Nitrik Asit (Kezzap)

Nitrik Asit (Kezzap), halk arasında kezzap olarak anılan kuvvetli bir anorganik asittir. Tuzları nitrat olarak anıldığından, nitrat asidi olarak ta tanımlanmaktadır. HNO3 formülüyle gösterilen nitrik asidin % 100 lük olan durumuna mutlak nitrik asit, % 60-66 lık olan ve ticarette satışa sunulan durumuna adi nitrik asit yani halk arsındaki deyimiyle kezzap denir. % 69 luk orana kadar dumansız olan nitrik asit, bu yoğunluğun artmasıyla birlikte dumanlı hale gelir ve açık havada bile sis yapmaya başlar.

Eski dönemlerde güherçileden elde edilen nitrik asit, bunun her yerde bulunmaması ve asidin patlayıcılarda kullanılması nedeniyle başka yollardan elde edilmeye başlanmıştır. Bu sanayide oldukça geniş azot endüstrisinin doğmasına neden olmuştur.

Renksiz olan saf nitrat asidi, 86 derecede kaynar. Kararsız bir bileşik olduğundan, oda sıcaklığında yavaş şekilde azot oksitlere dönüşür. Adi nitrik asit ise, azot dioksit içerdiğinden genellikle kahverengi renktedir. En kuvvetli asitlerden olan nitrat asidi, kuvvetli bir oksidasyon aracı olarak kullanılır: Bu etkiyle metalleri, tuzları ve serbest hidrojen oluşturur. Bazı metal ve ametallerle oksitleri oluşturur. Kloridrik asitle birleştiğinde, altını çözen tek karışım haline gelir.

Azot endüstrisinin kurulmasıyla sentetik olarak üretilen nitrik asit, günümüzde farklı yollarla elde edilebiliyor. Bazı ülkelerde amonyak endüstrisi gelişmişse, üretimde amonyak kullanılır. Amonyak katalizatörler üzerinden gaz halinde havayla geçirilirken, havadaki oksijenle birleşen amonyak azotu azot oksidi oluşturur. Azot oksit oksijen ve suyla birlikte nitrik aside dönüştürülür.

Norveç’te nitrik asit hava, azot ve oksijen karışımı olduğundan ve bu ülkede elektrik enerjisi oldukça ucuz olduğu için, bu gazlar elektrik enerjisiyle birleştirilmektedir. Bu yönteme Norveç metodu ya da Haber Ostwald metodu denmektedir. Bu yöntemde hava uygun bir akım kullanılarak, elektrik arkının oluşturduğu yüksek sıcaklık alanından geçirilir. Bu aşamada azotla oksijen birleşir ve azot oksit durumuna geçer. Soğuk alanda tekrar oksijen ve su birleşip nitrik asit meydana getirir.

Nitrik Asit Tanımlayıcı Bilgiler

• CAS Numarası : 7697-37-2
• Beilstein Referansı : —
• ChemSpider : 919
• EC Numarası : 231-714-2
• PubChem ID : 944

Nitrik Asit Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

• Kimyasal Formülü : HNO₃
• Molar Kütle : 63.013 g/mol
• Dış Görünüş : Renksiz sıvı
• Koku : Buruk, boğucu
• Yoğunluk : 1.51 g/cm³, 1.41 g/cm³ [68% w/w]
• Erime Noktası : −42 °C (−44 °F; 231 K)
• Kaynama Noktası : 83 °C (181 °F; 356 K) 68% çözelti kaynama noktası 121 °C (250 °F; 394 K)
• Suda çözünürlük ? : Karışabilir
• Çözünürlük : Evet
• Buhar Basıncı : 48 mmHg (20 °C)
• Asitlik : −1.4
• Viskozite : —

Nitrik Asit Tarihçesi

Nitrik asitten ilk kez, Ebû Bekir Muhammed bin Zekeriyyâ er-Râzî (854–925) gibi Arap simyacılarının ve daha sonra Pseudo-Geber’in De Inventione Veritatis adlı eserlerinde bahsedilmiştir. Bu eserlerde, güherçile, şap ve mavi vitriyol karışımının kalsine edilerek elde edildiği yazılmaktadır. Yine 13. yüzyılda Albertus Magnus tarafından ve nitrik asidi güherçile ve kil ile ısıtarak hazırlayan ve “eau forte” (aqua fortis) olarak adlandırılan Ramon Lull tarafından tanımlanmıştır.

