Language
Country/Area
No result found
التحول المذهل لحامض النيتريك: لماذا يتحول إلى اللون الأصفر؟
حمض النيتريك هو مركب غير عضوي له الصيغة الكيميائية HNO3 وهو حمض معدني شديد التآكل. يكون المركب عديم اللون في درجة حرارة الغرفة، ولكن مع مرور الوقت تميل العينات إلى تطوير لون مصفر بسبب تحلله إلى أكاسيد النيتروجين (NOx). هذه الظاهرة ليست مفاجئة فحسب، بل إنها تجذب انتباه العديد من الخبراء الكيميائيين وتدفع الناس إلى إجراء أبحاث متعمقة حول آليات التفاعل الكيميائي ذات الصلة.
يتوفر معظم حمض النيتريك التجاري عادةً بتركيز 68%. عندما يتجاوز تركيز حمض النيتريك في المحلول 86% يسمى حمض النيتريك المدخن.
على عكس حمض النيتريك العادي، يمكن تقسيم حمض النيتريك المدخن إلى حمض النيتريك المدخن الأحمر وحمض النيتريك المدخن الأبيض وفقًا لكمية ثاني أكسيد النيتروجين التي يحتوي عليها. لا يعكس هذا التصنيف مدى تنوع حمض النيتريك في التطبيقات العملية المختلفة فحسب، بل يوفر أيضًا مجموعة متنوعة من الخيارات للإنتاج الصناعي. يتم تحفيز العديد من المركبات الصناعية بواسطة حمض النيتريك، وخاصة في تصنيع المتفجرات والأصباغ الاصطناعية والأدوية، مثل الميترونيدازول.
تاريخ حمض النيتريك
يمكن إرجاع تاريخ حمض النيتريك إلى الخيمياء الأوروبية في القرن الثالث عشر. يتفق المؤرخون عمومًا على أن حمض النيتريك تم وصفه لأول مرة في كتاب اكتشاف الحقيقة لجابر بنديكت الزائف. وقد تم تسجيل ظهور حمض النيتريك أيضًا في وثائق عربية سابقة، مثل "صندوق الحكمة" لجابر بن حيان. تظهر هذه الوثائق المبكرة أن البشر كانوا يستكشفون خصائص واستخدامات حمض النيتريك منذ قرون.
في القرن السابع عشر، اقترح يوهان رودولف جلاوبر طريقة للحصول على حمض النيتريك عن طريق تقطير نترات البوتاسيوم مع حمض الكبريتيك، مما مهد الطريق أمام التصنيع الحديث لحامض النيتريك.
في القرن العشرين، ومع سلسلة من الاختراقات التكنولوجية، تنوعت أساليب الإنتاج الصناعي لحامض النيتريك تدريجيا. ومن بينها طريقة بيركلاند-إيد، وهي طريقة مهمة لإنتاج حمض النيتريك عن طريق أكسدة الهواء بقوس كهربائي عالي الحرارة، والتي فتحت عصرًا جديدًا من الإنتاج الصناعي.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية لحامض النيتريك
يشكل حمض النيتريك المتوفر تجاريا مادة أزيوتروبية مع الماء وعادة ما يحتوي على 68% من HNO3. نقطة غليان هذا المحلول عند ضغط 1 جو هي 120.5 درجة مئوية. في درجة حرارة الغرفة، يظهر حمض النيتريك كسائل عديم اللون. ومع ذلك، فإن حساسيته للضوء والحرارة تجعله يتحلل بسهولة أثناء التخزين، مما يؤدي إلى إطلاق أكاسيد النيتروجين. ولهذا السبب، فإن حمض النيتريك المخزن لفترة طويلة سيبدو باللون الأصفر أو حتى الأحمر.
تحدث عملية تغير اللون هذه نتيجة تفاعل التحلل الحراري لحامض النيتريك، ومعادلتها الكيميائية هي: 4 HNO3 → 2 H2O + 4 NO2 + O2.
ومن الجدير بالذكر أن حمض النيتريك ليس حمضًا بسيطًا، لأنه يمكن أن يتفاعل مع مجموعة متنوعة من المعادن، وتختلف تفاعليته اعتمادًا على تركيز حمض النيتريك وطبيعة المعدن المتفاعل. يمكن لحامض النيتريك المركز أن يؤكسد المعادن غير النشطة؛ بينما يتفاعل حمض النيتريك المخفف مع معظم المعادن بطريقة حمضية نموذجية، مما يؤدي إلى إطلاق غاز الهيدروجين.
استخدامات حمض النيتريك
في الإنتاج الصناعي، الاستخدام الرئيسي لحامض النيتريك هو في تصنيع الأسمدة، ومن بينها الأسمدة النيتروجينية التي تعد فرعًا مهمًا. يتم استخدام ما بين 76% إلى 80% من إجمالي حمض النيتريك المنتج سنويًا لإنتاج حمض النيتريك الأميني، مما يعكس أهمية حمض النيتريك في الزراعة. ويستخدم في تصنيع المتفجرات والمواد الخام من الألياف الاصطناعية والمركبات العضوية الخاصة، ويشمل صناعة الدفاع الوطني وتطبيقاتها التقنية ذات الصلة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام حمض النيتريك كمؤكسد ويُستخدم على نطاق واسع في وقود الصواريخ، مما يجعل حمض النيتريك له مكان أيضًا في مجال الفضاء الجوي.
لا توضح كل هذه التطبيقات تنوع حمض النيتريك باعتباره مادة كيميائية مهمة فحسب، بل تسلط الضوء أيضًا على تأثيره الشامل في حياتنا اليومية والإنتاج الصناعي. حسنًا، لا يسعك إلا أن تتساءل، مع استمرار تقدم العلم والتكنولوجيا، كيف سيبدو مستقبل حمض النيتريك؟
