Ácido nítrico - soluções aquosas

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cido Ntrico - Solues AquosasUma tabela bastante completa da densidade em funo da concentrao e temperatura

4.1.Aparnciacido ntrico puro (100%) um lquido incolor com uma densidade de 1522 kg/m (ou 1,522 Kg/L ou g/mL) o qual solidifica a -42 C formando cristais brancos e ebule a 83 C.[4] Incolor quando puro, mesmo quando diludo com gua pura, amostras mais velhas tendem a um colorido amarelado devido a acumulao de xidos de nitrognio. Se a solues contm mais de 86% (85,7%, 47 Baum[3]) de cido ntrico, este tratado como cido ntrico fumegante, o qual o cido concentrado contendo xidos de nitrogniolivres, dissolvidos, que elevem a concentrao para mais de 96% em peso. 3] Este cido deriva [ seu nome porque fumega quando exposto ao ar. Embora seja menos estvel que o cido concentrado normal, o cido ntrico fumegante reage mais vigorosamente, devido presena dos xidos nitrosos livres. O cido ntrico fumegante caracterizado por ser cido ntrico

fumegante "branco" e cido ntrico fumegante "vermelho", dependendo da quantidade de dixido de nitrognio presente.[5]

4.2.xidos de nitrognio dissolvidosSendo o cido ntrico sujeito a decomposio trmica ou luminosa com decrescente concentrao e isto resulta em variaes no negligenciveis na presso de vapor devido ao xido de nitrognio produzido dissolver-se parcial ou completamente no cido. Os xidos de nitrognio (NOx) so solveis em cido ntrico e esta propriedade influencia mais ou menos todas as caractersticas fsicas dependendo da concentrao de tais xidos. Alm da presso de vapor so afetadas a temperatura de ebulio e a colorao da soluo.

5.Propriedades qumicas

Quando ebulido em presena de luz, e mesmo a temperatura ambiente, h uma decomposio parcial com a formao de dixido de nitrognio conforme a reao:

4 HNO3

2 H2O + 4 NO2 + O2 (72C)

O que significa que cido ntrico anidro deve ser armazenado abaixo de 0 C para evitar decomposio. O dixido de nitrognio (NO2) resultante dissolvido no cido ntrico o colore de amarelo, ou vermelho a mais altas temperaturas. Enquanto o cido puro tende a dar fumos brancos quando exposto ao ar, cido com dixido de nitrognio emite vapores castanho-avermelhados, o que leva ao nome comum cido ntrico fumegante "vermelho". cido ntrico fumegante tambm referido como o cido ntrico 16 M (molar)[5] como a forma de cido ntrico mais concentrada a condies padro ou normais de temperatura e presso (CNTP).

5.1.Dissociaocido ntrico tem uma constante de dissociao cida (pKa) de 1.4: em soluo aquosa, quase completamente ionizado (93% at 0.1 mol/L) no on nitrato NO3 e num prton hidratado, conhecido como on hidrnio, H3O+.[7]

HNO3 + H2O

H3O+ + NO3-

5.2.Reaes QumicasNoes gerais Genericamente, as reaes dependem da concentrao do cido, temperatura e o agente redutor involvido, fazendo os produtos finais poderem ser variados.Quimicamente o cido ntrico reage de trs formas[3]: 1) Como cido forte 2) Como agente oxidante 3) Como agente de nitrao

5.2.1.Formao de saisComo cido forte e tpico, o cido ntrico reage com os produtos alcalinosas, substncias bsicas, lcalis, xidos bsicos e carbonatos para formar sais[3], tais como o

nitrato de amnio:

NH4OH + HNO3Ou o nitrato de sdio:

NH4NO3 + H2O

Na2CO3 + 2 HNO3

2 NaNO3 + H2O + CO2

Com o xido de cobre (II) (cuproso), quando o cido diludo:[8]

Cu2O + 2 HNO3

Cu(NO3)2 + Cu + H2O

Quando concentrado:[8]

