नाइट्रिक अम्ल के निर्माण की औद्योगिक विधियाँ
(i) बर्कलैण्ड-आइड प्रक्रम या आर्क प्रक्रम-वायु को जब विद्युत आर्क में से प्रवाहित किया जाता है तो वायु की नाइट्रोजन, ऑक्सीजन से संयुक्त होकर निम्नलिखित अभिक्रियाएँ देती है -
`N_2 + O_2 iff 2NO - ` 43.2 किलोकैलोरी
`2NO +O_2 to 2NO_2`
3NO_2 + H_2O to `underset(" नाइट्रिक अम्ल")(2HNO_3) + NO uarr`
प्रथम क्रिया उत्क्रमणीय तथा ऊष्माशोषी है, इसलिए ला-शातेलिए के नियमानुसार अधिक ताप पर अधिक नाइट्रिक ऑक्साइड बनेगी।
विधि-` CO_2` व जलवाष्परहित वायु विद्युत आर्क में लगभग `3000^@C` ताप पर प्रवाहित की जाती है। इससे नाइट्रिक ऑक्साइड बनता है। नाइट्रिक ऑक्साइड तथा ऑक्सीजन का मिश्रण संघनित्र में `500^@C` तक ठण्डा किया जाता है तथा फिर शीतलक में `50^@C` तक ठण्डा किया जाता है। यहाँ जल प्रवाहित किया जाता है। गैसों का मिश्रण ऑक्सीकारक स्तम्भ में पहुँचता है। यहाँ नाइट्रिक ऑक्साइड ऑक्सीजन से संयुक्त होकर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड बनाती है। अब ये गैसें अवशोषण स्तम्भ में पहुँचती हैं जहाँ सिलिका के टुकड़े भरे होते हैं तथा ऊपर से धीरे-धीरे जल गिरता रहता है। नाइट्रोजन डाइऑक्साइड जल में अवशोषित होकर नाइट्रिक अम्ल उत्पन्न करती है। शेष गैसें वायु से क्रिया करके और अधिक अम्ल देती हैं।
(ii) ओस्टवाल्ड प्रक्रम-इसमें अमोनिया गैस वायु से ऑक्सीकृत होकर नाइट्रिक ऑक्साइड बनाती हैं, जो फिर से ऑक्सीकृत होकर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड देती है। यह जल से क्रिया करके नाइट्रिक अम्ल में परिवर्तित हो जाती है।
`4NH_3 + 5O_2 overset(pt)(to) 4NO uarr + 6H_2O`
`2NO + O_2 to 2NO_2 uarr`
` 3NO_2 + H_2O to underset("नाइट्रिक अम्ल")(2HNO_3) + NO uarr`
विधि-शुद्ध `NH_3` व वायु का मिश्रण 1: 9 के अनुपात में परिवर्तक में प्रवाहित किया जाता है। यहाँ प्लैटिनम की जाली `650-800^@C` पर गर्म रखी जाती है, जो उत्प्रेरक का कार्य करती है। यहाँ `NH_3` का 90% भाग ऑक्सीकृत होकर नाइट्रिक ऑक्साइड बनाता है। अब गैसों का मिश्रण ऑक्सीकारक स्तम्भ में पहुँचाया जाता है, जहाँ NO ऑक्सीकृत होकर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड देती है। `NO_2` अवशोषण स्तम्भ में जल में अवशोषित होकर नाइट्रिक अम्ल बनाती है। वर्तमान में इस प्रक्रम का उपयोग अधिक किया जाता है।
इस प्रकार प्राप्त नाइट्रिक अम्ल तनु होता है। इसका आसवन करने पर एक निश्चित क्वथनांक का मिश्रण प्राप्त होता है जिसे सान्द्र नाइट्रिक अम्ल कहते हैं।
रासायनिक गुण
1. ऑक्सीकारक गुण-यह एक प्रबल ऑक्सीकारक है। ऑक्सीकरण अभिक्रियाओं को निम्नवत् प्रदर्शित कर सकते हैं -
`2HNO_3 to 2NO_2uarr + H_2O + underset("नवजात ऑक्सीजन ")([O])`
`2HNO_3 to underset("नाइट्रोजन पेन्टाऑक्साइड")(N_2O_5) + H_2O`
`N_2O_5` छोटी संयोजकता वाले ऑक्साइडों में अपचयित होकर ऑक्सीजन देता है।
`N_2O_5 overset( - O)(to) 2NO_2 overset(-2O)(to) 2NO overset(-O)(to) N_2O overset(-O)(to) N_2overset(+6H)(to) 2NH_3 overset(+2O)(to) 2NH_2OH`
इसका ऑक्सीकारक गुण इसकी अधातुओं, उपधातुओं, धातुओं और लवणों पर अभिक्रियाओं द्वारा स्पष्ट हो जाता है।
(I) अधातुओं से क्रिया-
(i) सल्फर से अभिक्रिया- `H_2SO_4` बनता है।
`S+ 6HNO_3 to underset("सल्फ्यूरिक अम्ल")( H_2SO_4) + 2H_2O + 6NO_2 uarr `