Glauber, potasyum nitratı sülfürik asit ile damıtarak nitrik asit elde etmek için bir işlem tasarladı. 1776’da Lavoisier oksijen içerdiğini gösterdi ve 1785’de Henry Cavendish kesin bileşimini belirledi ve nemli havadan bir elektrik kıvılcımı akışı geçirerek sentezlenebileceğini gösterdi. 1806’da, Humphry Davy, anotta çözünmüş atmosferik azot gazından nitrik asidin üretildiğine dair kapsamlı damıtılmış su elektroliz deneylerinin sonuçlarını bildirdi. Yüksek voltajlı bir batarya ve reaktif olmayan elektrotlar ile nemli asbestle köprülenen kaplar olarak iki katına çıkan altından yapılmış elektrot konileri gibi kaplar kullandı.

Atmosferik havadan nitrik asidin endüstriyel üretimi, ark işlemi olarak da bilinen Birkeland–Eyde işlemi ile 1905’te başladı. Bu işlem, atmosferik azotun atmosferik oksijen tarafından çok yüksek sıcaklıkta bir elektrik arkı ile azot monoksite yükseltgenmesine dayanır. 3000 °C’de yaklaşık %4-5’e kadar azot monoksit verimi, daha düşük sıcaklıklarda daha az verim elde edildi. Azot monoksit soğutuldu ve geri kalan atmosferik oksijen tarafından azot dioksite yükseltgendi. Elde edilen azot dioksit seyreltik nitrik asit üretmek için bir seri dolgulu kolon veya plakalı kolon absorsorpsiyon kulesinde su içinde absorbe edildi. İlk kulelerde dolgu maddesi olarak reaktif olmayan kuvars parçaları dolu olup azot dioksit su ile birlikte bu kulelerde reaksiyona sokulmakta idi. Üretilen azot oksitlerin yaklaşık %20’si reaksiyona girmediğinden dolayı son kuleler geri kalanını nötralize etmek için bir alkali çözeltisi içeriyordu. İşlem çok enerji harcıyordu ve ucuz amonyak elde edildikten sonra Ostwald işlemi tarafından hızla yer değiştirdi.

Başka bir erken üretim yöntemi 1913’te Fransız mühendis Albert Nodon tarafından icat edildi. Onun yönteminde, turba bataklıklarındaki azotlu maddeden bakteriler tarafından dönüştürülen kalsiyum nitratın elektrolizinden nitrik asit üretti. Kireçle çevrelenmiş toprak bir kap turbaya gömüldü ve nitrik asidin oluştuğu karbon anot için bir bölme yapmak için katranlı ağaç kazık ile bağlandı. Nitrik asit, kabın dibine batırılmış cam bir borudan dışarıya pompalandı. Çıkarılan sıvıyı değiştirmek için başka bir cam borudan üstten temiz su pompalandı. İç kısmı kok kömürü ile dolduruldu. Döküm demir katotlar etrafındaki turbaya batırıldı. Direnç metreküp başına yaklaşık 3 ohm ve verilen güç yaklaşık 10 volt idi. Bir üretim hücresinden üretim, yılda 800 tondu.

1913’te etkili amonyak üretimi için Haber işlemi tanıtıldıktan sonra, Ostwald işlemi kullanılarak amonyaktan nitrik asit üretimi Birkeland-Eyde işlemini geride bırakarak hakim bir üretim yöntemi oldu. Üretimin bu yöntemi bugün hâlâ kullanılmaktadır.

Nitrik Asit Üretimi

Nitrik asit, azot dioksit (NO₂)’in suyla olan reaksiyonu ile yapılır.

4 NO₂ + 2 H₂O → 2 HNO₃ + NO + NO₂ + H₂O

Veya, sadeleşmiş formülü:

3 NO₂ + H₂O → 2 HNO₃ + NO

Genellikle, reaksiyon tarafından üretilen azot monoksit, ilave azot dioksit üretmek üzere havadaki oksijen tarafından yeniden oksitlenir.

Hidrojen peroksit içinden azot dioksit geçirilmesi, asit verimini artırmaya yardımcı olabilir.

2 NO₂ + H₂O₂ → 2 HNO₃

Ticari kalitedeki nitrik asit çözeltileri genellikle %52 – 68 arasında nitrik asit içerir. Nitrik asit üretimi, Alman kimyager Wilhelm Ostwald‘ın adını taşıyan Ostwald işlemi ile gerçekleşir. Bu işlemde, susuz amonyak, yaklaşık 250  °C’lik yüksek sıcaklıkta ve 9 atmosfer basınçta platin ya da rodyum tel örgü katalizör eşliğinde azot monoksit’e yükseltgenir.

