Acide nitrique

Acide nitrique.
Formule : HNO3
(O= 76,17 %, N= 22,23 %, H= 1,6 %)

Masse molaire = 63,0128 ± 0,0012 g·mol^-1

C'est un acide monofonctionnel (monoacide) important en chimie inorganique. Il s'agit d'un acide minéral, appelé quelquefois acide azotique.
L'acide nitrique entre dans la composition des pluies acides, où il se forme par hydratation du dioxyde d'azote NO₂, un polluant atmosphérique important :

Préparation.
La production commerciale de l’acide nitrique est faite principalement par le procédé Ostwald, et se réalise en 3 étapes à partir de l’ammoniac NH₃ :

1. En premier, l’ammoniac est oxydé en présence d’un catalyseur comme le platine rhodié, pour former du monoxyde d’azote (NO) (étape fortement exothermique),
2. Puis le monoxyde d’azote est oxydé par l’oxygène (O₂) et produit du dioxyde d’azote (NO₂),
3. Enfin, le dioxyde d’azote est dissous dans l’eau pour produire l’acide nitrique dilué.

Le monoxyde d’azote produit est recyclé, et l’acide nitrique est concentrée par distillation jusqu’à un maximum de 68 % (azéotrope du mélange acide nitrique - eau). Les concentrations plus élevées sont atteintes par traitement au nitrate de magnésium (Mg(NO₃)₂). Globalement, ce procédé permet d’atteindre un rendement de 96 %.
La production mondiale annuelle d’acide nitrique (par différents procédés) est de l’ordre de 60 millions de tonnes.

Caractéristiques principales :
Pur, c'est un liquide incolore et inodore. Diverses impuretés le colorent souvent en jaune brun. À température ambiante, il libère des fumées rouges ou jaunes, du fait de sa décomposition partielle en dioxyde d’azote sous l’effet de la lumière.
En solution aqueuse, il se dissocie complètement en un ion nitrate NO₃^- et un proton hydraté (cation hydronium H₃O⁺). Les sels de l’acide nitrique, qui contiennent l’anion nitrate NO₃^-, sont appelés des nitrates qui sont très solubles dans l’eau. L’acide nitrique et ses sels ne doivent pas être confondus avec l’acide nitreux HNO₂ et ses sels, les nitrites, qui contiennent l'anion nitrite NO₂^-. Il est un agent oxydant puissant

Propriétés (à 20 °C et 1,013 bar) :
Liquide incolore lorsqu'il est pur, il s'agit d'un acide fort (pKa = -1,37) généralement utilisé en solution aqueuse, il était jadis appelée « eau-forte » par les alchimistes puis les graveurs sur cuivre.

Mélangé avec l'acide chlorhydrique, il forme l'eau régale, l'un des rares réactifs capables de dissoudre l'or et le platine.

Solutions commerciales.
Les solutions commerciales comprennent généralement entre 52 % et 68 % d’acide nitrique. Quand la solution comprend plus de 86 % d’acide nitrique, il est dit « fumant » et existe en deux variétés : blanche et rouge.

Dans le traitement des eaux, il s’utilise par injection dans l’eau sous forme de réactif dilué (solutions).

Formulation dans le traitement de l'eau.
Mécanisme réactionnel sur les bicarbonates de calcium (équations simplifiées) :

Par mg/l (ou g/m3) de HNO3 ajouté il y a donc (10/63) = 0.15°F de baisse de TAC, et il est formé 1.396 mg de CO2 libre et 1.58 mg/l de NO₃.

Stockage.
S'effectue dans des récipients en acier inxoydables ou en amuminium pour les teneurs supérieures à 80%.
Récipients en verre pour des petits volumes.
Matériaux non-compatibles : nichel, cuivre.

Utilisations :

• traitement des eaux usées ou industrielles (sous forme de solutions aqueuses diluées)
• très utilisé en métallurgie et en microélectronique
• utilisé pour fabriquer par synthèse chimique des engrais comme le nitrate d’ammonium NH4NO3 (75 % de la production d'acide nitrique est utilisée dans la fabrication d’engrais azotés).
• utilisé à faible dose avec les décapants industriels
• réactif de laboratoire, notamment pour des réactions de nitration de composés organiques. L'acide nitrique dilué chaud oxyde la fonction alcool primaire des aldoses ou des acides aldoniques en acides carboxyliques. On obtient ainsi des acides dicarboxyliques nommées acides aldariques.
• On obtient la nitroglycérine en le mélangeant avec de la glycérine

Sécurité.
Peut provoquer de graves brûlures. L’inhalation des vapeurs peut entraîner un œdème pulmonaire. Au contact d’acide nitrique concentré, la peau humaine se teint en jaune du fait de réactions avec la kératine. C’est un composé modérément toxique avec une dose létale de 430 mg·kg^-1.
Oxydant puissant, il réagit vivement avec les réducteurs et les matières combustibles pouvant occasionner des explosions.

Fiche toxicologique - Acide nitrique (FT 9) par l'Institut national de recherche et de sécurité (INRS).

(utilisez votre navigateur)