Kwas azotowy(V), czyli HNO₃, otrzymuje się przemysłowo głównie metodą opartą na utlenianiu amoniaku. Proces ten jest znany jako metoda Ostwalda.
Podstawowe surowce
Do produkcji kwasu azotowego(V) wykorzystuje się:
- amoniak NH₃ – główny surowiec azotowy,
- tlen O₂ – najczęściej dostarczany w postaci powietrza,
- wodę H₂O – potrzebną do absorpcji tlenków azotu i utworzenia kwasu.
W zadaniach egzaminacyjnych należy odróżniać surowce od produktów pośrednich. Tlenek azotu(II) NO, tlenek azotu(IV) NO₂ oraz kwas azotowy(III) HNO₂ powstają w trakcie procesu, ale nie są podstawowymi surowcami wprowadzanymi do instalacji.
Główne etapy procesu
- Utlenianie amoniaku:
4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O
Reakcja zachodzi katalitycznie, zwykle z udziałem katalizatora platynowo-rodowego.
- Utlenianie NO do NO₂:
2NO + O₂ → 2NO₂
- Absorpcja NO₂ w wodzie:
2NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂
- Rozkład kwasu azotowego(III):
3HNO₂ → HNO₃ + 2NO + H₂O
Powstający NO może ponownie ulegać utlenieniu, co zwiększa wykorzystanie surowców.
Najważniejsza zasada egzaminacyjna
Jeżeli pytanie dotyczy surowców do produkcji HNO₃, poprawny zestaw to: amoniak, tlen i woda.