¿Qué es el Ácido Nítrico?
El ácido nítrico es uno de los ácidos fuertes más comunes, representado por la fórmula química HNO3.
El ácido nítrico es una sustancia química nociva y puede invadir la piel, la boca, el esófago y el estómago. La inhalación de ácido nítrico fumante por sí sola también puede dañar la tráquea y provocar neumonía. Por tanto, el ácido nítrico debe manipularse con sumo cuidado.
Usos del Ácido Nítrico
El ácido nítrico se utiliza en muchos ámbitos, como la agricultura, la construcción, el ejército, la industria, el sector textil, el químico y el farmacéutico. A continuación se enumeran algunos usos comunes
1. Materia Prima para Fertilizantes
Los tres componentes principales de los fertilizantes para el crecimiento de plantas y cultivos son el nitrógeno, el ácido fosfórico y el potasio. Los fertilizantes a base de ácido nítrico se utilizan como fuente de nitrógeno.
2. Materias Primas para Explosivos
También se utiliza en la síntesis de compuestos nitro como la nitroglicerina, la nitrocelulosa, el trinitrotolueno (TNT) y el ácido pícrico, que son materias primas para explosivos utilizados en obras de construcción y aplicaciones militares. El ácido nítrico concentrado también se utiliza como agente oxidante en los propulsores de cohetes debido a su rápida reacción y descomposición con las aminas.
3. Otros
También se utiliza como materia prima en la fabricación de celuloide, colorantes (colorantes azoicos, colorantes de anilina, etc.), pigmentos, galvanoplastia, disolución de metales, productos farmacéuticos, fibras sintéticas, diisocianato de tolueno, principal materia prima del poliuretano, y ácido adípico.
Propiedades del Ácido Nítrico
El ácido nítrico es un líquido incoloro con un peso molecular de 63,02 y una gravedad específica de 1,502. Tiene un punto de fusión de -42°C, un punto de ebullición de 86°C (ácido nítrico concentrado al 98%) y 121°C (ácido nítrico diluido al 68%), es fácilmente soluble en agua y soluble en éter y alcohol. Se caracteriza por su color amarillo pálido, olor peculiar y formación de humos cuando se expone al aire. Es un ácido fuerte y reacciona con especial intensidad con las bases. El ácido nítrico también se descompone cuando se expone a la luz.
El ácido nítrico tiene un fuerte poder oxidante y corroe la mayoría de los metales excepto el oro y el platino, pero el hierro, el cromo y el aluminio no se disuelven en ácido nítrico porque forman un estado pasivo.
Cuando se calienta, se descompone y produce humos tóxicos. Es un fuerte agente oxidante y reacciona violentamente con sustancias inflamables o reductoras. También reacciona violentamente con muchos compuestos orgánicos comunes, acetona, ácido acético y anhídrido acético, lo que supone riesgos de explosión e incendio.
Más Información sobre el Ácido Nítrico
Métodos de Producción del Ácido Nítrico
Existen tres métodos industriales para producir ácido nítrico: descomposición del ácido nítrico por el ácido sulfúrico, inmovilización del nitrógeno del aire y oxidación del amoníaco. Generalmente se produce por el último método, el de oxidación del amoníaco (método Ostwald).
El proceso Ostwald consta de tres etapas principales: oxidación del amoniaco (NH3) para producir óxido nítrico (NO), oxidación del óxido nítrico para producir dióxido de nitrógeno (NO2) y absorción del dióxido de nitrógeno en agua. A continuación se describe cada uno de estos procesos.
1. Oxidación del Amoníaco (NH3)
Al hacer pasar una mezcla de amoníaco y aire comprimido a través de un catalizador de platino y rodio, el amoníaco se oxida para formar monóxido de nitrógeno. Se trata de una reacción exotérmica con una alta velocidad de reacción y reacciones secundarias, pero el óxido nítrico se obtiene cuando la reacción principal procede con un alto rendimiento superior al 90%.
Reacción principal 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
Subreacción 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
2. Oxidación del Óxido Nítrico (NO)
La oxidación del óxido nítrico se lleva a cabo enfriando el gas de reacción que contiene óxido nítrico y el exceso de oxígeno obtenido en la primera etapa de la oxidación del amoníaco. Esta reacción de oxidación es única en el sentido de que se produce a temperaturas más bajas, y el calor residual del proceso de enfriamiento se utiliza eficazmente en la planta.
2NO + O2 → 2NO2
3. Absorción de Dióxido de Nitrógeno en Agua
La absorción en agua del gas de dióxido de nitrógeno producido en la reacción de la segunda etapa produce ácido nítrico (HNO3). Como se trata de una reacción exotérmica, la disminución de la temperatura hará que la reacción avance hacia la formación de ácido nítrico. La concentración de ácido nítrico obtenida de este modo suele rondar el 55-68% y se denomina ácido nítrico diluido.
3NO2 + H2O → 2HNO3 +NO
Para producir ácido nítrico concentrado con una concentración del 68% o superior, es concebible eliminar el agua por calentamiento para concentrarlo, pero la concentración no puede elevarse por encima del 68% por este método debido al fenómeno de azeotropía, por el que el ácido nítrico se evapora paralelamente a la evaporación del agua. Por esta razón, para producir ácido nítrico concentrado se utilizan métodos como la adición de un agente deshidratante que absorbe el agua para eliminar sólo el agua.