3 Cu2O + 14 HNO3Nitratos

6 Cu(NO3)2 + 2 NO + 7 H2O

O maior uso (80%) do cido ntrico na fabricao de nitrato de amnio, NH4 NO3. Este um ingrediente em muitas formulaes de plvora, e um importante explosivo por si s, mas principalmente usado como um fertilizante agrcola. Por este motivo, o cido ntrico est susbstituindo gradualmente o cido sulfrico na tecnologia dos fertilizantes de fosfatos.[3] tambm o precursor de muitos outros nitratos (compostos contendo o on NO3- ), os quais so muito raramente encontrados em rochas devido sua alta solubilidade em gua o que implica que quaisquer depsitos simplesmente so lavados e removidos. Embora tais fertilizantes a base de nitratos tenham trazido grandes benefcios produo de alimentos sobretudo de solos pobres, eles tem recebido recentemente uma boa quantidade de tratamentos maus pela imprensa. Isto , novamente, devido sua alta solubilidade, a qual significa que o excesso de nitratos so rapidamente lavados em correntes de gua. Com isso, eles continuam seu trabalho de promover o crescimento de plantas e algas, particularmente algas as quais reproduzemse exageradamente e formam massas turvas em diversas massas de gua. Este processo conhecido como eutrofizao. A respirao destas massas de algas usam o oxignio das massas d'gua, sufocando todas as outras plantas e vida animal.[5]

Eutrofizao (foto Wikipedia)

Nitritos Nitritos, (compostos contendo o on NO2- ), por outro lado, so produzidos a partir do cido nitroso

(HNO2), o qual um cido muito mais fraco comparado a seu similar cido ntrico. O cido nitroso produzido devido ao dixido de nitrognio, NO2, ser um anidrido misto e reagir com gua dando uma mistura de cidos nitroso e ntrico:[8]

2 NO2 + H2O

HNO2 + HNO3

Se a soluo aquecida o cido nitroso decompe-se dando cido ntrico e xido ntrico.

3 HNO2

HNO3 + 2 NO + H2O

Por exemplo, nitrito de sdio, NaNO2 (aditivo alimentar classificado com o nmero E250) e nitrito de potssio, KNO2 (E249) so usados como um conservante em diversas carnes processadas industrialmente, tal como bacon, presunto, salsichas e diversos embutidos e alguns produtos de peixes. Os ons nitrito (NO2-) nestas carnes inibem o crescimento da bactria (Clostridium botulinum) a qual causa o envenenamento alimentar fatal conhecido como botulismo. Eles tambm so usados porque fixam a cor vermelho brilhante de carne fresca (na forma de um tipo de corante azico, ou diazocomposto), a qual desvanecer-se-ia de outra maneira rapidamente a um desagradvel marrom. Isto significa que a carne nas prateleiras de supermercados, a qual apresenta-se fresca e nova, pode na realidade ter diversos dias de idade e s estar colorida de vermelho usando nitritos.[5] 5.2.2.Reaes com metais Devido a sua natureza oxidante, cido ntrico no doa seu prton (isto , ele no libera hidrognio) em reao com metais e os sais resultantes so normalmente nos estados de oxidao mais altos. Por esta razo, corroso pesada pode ser observada e deve ser prevenida pelo uso apropriado de metais ou ligas resistentes corroso. cido ntrico tem o alta distino entre os cidos minerais por atacar (reagir) e dissolver todos os metais da tabela peridica com exceo do ouro e da platina (srie dos metais preciosos) e certas ligas. Esta caracterstica permite ao cido ntrico ser usado em testes cidos qualitativos para identificao de metais, tais como os realizados com as solues chamadas de gua forte e gua rgia. Como uma regra geral, as reaes de oxidao ocorrem primariamente com o cido ntrico concentrado, favorecendo a formao de (NO2).

