ما هو حمض الآزوت

حمض الآزوت أو حمض النتريك (HNO₃) ، أُو ما عُرف سابقًا بالماء القويّ، أو روح الآزوت، هو حمضٌ لاعضويٌّ سامٌّ للغاية، ومسبّبٌ للتآكل، والحروق الشديدة في حالة الاستخدام الخاطئ له، عديم اللون ولكن قد يميل للاصفرار في العيّنات القديمة نتيجة تعرضها للأكسدة، يمتزج في الماء في جميع النسب، مشكّلًا الهيدرات عند درجات الحرارة المنخفضة.

يستخدم ككاشفٍ في المخابر، ولكن الاستخدام الرئيسي له في صنع نترات الأمونيوم (NH₄NO₃) المستخدمة في الأسمدة، وصنع البلاستيك والمتفجرات والأصباغ..

الصيغة الكيميائيّة لحمض الآزوت هي HNO₃، وكتلته الجزيئيّة 63.01 غ/مول، ويوضّح الشّكل التالي التّركيب الكيميائيّ لحمض الآزوت، مع أشكال الرنين الخاصّة به:

يُظهر التّركيب الكيميائيّ للحمض HNO₃ ارتباط ذرّة النيتروجين بثلاث ذرّات أكسجين، إحداها ترتبط بالبروتون، وترتبط المتبقيّتان مع النتروجين بروابطَ متساويةٍ ومتعادلة، تظهر خاصيّة الرنين أو الصدى.

حمض الآزوت هو سائلٌ ذو رائحةٍ واخزةٍ، عديم اللون أو قد يميل للصفرة أو الاحمرار وفقًا لتركيزه، يُستخدم صناعيًّا بتركيز حوالي 68% في الماء، أمّا تجاريًّا يُستخدم بين 52% و68%، تركيز حمض النتريك الدخانيّ (وهي صفةٌ تميّز السّوائل التي تطلق غازاتٍ شبيهة بالدّخان عند تماسّها مع الهواء) هو 86% أو أعلى، في حين أنّ التركيزات التي تتجاوز 95% تسمّى حمض النتريك الدخاني الأبيض أو الأحمر..

تتمّ عملية تصنيع حامض النيتريك على مرحلتين:

تتم هذه المرحلة باستخدام ضغطٍ عالٍ (10-13 ضغط جوي)، وسبيكة من البلاتين والروديوم كمحفّزٍ، ودرجات حرارة 1200 كالفن، والهواء (الأكسجين).

يتمّ تبريد الغازات إلى أقلّ من 315 كلفن، وتُعرّض للهواء ويُرفع الضغط إلى (7-12 ضغط جوي)، ثم ترفع درجة حرارته إلى حوالي 435 كلفن، ثم التبريد. يساعد الضغط الإضافيّ والتبريد على تحريك التّوازن التّالي إلى اليمين:

ثمّ تُقابل الغازات بتيّارٍ من الماء، ويتأكسد أوّل أكسيد النيتروجين (NO)، ويحدث الامتصاص مكوّنًا حمض النيتريك:

ينتج عن العملية حمض نتريك بتركيز 56-60%، ولكن قد تتطلب بعض الصّناعات حمض النتريك المركّز إلى حوالي 99%، التي تستخدم مركّبات النيتروجين العضوية لصناعة المتفجّرات والصّباغ..

يُحضّر حمض الآزوت مخبريًّا عن طريق تسخين ملح النترات، مع حمض الكبريت المركّز، كما في المعادلة:

NaNO ₃ + H₂SO ₄ + heat → NaHSO ₄ + HNO ₃ 

 ونظرًا لكون أملاح NaNO ₃ وNaHSO₄ المُتشكّلة هي أملاحٌ غير متطايرةٍ، لذلك فمن السهل إزالة حمض النيتريك عن طريق عملية التقطير..

يتفاعل حمض الآزوت مع الجلسرول (Glycerol)؛ وهو كحولٌ ثلاثيّ الوظيفة يحوي ثلاث مجموعات هيدروكسيل _OH، بوجود حمض الكبريت المركّز، فيتمّ استبدال مجموعات _OH بمجموعات —O—NO₂، مما ينتج عنه النتروجليسرين (Nitroglycerin).

وكذلك السيللوز الذي يتألّف من ارتباط عدد n من جزيئات الجلوكوز مع بعضها بواسطة ذرة الأكسجين، وبالتفاعل مع مزيجٍ من حمض النتريك وحمض الكبريت المركزين، تُستبدل مجموعات _OH بمجموعات —O—NO₂، لنتيج لدينا النتروسيللوز (Nitrocellulose).

يُعدّ كلّ من النتروجليسرين والنتروسيللوز، موادًّا ذات قوّة تفجيرٍ كبيرة..

حمض النتريك، هو حمضٌ ومؤكسد قويٌّ، وبالتالي يتفاعل بقوّةٍ وعنفٍ مع ما يلي:

لا يُسمح لحمض النتريك بالتلامس العرضيّ أو غير المنضبط مع هذه المواد، فقد تكون منتجات التفاعل موادًّا كيميائيّةً قابلةً للانفجار، ومن الإجراءات الوقائيّة المتّخذة عند التعامل مع تراكيز عالية من حمض الازوت في المختبرات، ارتداء المئزر، واستخدام نظّاراتٍ واقيةٍ كيميائيّة، وواقٍ للوجه، فقد ينتح عن حمض النتريك بخار وسوائل يمكن أن تحرق العين والجلد بشدّةٍ، وتُسبّب تهيّج الجهاز التنفسيّ. يخزّن حمض النتريك في عبواتٍ عاتمة مقاومة للأحماض، بعيدًا عن المواد القابل للتفاعل معها والاشتعال، في خزانةٍ خاصّة بالقرب من سطح الأرض..