4 NH₃ (g) + 5 O₂ (g) → 4 NO (g) + 6 H₂O (g) (ΔH = −905.2 kJ/mol)

Azot monoksit daha sonra azot dioksit oluşturmak için havadaki oksijen ile reaksiyona sokulur.

2 NO (g) + O₂ (g) → 2 NO₂ (g) (ΔH = −114 kJ/mol)

Bu daha sonra nitrik asit ve azot monoksit oluşturmak için su içinde soğurulur.

3 NO₂ (g) + H₂O (l) → 2 HNO₃ (aq) + NO (g) (ΔH = −117 kJ/mol)

Azot monoksit yeniden oksidasyon için döngüye ilave edilir. Alternatif olarak, son adım havada gerçekleştirilirse:

4 NO₂ (g) + O₂ (g) + 2 H₂O (l) → 4 HNO₃ (aq)

Elde edilen sulu HNO₃ damıtma yapılarak, kütlece yaklaşık %68’e kadar derişik hale getirilebilir. Derişik H₂SO₄ ile yapılan dehidrasyonla %98’e kadar daha fazla derişim elde edilebilir. Haber işleminden elde edilen amonyak kullanılarak, nihai ürün tek hammadde olarak hava ve doğal gazdan üretilen azot, hidrojen ve oksijenden üretilebilir.

Nitrik Asit Kullanım Alanları

• Gübre üretiminde kullanılır.
• Metal sanayisinde metallerin saflaştırılmasında kullanılır.
• Metallerin dağlanması işlemi sırasında kullanılır.
• Patlayıcı maddelerin üretiminde kullanılır.
• PH indirgenmesi gereken su arıtması gibi yerlerde kullanılır.
• Boya kimyasalları sektöründe kullanılır.
• Dinamit üretiminde kullanılır.
• Gümüş nitrat üretilmesi için kullanılır.
• Elektro polisaj işlemlerinde kullanılmaktadır.
• Damlama sistemlerinde tıkanıklıkları açmak için nitrik asit çokça tercih edilmektedir.
• Düşük bir derişimde (yaklaşık %10), nitrik asit genellikle çam ve akçaağaçın yapay olarak eskitilmesi için kullanılır. Üretilen renk, cilalı veya yağlı çok eski bir ağaç görünümünde olup çok fazla grimsi altın rengindedir
• Nitrik asidin aşındırıcı etkileri, baskı yapımında gravür, paslanmaz çeliklerin dekapajı veya elektronikte silikon gofretlerin temizlenmesi gibi bazı özel uygulamalar için kullanılır.
• Bir nitrik asit, su ve alkol çözeltisi Nital, mikroyapıyı ortaya çıkarmak için metalleri aşındırmak için kullanılır. ISO 14104, bu iyi bilinen işlemi, detaylandıran standartlardan biridir.
• Nitrik asit, hidroklorik asit ile birlikte veya tek başına, üst düzey mikroskopi uygulamaları için lam ve lamelleri temizlemek için kullanılır. Gümüş aynalar yaparken gümüş kaplamadan önce camı temizlemek için de kullanılır.
• Ticari olarak temin edilebilen %5–30 nitrik asit ve %15–40 fosforik asit sulu karışımları, genellikle çökelmiş kalsiyum ve magnezyum bileşiklerini uzaklaştırmak için gıda ve mandıra ekipmanlarını temizlemek için yaygın olarak kullanılır (işlem akışından biriken veya üretim ve temizlik sırasında sert su kullanımından kaynaklanan). Fosforik asit içeriği, demir alaşımlarını seyreltik nitrik asit tarafından korozyona karşı pasifleştirmeye yardımcı olur.
• Nitrik asit, LSD gibi alkaloidler için bir nokta testi olarak kullanılabilir ve alkaloide bağlı olarak çeşitli renkler verir.
• ICP-MS, ICP-AES, GFAA ve Alevli AA kullanılan element analizinde, çözeltilerdeki metal izlerini belirlemek için bir matris bileşiği olarak seyreltik nitrik asit (%0.5–5.0) kullanılır. Bu tür bir belirleme için ultra saf iz metal kalitesinde asit gereklidir. Çünkü az miktarda metal iyonu analiz sonucunu etkileyebilir.Aynı zamanda, bulanık su numunelerinin, çamur örneklerinin, katı numunelerin yanı sıra ICP-MS, ICP-OES, ICP-AES, GFAA ve alevli atomik absorpsiyon spektroskopisi yoluyla element analizi gerektiren diğer benzersiz örneklerin parçalama işleminde de kullanılır. Tipik olarak bu parçalanmalarda satın alınan Tip 1(Ultra saf) deiyonize su ile karıştırılmış HNO3’in %50’lik bir çözeltisi kullanılır.
• Elektrokimyada, nitrik asit, organik yarı iletkenler için ve ham karbon nanotüpler için saflaştırma işlemlerinde kimyasal bir katkı maddesi olarak kullanılır.
• Nitrik asit, birçok farklı aktiniti çözebildiği PUREX ve diğer nükleer yakıt yeniden işleme yöntemlerinde önemli bir rol oynar. Ortaya çıkan nitratlar, metalleri birbirinden ayırmak için seçici olarak reaksiyona girebilen ve ekstrakte edilebilen çeşitli komplekslere dönüştürülür.

