Wytwarzanie kwasu azotowego(V)

Kwas azotowy(V), czyli HNO₃, otrzymuje się przemysłowo głównie metodą Ostwalda. Surowcem jest amoniak oraz powietrze, a proces obejmuje kilka kolejnych etapów technologicznych.

Główne etapy procesu

1. Przygotowanie mieszaniny amoniakalno-powietrznej
   - amoniak miesza się z powietrzem,
   - mieszanina ma postać gazową,
   - kontroluje się stężenie amoniaku, ponieważ wpływa ono na bezpieczeństwo i wydajność procesu.

2. Utlenianie amoniaku w reaktorze utleniania
   - mieszanina amoniaku z powietrzem trafia do reaktora,
   - reakcja zachodzi zwykle na katalizatorze platynowo-rodowym,
   - powstaje głównie tlenek azotu(II):

4 NH₃ + 5 O₂ → 4 NO + 6 H₂O

3. Dalsze utlenianie NO do NO₂
   - tlenek azotu(II) utlenia się tlenem z powietrza:

2 NO + O₂ → 2 NO₂

4. Absorpcja tlenków azotu w wodzie
   - proces zachodzi w kolumnie absorpcyjnej,
   - powstaje roztwór kwasu azotowego(V).

Dlaczego próbki są gazowe z reaktora utleniania?

Stężenie amoniaku dotyczy mieszaniny amoniakalno-powietrznej, czyli mieszaniny gazowej. Dlatego do kontroli pobiera się próbki gazowe. Ponieważ mieszanina ta kierowana jest do utleniania, właściwym miejscem kontroli jest reaktor utleniania, a nie kolumna absorpcyjna.

Ważne rozróżnienie egzaminacyjne

• reaktor utleniania: mieszanina gazowa amoniaku i powietrza,
• kolumna absorpcyjna: absorpcja tlenków azotu w wodzie i tworzenie kwasu,
• kontrola stężenia NH₃ dotyczy etapu przed lub w trakcie utleniania amoniaku.