyložením vnútra hliníkom).

Dusíkaté hnojivá

Aj keď rastliny prijímajú dusík zo vzduchu, nie sú schopné ho priamo využiť. Rastliny ho prijímajú hlavne koreňmi, prípadne listami a keďže je ho niekedy v pôde nedostatok, dodávame ho vo forme hnojiva.

Využívame nasledovné dusíkaté hnojivá:

amoniak - využíva sa kvapalný amoniak, ktorý sa aplikuje priamo do pôdy, v súčasnosti sa moc nevyužíva,
amoniakálne hnojivá – sú to vodné roztoky amoniaku s inými dusíkatými hnojivami (močovinou, dusičnanom amónnym), ich nevýhodou je koróznosť výrobných zariadení,
síran amónny - je to syntetické hnojivo , ktoré sa získaval aj ako odpad z koksární, je to lacná kryštalická látka, ktorá okysľuje pôdu, preto je vhodné na hnojenie pôdy s nízkou kyslosťou,
dusičnan amónny – najpoužívanejšie dusíkaté hnojivo, ktoré sa získava neutralizáciou plynného amoniaku s kyselinou dusičnou – liadok amónny NH4NO3,
dihydrogénfosforečnan amónny NH4 H2 PO4 , kombinované hnojivo prvkov N a P,
dusičnan vápenatý – ovplyvňuje pH kyslých pôd, získava sa ako vedľajší produkt pri výrobe NPK hnojív,
močovina – obsahuje až 46% dusíka, pre jej vysokú cenu sa nevyužíva v takej miere akoby bolo vhodné.