Nitrik Asit Güvenlik Tedbirleri

Nitrik asit aşındırıcı bir asit ve kuvvetli bir yükseltgen maddedir. Bunun çıkardığı en büyük tehlike kimyasal yanıklardır. Çünkü, nitrik asit proteinler (amit) ve yağlarla (ester) asit hidrolizi gerçekleştirir. Bu durum, canlı dokuyu (örnk. deri ve vücut eti) ayrıştırır. Kezzap, silah ve bıçak gibi saldırı amaçlı kullanılan ve saldırıya uğrayan kişiye ağır hasarlar verebilen bir asittir. Medyada ve basında adından çokça bahsedilir. (1982’de eşinin azmettirdiği kişi tarafından saldırıya uğrayan Türk arabesk-fantezi şarkıcısı Bergen, kezzaplı saldırıda sağ gözünü kaybetti). Derişik nitrik asit, keratin ile reaksiyonu nedeniyle insan derisinde sarı lekeler bırakır. Bu sarı lekeler nötrleştirildiğinde turuncuya döner.Bununla birlikte, sistemik etkiler olası değildir ve madde kanserojen veya mutajen olarak kabul edilmez.

Cilde asit dökülmeleri için standart ilk yardım tedavisi, diğer aşındırıcı maddelerde olduğu gibi, büyük miktarlarda su ile yıkamaktır. Asit yanmasını çevreleyen dokuyu soğutmak ve ikincil hasarı önlemek için yıkama en az 10-15 dakika sürdürülür. Asitle bulaşmış giysiler hemen çıkarılır ve alttaki cilt iyice yıkanır.

Kuvvetli bir yükseltgen madde olan nitrik asit, siyanürler, karbürler veya metalik tozlar gibi bileşiklerle patlayıcı bir şekilde ve terebentin gibi birçok organik bileşiklerle, şiddetli ve hipergolik olarak (yani kendi kendine tutuşabilir) reaksiyona girebilir. Bu nedenle bazlardan ve organik maddelerden uzak tutulmalıdır.

Nitrik Asit Diğer Adları

7697-37-2 [RN],Acid, Nitric,acide azotique,Acide nitrique [French] [ACD/IUPAC Name],Acidum nitricum,Aqua fortis,Azotowy kwas [Polish],Engraver’s acid,Kyselina dusicne [Czech],MFCD00011349 [MDL number],Nitric,Nitric acid concentrate,Nitric acid, red fuming,nitroalcohol,Red fuming nitric acid,Salpetersaure [German],Salpetersäure [German] [ACD/IUPAC Name],Salpeterzuuroplossingen [Dutch],122392-03-4 [RN],13587-52-5 [RN],231-714-2MFCD00011349,270-173-7 [EINECS],azotic acid,https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:29329,https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:48107,Hydrogen nitrate [ACD/IUPAC Name],Hydrogen Nitrate, Azotic Acid,Aqua Fortis, Aqua Fortis,Hydrogen Nitrate, Azotic Acid,Aqua Fortis, Aquafortis,medullipin II,
Nital [Wiki],Nitric acid (67%),Nitric acid 25%,Nitric acid 60%,Nitric acid 65%,Nitric acid 69%,Nitric acid fuming 100%,Nitric acid, 0.1N Standardized Solution,Nitric acid, 1.0N Standardized Solution,Nitric acid, 68-70%, Certified ACS Plus Grade Trace metal analyzed,Nitric acid, 90% ACS Grade,Nitric acid-d [ACD/Index Name],Nitrooxidanyl [ACD/IUPAC Name],Nitryl hydroxide,NO2(OH) [Formula],RFNA,trioxonitric acid,