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La transformation surprenante de l'acide nitrique : pourquoi devient-il jaune ?
L'acide nitrique est un composé inorganique de formule chimique HNO3 et est un acide minéral hautement corrosif. Le composé est incolore à température ambiante, mais au fil du temps, les échantillons ont tendance à développer une couleur jaunâtre en raison de sa décomposition en oxydes d'azote (NOx). Ce phénomène n’est pas seulement surprenant, mais attire également l’attention de nombreux experts en chimie et conduit les gens à mener des recherches approfondies sur les mécanismes de réaction chimique pertinents.
La plupart des acides nitriques commerciaux sont généralement disponibles à une concentration de 68 %. Lorsque la concentration d'acide nitrique dans la solution dépasse 86 %, on parle d'acide nitrique fumant.
Différent de l'acide nitrique ordinaire, l'acide nitrique fumant peut être divisé en acide nitrique fumant rouge et acide nitrique fumant blanc en fonction de la quantité de dioxyde d'azote qu'il contient. Cette classification reflète non seulement la variabilité de l’acide nitrique dans différentes applications pratiques, mais offre également une variété d’options pour la production industrielle. De nombreux composés industriels sont catalysés par l'acide nitrique, notamment dans la fabrication d'explosifs, de colorants synthétiques et de médicaments, comme le métronidazole.
Histoire de l'acide nitrique
L’histoire de l’acide nitrique remonte à l’alchimie européenne du 13e siècle. Les historiens s'accordent généralement à dire que l'acide nitrique a été décrit pour la première fois dans La Découverte de la Vérité de Pseudo-Geber. L'apparition de l'acide nitrique est également mentionnée dans des documents arabes antérieurs, tels que « La boîte de la sagesse » de Jabir ibn Hayyan. Ces premiers documents montrent que les humains exploraient les propriétés et les utilisations de l’acide nitrique il y a des siècles.
Au XVIIe siècle, Johann Rudolf Glauber a proposé une méthode d'obtention d'acide nitrique en distillant du nitrate de potassium avec de l'acide sulfurique, ouvrant la voie à la fabrication moderne de l'acide nitrique.
Au 20e siècle, avec une série de percées technologiques, les méthodes de production industrielle d’acide nitrique se sont progressivement diversifiées. Parmi eux, le procédé Birkeland-Eyde est une méthode importante de production d’acide nitrique par oxydation de l’air avec un arc électrique à haute température, qui a ouvert une nouvelle ère de production industrielle.
Propriétés physiques et chimiques de l'acide nitrique
L'acide nitrique disponible dans le commerce forme un azéotrope avec l'eau et contient généralement 68 % de HNO3. Le point d'ébullition de cette solution à une pression de 1 atmosphère est de 120,5 °C. À température ambiante, l'acide nitrique se présente sous la forme d'un liquide incolore. Cependant, sa sensibilité à la lumière et à la chaleur fait qu'il se dégrade facilement lors du stockage, libérant des oxydes d'azote. C'est pourquoi l'acide nitrique stocké pendant une longue période apparaîtra jaune, voire rouge.
Ce processus de changement de couleur est causé par la réaction de décomposition thermique de l'acide nitrique, et son équation chimique est : 4 HNO3 → 2 H2O + 4 NO2 + O2.
Il convient de mentionner que l'acide nitrique n'est pas un acide simple, car il peut réagir avec une variété de métaux et sa réactivité varie en fonction de la concentration d'acide nitrique et de la nature du métal réactif. L'acide nitrique concentré peut oxyder les métaux inactifs, tandis que l'acide nitrique dilué réagit avec la plupart des métaux de manière acide typique, libérant de l'hydrogène gazeux.
Utilisations de l'acide nitrique
Dans la production industrielle, l'acide nitrique est principalement utilisé dans la fabrication d'engrais, parmi lesquels les engrais azotés constituent une branche importante. 76 à 80 % de l’acide nitrique total produit chaque année est utilisé pour produire de l’acide amino nitrique, ce qui reflète l’importance de l’acide nitrique dans l’agriculture. Son application dans la fabrication d'explosifs, de matières premières en fibres synthétiques et de composés organiques spéciaux couvre l'industrie de la défense nationale et ses applications techniques associées.
De plus, l'acide nitrique peut être utilisé comme oxydant et est largement utilisé dans le carburant de fusée, ce qui fait que l'acide nitrique a également une place dans le domaine aérospatial.
Toutes ces applications démontrent non seulement la diversité de l’acide nitrique en tant que substance chimique importante, mais soulignent également son impact omniprésent dans notre vie quotidienne et notre production industrielle. Eh bien, vous ne pouvez pas vous empêcher de vous demander, alors que la science et la technologie continuent de progresser, à quoi ressemblera l’avenir de l’acide nitrique ?
