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A surpreendente transformação do ácido nítrico: por que ele fica amarelo?
O ácido nítrico é um composto inorgânico com a fórmula química HNO3 e é um ácido mineral altamente corrosivo. Este composto é incolor à temperatura ambiente, mas com o tempo as amostras tendem a desenvolver uma cor amarela devido à sua decomposição em óxidos de nitrogênio (NOx). Este fenômeno não é apenas surpreendente, mas também desperta a atenção de muitos especialistas químicos e leva as pessoas a realizar pesquisas aprofundadas sobre os mecanismos de reação química relacionados.
A concentração usual de ácido nítrico usada na maioria das aplicações comerciais é de 68%. Quando a concentração de ácido nítrico na solução ultrapassa 86%, é denominado ácido nítrico fumegante.
Diferente do ácido nítrico comum, o ácido nítrico fumegante pode ser dividido em ácido nítrico fumegante vermelho e ácido nítrico fumegante branco com base na quantidade de dióxido de nitrogênio contido. Tal classificação não só reflecte a variabilidade do ácido nítrico em diferentes aplicações práticas, mas também proporciona uma variedade de escolhas para a produção industrial. Muitos compostos exigidos industrialmente são produzidos através da catálise do ácido nítrico, especialmente na fabricação de explosivos, corantes sintéticos e medicamentos, como o metronidazol e outros medicamentos.
História do ácido nítrico
A história do ácido nítrico remonta à alquimia europeia no século XIII. Os historiadores geralmente concordam que o ácido nítrico foi descrito pela primeira vez em "A Descoberta da Verdade", de Pseudo-Gerber. A presença de ácido nítrico também é registrada em textos árabes anteriores, como "A Caixa da Sabedoria", de Jabir ibn Hayyan. Esses primeiros documentos mostram que os humanos começaram a explorar as propriedades e usos do ácido nítrico há séculos.
No século XVII, Johann Rudolf Glauber propôs um método de obtenção de ácido nítrico por destilação de nitrato de potássio com ácido sulfúrico, abrindo caminho para a conquista moderna da fabricação de ácido nítrico.
No século 20, com uma série de avanços tecnológicos, os métodos de produção industrial de ácido nítrico se diversificaram gradativamente. Entre eles, o processo Birkeland-Eyde é um método importante que utiliza arcos de alta temperatura para oxidar o ar e produzir ácido nítrico, inaugurando uma nova era de produção industrial.
Propriedades físicas e químicas do ácido nítrico
O ácido nítrico disponível comercialmente é um azeótropo com água e geralmente contém 68% de HNO3. O ponto de ebulição desta solução a 1 atmosfera é 120,5 °C. À temperatura normal, o ácido nítrico aparece como um líquido incolor. No entanto, a sua sensibilidade à luz e ao calor faz com que seja facilmente degradado durante o armazenamento, libertando óxidos de azoto. É por isso que o ácido nítrico armazenado por muito tempo terá uma aparência amarela ou mesmo vermelha.
Este processo de descoloração tem origem na reação de decomposição térmica do ácido nítrico e sua equação química é: 4 HNO3 → 2 H2O + 4 NO2 + O2.
Vale ressaltar que o ácido nítrico não é um ácido simples porque pode reagir com uma variedade de metais, e sua reatividade varia dependendo da concentração do ácido nítrico e da natureza do metal reagido. O ácido nítrico concentrado oxida metais inativos, enquanto o ácido nítrico diluído sofre a reação ácida típica com a maioria dos metais, liberando gás hidrogênio.
Usos do ácido nítrico
Incorporado na produção industrial, o principal uso do ácido nítrico é na fabricação de fertilizantes, dos quais o fertilizante nitrogenado é um importante ramo. 76% a 80% da produção total anual de ácido nítrico é usada para produzir ácido aminonítrico, refletindo a importância do ácido nítrico na agricultura. Sua aplicação na fabricação de explosivos, matérias-primas de fibras sintéticas e compostos orgânicos especiais abrange a indústria de defesa e aplicações técnicas relacionadas.
Além disso, o ácido nítrico também pode ser usado como oxidante e é amplamente utilizado em combustível de foguetes, o que faz com que o ácido nítrico também tenha um lugar no campo aeroespacial.
Todas estas aplicações não só demonstram a diversidade do ácido nítrico como uma substância química importante, mas também destacam o seu impacto omnipresente na nossa vida quotidiana e na produção industrial. Então, você não pode deixar de se perguntar, com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, como o ácido nítrico se desenvolverá no futuro?
