硝酸
百科名片
硝酸（球棍模型）
硝酸（nitric acid）分子式HNO?，是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸，酸酐为五氧化二氮。硝酸的酸性较硫酸和盐酸小（PKa=-1.3），易溶于水，在水中完全电离，常温下其稀溶液无色透明，浓溶液显棕色。硝酸不稳定，易见光分解，应在棕色瓶中于阴暗处避光保存，严禁与还原剂接触。硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，用以制造化肥、炸药、硝酸盐等，在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 目录[隐藏]
历史 存在与制备 结构 性质 应用 包装与储运 参见 历史 存在与制备 结构 性质 应用 包装与储运 参见
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历史
世界史
贾比尔·伊本·哈扬
公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·伊本·哈扬（Jabir ibn Hayyan）在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录。同时，他也是硫酸和王水的发现者。[1]
1905年，挪威出现了电弧法生产硝酸的工厂，这是历史上最早的硝酸工业化尝试；
1908年，德国建成了以铂网为催化剂的日产能力3吨的硝酸厂
1913年，合成氨问世，氨氧化法生产硝酸开始进入工业化阶段，至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。[2]
中国史
1935年，在中国化学家侯德榜的领导下，中国建成了第一座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业-永利宁厂（现南京化学工业公司）；
1937年2月，永利宁厂第一次生产出优质的硝酸，但开工不到半年就遇上日本发动侵华战争。由于硝酸与国防工业密切相关，日方多次威逼永利宁厂合作，均遭侯德榜拒绝，因此工厂遭日机轰炸而停产。[2]
1945年8月日本投降后，硝酸生产逐渐恢复，但仍然处于十分落后的状态，在1949年，我国的硝酸生产企业只有两家：永利宁厂和大连化学厂（现大连化学工业公司），年产量仅4200吨；
1951年5月，大连化学厂的炼焦、合成氨、硝酸和硫酸等车间的生产得到了全面的恢复，产出了硝酸产品。
1952～1958年之间，我国先后在吉林、兰州、太原等地建成了综合法硝酸装置，其中兰州化学工业公司的浓硝酸在1997年之前的几十年里一直蝉联着我国最大装置的桂冠；
1980年起，中国国内硝酸产业的发展开始加速，总产量每年以10％～15％的速度增长。特别是90年代后期，中国的硝酸工业进入蓬勃发展时期，总产量年增速达到了15％～20％。但这个时期中国硝酸生产技术仍然比较落后，早期的常压法、综合法工艺装置多为淘汰型生产线，高压法装置全部靠进口国外的二手设备。不久，山西化肥厂（现天脊集团）从国外引进了中国第一套双加压硝酸装置，从此中国的硝酸工业开始向国际先进行列迈进。[2]
1999年，西安陕鼓动力股份有限公司成功研制出我国第一套“四合一”机组，并应用于云南云峰化学工业公司，从此加快了中国硝酸双加压工艺国产装备向国际先进水平进军的步伐。云南云峰化学工业公司作为第一个使用国产化“四合一”机组的硝酸生产企业，坚定了中国国内硝酸生产企业选择国产装备的信心；
2000年后，中国的硝酸工业进入高速发展期，年总产量以高于18％的速度快速增长，拥有各种种类、规模不等的生产厂家约60多家；
2007年11月，中国第一套在满负荷生产条件下实现副产蒸汽自足、还能富余外供蒸汽的国产化双加压法硝酸装置在新乡市永昌化工有限责任公司诞生，标志着中国自己研制的国产硝酸装置完全能够替代进口，中国国内硝酸工业摆脱了对进口装备的依赖。[2]
中国浓硝酸年产量(1986～2008)
中国浓硝酸生产历年增长情况[2]
由下表数据（产量）所绘折线图见右 年 份 产 量 （万吨） 1986年 1987年 1988年 1989年 1990年 1991年 1992年 1993年 1994年 1995年 27.5 29.0 30.2 31.7 31.8 31.80 34.31 46.18 47.18 51.29 年增长量 （万吨） 1.5 1.2 1.5 0.1 0 2.51 11.87 1.0 4.11 年增长率 （％） 5.45 4.14 4.97 0.32 0 7.89 34.6 2.17 8.71
1996年 1997年 1998年 1999年 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 60.39 62.53 73.21 68.47 82.48 87.97 99.12 118.52 126.46 161.44 181.78 200.88 183.76 9.10 2.14 10.68 -4.74 14.01 5.49 11.15 19.40 7.94 34.98 20.34 19.10 -17.12 17.74 3.54 17.08 -6.47 20.46 6.66 12.67 19.58 6.70 27.66 12.60 10.51 -8.52 [编辑本段]
存在与制备
自然界
自然界中的硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮形成。硝酸性质不稳定，因而无法在自然界长期存在，但硝酸的形成是氮循环的一环。自然界中硝酸的形成按如下步骤 一氧化氮的生成
N? （g）+ O?（g）——→ 2NO（g） 二氧化氮的生成
N?（g） + 2O?（g）——→ 2NO? （g） 2NO（g）+ O?（g）——→ 2NO? （g） 生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸
3NO?（g）+ H2O（l）——→ 2HNO?（aq）+ NO（g）
工业合成
氨氧化法
硝酸工业与合成氨工业密接相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，其主要流程是将氨和空气的混合气（氧：氮≈2：1）通入灼热（760～840℃）的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。[3]
NH?（g）+ 5O?（g）—Pt-Rh→ 4NO（g）+ 6H2O（g） 2NO（g）+ O?（g）——→ 2NO? （g）
3NO?（g）+ H2O（l）——→ 2HNO?（aq）+ NO（g） 其它
工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸，但该法耗酸量大，设备腐蚀严重，现基本停止使用
NaNO?（s）+ H2SO?（l） ——→ NaHSO?（s）+ HNO?（g） [编辑本段]
结构
硝酸分子的键长与键角
硝酸为平面共价分子，中心氮原子sp2杂化，未参与杂化的一个p轨道与周围三个氧原子形成四中心六电子的离域π键。硝酸中的羟基氢与非羟化的氧原子形成分子内氢键，这是硝酸酸性不及硫酸、盐酸熔沸点较低的主要原因。硝酸分子的键长、键角数据见下及右图。[3] 键长
O-N：119.9pm O'-N：121.1pm O-H：96.4pm N-OH：140.6pm 键角
O'-N-O：130.27° O-N-OH：113.85° O'-N-OH：115.88°