Equipo 5: • González Ramírez Rodrigo• Rodriguez Reyes Alan• González Corona Emmanuel• Alfonso Olvera VizuethMateria: • Reactividad QuímicaTema 5:• Obtención industrial de ácido nítrico.

(Proceso Otswald (HNO3)Catedrático(a):• Dra. Gloria Sánchez Cabrera

Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

Instituto de Ciencias Básicas e Ingenierías

(ICBI)

Ácido nítrico

formándose dióxido de nitrógeno que tiene color; por este motivo, su almacenaje se efectúa en frascos de vidrio ahumado o de color ámbar

El acido nítrico es un importante compuesto de carácter acido fuerte, liquido e incoloro aunque a veces presenta una débil coloración debido a que se descompone en presencia de luz para dar:

• Se preparó por primera vez en 1648 por el

científico alemán Johann Rudolph Glauber a

partir del Nitrato de Potasio.

• El ácido nítrico era conocido por los

alquimistas que lo denominaban aqua fortis.

• Es el oxácido más importante del nitrógeno y

probablemente el segundo (tras el sulfúrico)

más importante de todos los ácidos

inorgánicos.

Un poco de historia

Producción Industrial

• El proceso industrial de síntesis de ácido nítrico consiste en la oxidación

catalítica del amoníaco a monóxido de nitrógeno (utilizando platino como

catalizador), con una posterior oxidación del mismo a dióxido de nitrógeno

para, reaccionar con agua, produciendo ácido nítrico.

• Las tres reacciones especificadas son:

•           Catalizada por platino a 800ºC

• El NO producido en la última reacción se recicla, volviendo a la cámara de

reacción para producir NO2 a partir de la segunda reacción.

PROCESO INDUSTRIAL PARA LA OBTENCIÓN DE ÁCIDO NÍTRICO

• El ácido nítrico se prepara industrialmente por oxidación catalítica del amoníaco a alta temperatura con exceso de aire. El procedimiento fue desarrollado en 1902 por el químico alemán Wilhem Ostwald

•  En el proceso Ostwald, se utilizan altas temperaturas y catalizadores de platino para convertir amoníaco en ácido nítrico. Este proceso consiste en tres reacciones exotérmicas:

• 1. Oxidación catalítica de NH3(g) a NO(g):

• 4 NH3(g) + 5 O2(g) (Pt; 850ºC)→ 4 NO(g) + 6 H2O(g)

• Es un proceso exotérmico (ΔHº = -292.5 kJ/mol). Se lleva a cabo

en presencia de un catalizador a temperaturas entre 820-950 ºC y a presiones de 1-12 bar. Esta reacción es uno de los procesos catalíticos más eficaces industrialmente hablando. Es una reacción extremadamente rápida (10-11 s) y con una alta selectividad.

• El contenido de NH3 de la mezcla debe mantenerse bajo debido

al riesgo de explosión, que llega a ser peligroso cuando el

porcentaje en volumen de NH3 en la mezcla supera el 15.5 %.

2. Oxidación del NO(g) a NO2(g): El gas que se obtiene de la

primera reacción de oxidación catalítica y que contiene entre un 10-12% de NO, se enfría, y el calor que se genera se emplea para calentar agua. El gas enfriado se hace reaccionar con oxígeno atmosférico para

producir NO2:

• 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g) ΔH = -56 KJ/mol

• Esta reacción se favorece a bajas temperaturas y a elevadas

presiones, condiciones que también favorecen la dimerización del NO2:

• 2 NO2 ⇔ N2O4 ΔH = -57 kJ mol-1.

3. Desproporción del NO2(g) en agua:

• 3 NO2(g) + H2O(l) → 2 HNO3(ac) + NO(g) ΔH = -73 kJmol-1

• El NO(g) procedente de esta reacción se recicla para formar más

NO2(g).

• El ácido nítrico obtenido por el proceso Ostwald suele tener una

riqueza del 60% y resulta así adecuado para los procesos

industriales como la síntesis de fertilizantes, como el NH4NO3. Sin

embargo, si se requiere emplear HNO3 para reacciones de

nitración de compuestos orgánicos, se precisan concentraciones más elevadas, del orden del 98 al 99 %. Debido a que el

HNO3 forma un azeótropo con el agua al 68.8%, no es posible

eliminar el agua por destilación. El ácido nítrico concentrado debe obtenerse por un método directo (variación del proceso

normal de síntesis del HNO3) o indirecto, que emplea ácido

sulfúrico para eliminar el agua. Este método es conocido como la destilación extractiva.

Usos y aplicaciones:•  Reactivo de laboratorio

•  Fabricar explosivos como la nitroglicerina y trinitrotolueno (TNT).

•  Fertilizantes como el nitrato de amonio.

•  Metalurgia y en refinado, ya que reacciona con la mayoría de los metales .

•  En la síntesis química.