Axit Nitric (HNO3): Tính chất, điều chế và ứng dụng chi tiết

Axit Nitric (Công thức hóa học: HNO₃) không chỉ là một hóa chất thông thường; nó là “xương sống” của ngành công nghiệp hóa chất hiện đại. Ở dạng tinh khiết, nó là một chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm và sở hữu các đặc tính oxy hóa cực mạnh.

Với vai trò không thể thiếu trong sản xuất phân bón hóa học, thuốc nổ, và tinh chế kim loại, việc hiểu rõ về HNO₃ là cực kỳ cần thiết. Bài viết này cung cấp cái nhìn toàn diện về Axit Nitric: từ tính chất lý hóa, quy trình sản xuất Ostwald, ứng dụng thực tiễn cho đến hướng dẫn an toàn chuẩn HSE năm 2025.

1. Tính Chất Vật Lý Và Hóa Học Của Axit Nitric

💡 Tóm tắt chuyên gia: HNO₃ là axit vô cơ mạnh, dễ tan trong nước, dễ bay hơi và có khả năng ăn mòn hầu hết các kim loại. Về mặt vật lý, nó là chất lỏng không màu, nặng hơn nước và sôi ở 83°C.

1.1. Tính Chất Vật Lý (Chi Tiết)

Dưới đây là bảng thông số kỹ thuật chuẩn của Axit Nitric để bạn dễ dàng tra cứu:

1.2. Tính Chất Hóa Học

• 🧪 Tính Axit Mạnh: Là một monoaxit (pKa ≈ -1.3), phân ly hoàn toàn trong nước tạo thành ion H⁺ và ion nitrat (NO₃⁻). Làm quỳ tím hóa đỏ.
• 🔥 Tính Oxy Hóa Cực Mạnh (Quan trọng nhất):

  HNO₃ phản ứng mãnh liệt với hầu hết kim loại (trừ Vàng Au và Bạch kim Pt), không sinh ra khí Hidro mà sinh ra các sản phẩm khử của Nitơ.

  Ví dụ phản ứng với Đồng (Cu):
  Cu + 4HNO₃ (đặc) ⟶ Cu(NO₃)₂ (xanh) + 2NO₂ (nâu đỏ) ↑ + 2H₂O
• ⚠️ Phản ứng với Phi kim: Khi đun nóng, HNO₃ đặc oxy hóa mạnh Lưu huỳnh (S), Photpho (P), Cacbon (C).
• 👑 Nước Cường Toan (Aqua Regia): Khi trộn HNO₃ với Axit Clohidric (HCl) đặc theo tỷ lệ 1:3, tạo ra dung dịch hòa tan được cả Vàng.

2. Các Phương Pháp Sản Xuất Axit Nitric

Tùy thuộc vào quy mô (công nghiệp hay thí nghiệm), chúng ta có các quy trình điều chế khác nhau.

2.1. Phương Pháp Ostwald (Sản Xuất Công Nghiệp)

Đây là công nghệ cốt lõi tạo ra hàng triệu tấn HNO₃ mỗi năm với hiệu suất 95-98%. Quá trình này chuyển hóa Amoniac (NH₃) thành Axit Nitric qua 3 giai đoạn:

Sơ đồ quy trình Ostwald: Buồng Oxi hóa ⟶ Tháp làm lạnh ⟶ Tháp hấp thụ

2.2. Phương Pháp Phòng Thí Nghiệm

Trong quy mô nhỏ, Axit Nitric được điều chế bằng phản ứng trao đổi:

NaNO₃ (tinh thể) + H₂SO₄ (đặc) ⟶ NaHSO₄ + HNO₃

Lưu ý: Phải dùng phương pháp chưng cất để thu được HNO₃ bốc hơi, vì H₂SO₄ là axit khó bay hơi.

3. Ứng Dụng Đa Dạng Trong Công Nghiệp

4. Lưu Ý An Toàn Tuyệt Đối & Lưu Trữ

Axit Nitric là hóa chất nguy hiểm (Dangerous Goods). Việc tuân thủ quy tắc an toàn không chỉ là quy định mà là sự sống còn.

Bộ đồ bảo hộ PPE chuẩn khi tiếp xúc axit: Kính, Găng tay, Mặt nạ

4.1. Trang Bị Bảo Hộ (PPE)

• Mắt: Kính bảo hộ chống hóa chất (Goggles) + Tấm che mặt (Face Shield).
• Hô hấp: Làm việc trong tủ hút. Đeo mặt nạ phòng độc lọc khí axit (Cartridge E hoặc B) nếu nồng độ hơi cao.
• Tay: Găng tay Nitrile, Neoprene hoặc Butyl (Cao su tự nhiên bị ăn mòn nhanh).

4.2. Xử Lý Sự Cố (Emergency)

4.3. Lưu Trữ Đúng Cách

• Bình chứa: Thủy tinh tối màu, Nhựa HDPE, Inox 304L (cho nồng độ loãng).
• Tương thích: Tách biệt hoàn toàn với: Chất hữu cơ, Bazơ mạnh, Bột kim loại, Chất khử.
• Điều kiện: Thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp (ánh nắng làm phân hủy axit sinh khí NO₂ gây nổ bình).

5. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)

Disclaimer: Bài viết tổng hợp kiến thức chuyên môn nhằm mục đích tham khảo. Người sử dụng bắt buộc phải tuân thủ Phiếu an toàn hóa chất (MSDS) đi kèm sản phẩm.