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Wasserfreie, reine Salpetersäure HNO3 ist eine farblose Flüssigkeit. Sie zersetzt sich beim Sieden in Umkehrung ihrer Bildungsreaktion nach:
4 HNO3 -> 4 NO2 + 2 H2O + O2
Sie ist häufig durch das bei der Zersetzung entstehende, in der Säure lösliche Stickstoffdioxid gelb, bei höheren Konzentrationen rot gefärbt und entwickelt dann an der rot rot-braune Stickstoffoxiddämpfe, weshalb sie auch "rauchende" Salpetersäure genannt wird. Die konzentrierte Salpetersäure, die in den Handel kommt, hat einen Massenanteil von 69% HNO3 .
Konzentrierte Salpetersäure ist eine starke Säure und ein starkes Oxidationsmittel. Sie löst die meisten Metalle mit Ausnahme von Gold und Platin und einigen unedlen Metallen wie Chrom, Aluminium und Eisen, die sich mit einer Oxidhaut vor der Säurewirkung schützen (Passivierung). Diese Eigenschaft wird schon seit Jahrhunderten zur Trennung von Silber und Gold verwendet. Salpetersäure wird deshalb auch Scheidewasser genannt. Es entstehen Nitrate, die Salze der Salpetersäure und Stickstoffdioxide, z.B.:
3 Cu + 4 HNO3 -> Cu2+ + 2NO3- + 2 NO3- + 2 NO2 + 2 H2O
Die Mischung von konz. Salpetersäure und konz. Salzsäure im Verhältnis 3:1 heißt Königswasser. Es löst fast alle Metalle, auch Platin und Gold. Konzentrierte Salpetersäure wirkt ätzend. Auf der Haut erzeugt sie gelbe Flecken, die durch die Zerstörung der Eiweißstoffe entstehen. Diese Reaktion wird zum Nachweis von Eiweißen benutzt. Sie wird Xanthoproteinreaktion genannt.
Darstellung
Salpetersäure wird großtechnisch durch katalytische Oxidation von Ammoniak nach dem Ostwald-Verfahren hergestellt. Nach diesem Verfahren strömt ein Ammoniak-Luft-Gemisch bei 600°C in hoher Geschwindigkeit durch feinmaschige Platin-Rhodium-Netzkatalysatoren. Dabei entstehet Stickstoffmonoxid NO, das beim Abkühlen mit dem Luftsauerstoff zu Stickstoffdioxid NO2 reagiert.
4 NH3 + 5 O2 -> 4 NO +6 H2O
2 NO + O2 -> 2 NO2
Dieses wird in einer Absorptionskolonne mit Wasser und Sauerstoff in Salpetersäure überführt:
4 NO2 + O2 + 2 H2O -> 4 HNO3
Verwendung
Salpetersäure ist ein wichtiger chemischer Grundstoff zur Herstellung von Düngemitteln. Weiterhin dient er zur Herstellung von Medikamenten, Farb-, Spreng- und Kunststoffen sowie zur Herstellung von Pflanzenschutzmitteln.
Salze der Salpetersäure
Die Salze der Salpetersäure, die Nitrate, sind alle wasserlöslich und liegen in wässrigen Lösungen in Metallkationen und Nitrationen dissoziiert vor. Wie die Salpetersäure geben auch Nitrate beim Erhitzen leicht Sauerstoff ab und sind deshalb starke Oxidationsmittel. Die Alkalimetallnitrate zersetzen sich beim Erhitzen unter Sauerstoffentwicklung in Nitrite, die Salze der salpetrigen Säure, z.B.:
2 KNO3 -> 2 KNO2 + O2
während die Nitrate de anderen Metalle beim Erhitzen in die entsprechenden Oxide, Stickstoffdioxide und Sauerstoff übergehen:
2 Pb(NO3)2 -> 2 PbO + 4 NO2 + O2
Die Darstellung der Nitrate erfolgt durch Umsetzung von Salpetersäure mit Metallen, Metalloxiden, -hydroxiden oder-carbonaten, z.B.:
CaCO3 + HNO3 -> Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Wichtige Nitrate sind Ammoniumnitrat NH4NO3, Kaliumnitrat KNO3 und Natriumnitrat NaNO3, die als Düngemittel verwendet werden. KNO3 ist im Schwarzpulver enthalten, das aus einer Mischung von KNO3, Holzkohle und Schwefel besteht. AgNO3 bildet mit Chloriden, Bromiden und Iodiden schwerlösliche Niederschläge von AgCl, AgBr und AgI. Die Reaktion wird als Nachweisreaktion für Halogenide bzw. Silberionen benutzt.
Stickstoffdüngemittel
Stickstoff ist für Pflanzen ein essenzieller Nährstoff. Ein wichtiges stickstofhaltiges Düngemittel ist z.B. Kalkammonsalpeter, ein Gemisch aus Ammoniumnitrat und Calciumcatbonat.
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