Cu + 4H+ + 2NO3-

Cu2+ + 2NO2 + 2H2O

Reao do cobre com cido ntrico, observando-se no s o desprendimento de NO2 vermelho-acastanhado, mas tambm a formao do nitrato de cobre, de colorao azul (openlearn.open.ac.uk). Um vdeo desta reao pode ser visto em Copper Penny with Concentrated Nitric Acid. As propriedades cidas tendem a dominar com o cido diludo, conjuntamente com a formao de xido de nitrognio (NO):

3 Cu + 8 HNO3

3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Esta reao tambm pode ocorrer com a participao do mercrio, ao invs do cobre.[8] Devido ao cido ntrico ser um agente oxidante, hidrognio gasoso (H2 ) raramente formado. Somente o magnsio (Mg), o mangans (Mn) e o clcio (Ca) reagem com o cido ntrico diludo a frio dando hidrognio:

Mg(s) + 2 HNO3 (aq)5.2.3.Passivao

Mg(NO3)2 (aq) + H2 (g)

Embora o cromo (Cr), o ferro (Fe) e o alumnio (Al) facilmente dissolvem-se em cido ntrico diludo, o cido concentrado forma uma camada de xido metlico que protege o metal de posterior oxidao, o que chamado passivao. Concentraes tpicas que causam passivao situam-se na faixa de 18% a 22% em peso de cido ntrico. 5.2.4.Reaes com no metais Reao com elementos no metlicos, com exceo do silcio e halognios, normalmente oxidam-os a seus mais altos estados de oxidao como cidos com a formao de dixido de nitrognio para o cido ntrico concentrado e xido ntrico para o cido diludo.

C + 4 HNO3

CO2 + 4 NO2 + 2 H2O

ou

3 C + 4 HNO3O boro oxi

3 CO2 + 4 NO + 2 H 2O

o a ci o brico (H3BO3).[8]

5.2.5.Reaes com compostos orgnicos R age vigorosa, quando no explosivamente, com alguns compostos orgnicos, como os lcoois, destacando-se o etlico. Em mistura com o cido sul rico, no que chamado de mistura sul o-ntrica, nitra os compostos aromticos.

A nitrao do benzeno, resultando em nitrobenzeno (www.rod.beavon.clara.net).

A nitrao do benzeno, com mais detalhes (editado de static.newworl encyclopedia.org).As s st ifi ssi i lit f l i t e!

it s hi i s). Est s s i t i l si s i s i t l i i , T T, ercri e corantes e cobrem todo o espectro de cores.[ ] l"

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Uma reao exemplar da nitrao a da produo da nitroglicerina, com a nitraosendo reali ada por meios de uma mistura de cido ntrico e cido sulfrico este atuando como desidratante), com temperatura extremamente controlada, resultando no ster de cido ntrico do glicerol glicerina), trinitrato de glicerila ou nitroglicerina:[ ]% % % % % & %

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Reao qumica de formao da nitroglicerina (www.brookscole.com)

Molcula de nitroglicerina (jchemed.chem.wisc.edu). 5.2.6.Outras reaes

Pentxido de dinitrognio, N 2O5, mel or preparado por desidratao com cido ntrico concentrado e pentxido de fsforo, P 2O5:[8]

2 HNO3 + P2O5

N2O5 + 2 HPO3

Reaes com a liberao de cido ntrico na reao, literatura recente Atravs de procedimento seletivo e eficiente obtm se a converso de lcoois benzlico e allicos nos correspondentes composto de carbonila com nitrato de sdio como oxidante na presena de idrogenossulfato de 3 metilimidazolnio.[9][10] m mistura de sal nitrato e clorotrimetil silano um eficiente reagente para a clorao oxidativa direta de tiis e dissulfetos aos correspondentes cloretos de sulfonila com excelentes rendimentos. Sulfetos e sulfxidos tambm so encontrados sob oxidao a sulfonas. Na maioria dos casos estas re a es so altamente seletivas, limpas, simples e produzem produtos de alta pureza, apresentando produtos em alto rendimento. [11][10]

6. AplicaesO cido ntrico encontra aplica es em sntese orgnica, em limpeza e como removedor de obstru es, na "digesto" de amostra s para anlise qumica, na indstria da madeira, como propelente de foguetes, nas mais diversas indstrias de metais, alm de outros usos menores em consumo.http://knol.google.com/k/%C3%A1cido-n%C3%ADtrico# Francisco Quiumento