(ii) कार्बन से अभिक्रिया-यह कार्बन को `CO_2` में ऑक्सीकृत कर देता है।
` C+ 4HNO_3 to 4NO_2 uarr + CO_2 uarr + 2H_2O`
(iii) फॉस्फोरस से अभिक्रिया-इस अभिक्रिया में फॉस्फोरस, फॉस्फोरिक अम्ल में ऑक्सीकृत हो जाता है तथा नाइट्रोजन डाइऑक्साइड बनती है।
`P + 5HNO_3 to underset("फॉस्फोरिक अम्ल ")(H_3PO_4) + 5NO_2 uarr + H_2O`
(iv) आयोडीन से अभिक्रिया-सान्द्र `HNO_3` आयोडीन को आयोडिक अम्ल में ऑक्सीकृत कर देता है।
` I_2 + 10 HNO_3 to 2HIO_3 + 10 NO_2 uarr + 4H_2O `
(II) यौगिकों से क्रिया -
(i) `H_2S` से अभिक्रिया-यह `H_2S` को सल्फर में ऑक्सीकृत कर देता है।
`H_2S + 2HNO_2 to S darr + 2H_2O + 2NO_2 uarr`
(ii) पोटैशियम आयोडाइड से अभिक्रिया
`6KI + 8HNO_3 to 6KNO_3 +2NO + 3I_2 + 4H_2O`
(III) धातुओं से अभिक्रिया -
(i) जिंक से अभिक्रिया -
(a) अति तनु व ठण्डे `HNO_3` (6%) के साथ अमोनियम नाइट्रेट बनता है।
`4Zn + 10HNO_3 to 4Zn(NO_3)_2 + NH_4NO_3 + 3H_2O`
(b) तनु `HNO_3` (20%) के साथ नाइट्रस ऑक्साइड बनता है।
` 4Zn + 10HNO_3 to 4Zn(NO)_2 + underset("नाइट्स ऑक्साइड")(N_2O) + 5H_2O`
(c ) गर्म व सान्द्र `HNO_3` (70%) के साथ नाइट्रोजन डाइऑक्साइड बनती है।
`Zn + 4HNO_3 to Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + H_2O `
(ii) टिन से अभिक्रिया -
(a) तनु नाइट्रिक अम्ल (6%) के साथ टिन धातु अभिक्रिया करके स्टैनस नाइट्रेट तथा अमोनियम नाइट्रेट देता है।
` 4Sn+ 10HNO_3 to 4Sn(NO_3)_2 +NH_4NO_3+3H_2O`
(b) 50% सान्द्रित `HNO_3` टिन से अभिक्रिया करके `Sn(NO_3)_2` व नाइट्रिक ऑक्साइड देता है।
`3Sn + underset("(सान्द्र 50%) ")(*HNO_3) to 3Sn(NO_3)_2 + 4H_2O + 2NO uarr`
(c ) सान्द्र `HNO_3` टिन धातु के साथ अभिक्रिया करके मेटास्टैनिक अम्ल व नाइट्रोजन डाइऑक्साइड देता है। इस अभिक्रिया में नाइट्रिक अम्ल ऑक्सीकारक की भाँति कार्य करता है।
`underset("(गर्म व सान्द्र)")(Sn+4HNO_3) to underset(" मेटास्टैनिक अम्ल")(H_2SnO_3) + H_2O + 4NO_2 uarr`
(ii) कॉपर (ताँबे) से अभिक्रिया -
(a) ठण्डा और तनु `HNO_3` (20%) कॉपर से क्रिया करके `Cu(NO_3)_2,N_2O` तथा `H_2O` देता है।
`underset("ठण्डा व तनु (20%) ")(4Cu + 10HNO_3) to underset("कॉपर नाइट्रेट")(4Cu(NO_3)_2) + 5H_2O +N_2O uarr`
(b) ठण्डे और 50% `HNO_3` की कॉपर से क्रिया कराने पर `Cu(NO_3)_2, NO` तथा `H_2O` बनते हैं।
`underset("ठण्डा (50%)")(3Cu + 8HNO_3) to 3Cu(NO_3)_2 + 4H_2O + 2NO uarr`
(c) ठण्डे और सान्द्र `HNO_3` की कॉपर से क्रिया कराने पर ` Cu(NO_3)_2, NO_2` तथा `H_2O` बनते हैं।
`underset("ठण्डा व सान्द्र")(Cu + 4HNO_3) to Cu(NO_3)_2 + 2H_2O + 2NO_2 uarr`
(d) गर्म और सान्द्र `HNO_3` कॉपर (ताँबे) से क्रिया करके` Cu(NO_3)_2,N_2` और `H_2O` देता है।
`underset(" गर्म व सान्द्र")(5Cu + 12HNO_3) to 5Cu(NO_3)_2 + 6H_2O + N_2 uarr`
2. अम्लराज का निर्माण-गोल्ड, प्लैटिनम के साथ नाइट्रिक अम्ल की कोई क्रिया नहीं होती। ये धातु अम्लराज (aqua regia) में घुल जाती हैं। अम्लराज में 3 भाग सान्द्र HCl व एक भाग सान्द्र `HNO_3` होता है।
3. फॉस्फीन से अभिक्रिया-फॉस्फीन नाइट्रिक अम्ल द्वारा ऑक्सीकृत होकर `P_4H_10` बनाती है।
`32HNO_3 + 4PH_3 to 32NO_2 + P_4H_10 + 22H_2O`
