حمض النتريك: أهم استخداماته وتأثيراته
حمض النيتريك Nitric acid من الأحماض المعدنية الخطرة، يتوافر بشكل محلول مائي أيوني لا لون له. فهو عديم اللون سام وحارق، يطلق غازات وأبخرة سامة. كما يملك قدرة عالية على التشرد لذلك يعتبر موصل جيد للكهرباء.
يملك حمض النتريك القدرة على التفاعل مع الأكاسيد والهيدروكسيدات والمركبات الأخرى، ويشكل مركبات النترات التي تدخل في العديد من الصناعات، كالصناعات الكيميائية وصناعة الأصباغ والمفرقعات. نتحدث بشكل مبسط عن هذا الحمض، أهم استخداماته وتأثيراته السلبية.
ما هو حمض النتريك؟
صيغته الكيميائية HNO3 ويسمى حمض النتريك أو نترات الهيدروجين، يتشكل من اجتماع ذرة هيدروجين مع ذرة آزوت “النيتروجين” و3 ذرات أوكسجين، وهو يتوافر بشكل محلول مائي عديم اللون. وهو من أهم الأحماض الكيميائية. يعد هذا الحمض سامًا وقادرًا على إحداث حروق خطيرة في الجلد. ويتوافر بشكل حمض النتريك المدخن الأبيض وحمض النتريك المدخن الأحمر، إضافة إلى دخان حمض النتريك وهو حمض النتريك المركز الحاوي على ثاني أوكسيد النتروجين.
حمض النتريك غير قابل للاحتراق لكنه يزيد من المواد القابلة للاشتعال، كالكحول وكبريتيد الهيدروجن والكربيدات، وهو ينتج الحرارة بتفاعله مع الماء، ويسبب تآكل المعادن.
تاريخ حمض النتريك
ورد ذكر حمض النتريك قديمًا وقد أشار الرازي وابن حيان عن طريقة تصنيع الحمض بتقطير أو تكليس مزيج من الزاج الأخضر أو الأزرق مع النتر والشب. بعد ذلك في القرن السابع عشر اكتشف الكيميائي يوهان جلوبر طريقة تعتمد على تقطير نترات البوتاسيوم بحمض الكبريتيك للحصول على حمض النتريك، بعد ذلك تم تصنيع الحمض بتمرير شرارة كهربائية في الهواء الرطب، وقد بدأ بالفعل في أوائل القرن التاسع عشر تصنيع حمض النتريك من الهواء الجوي.
الخصائص الكيميائية لحمض النتريك
يتميز هذا الحمض بخصائص كيميائية عديدة نذكر منها:
- الحالة سائل عديم اللون قابل للامتزاج مع الماء.
- الحموضة 1.4.
- الوزن الجزيئي 63.
- الرائحة لاذعة وخانقة.
- نقطة الغليان 121 درجة مئوية.
- نقطة الانصهار 42 درجة مئوية.
- معامل الانكسار 1،397 درجة مئوية.
- عند قدم محلول حمض النتريك يتحول للون الأصفر بسبب تحلله إلى أكسيد النتروجين والماء.
- في حال تجاوز تركيزه 86% يتحول إلى حمض النتريك المدخن.
- من الحموض الكاوية والتي لها خصائص حارقة.
استخدامات حمض النتريك
الاستخدام الرئيسي لحمض النتريك هو صناعة الأسمدة، وذلك عن طريق تفاعله مع الأمونيا وإنتاج نترات الأمونيوم، وهي مادة مهمة في الأسمدة، ولحمض النتريك استخدامات صناعية أحرى نذكر منها:
- يدخل في صناعة المواد الأولية للنايلون، وذلك عن طريق أكسدة زيت سيكلوهيكسانون مع هذا الحمض.
- بعض المركبات الناتجة عن تفاعل النترو تدخل في صناعة المتفجرات.
- يدخل حمض النتريك المدخن وحمض النتريك المخلوط بحمض الكبريت كعامل مؤكسد في تركيب الوقود السائل للصواريخ.
- يمكن أن تستخدم مركباته في الحبر وصناعة الأصباغ لأن ألوانها مميزة.
- يستخدم حمض النتريك كعامل مؤكسد قوي، ويستخدم لمعالجة المعادن حيث يحول أي معدن إلى نتريت المعدن.
- يضاف إلى حمض الهيدروكلوريك لإذابة وتنقية الذهب والمعادن الأخرى.
- يستخدم حمض النتريك المخفف ككاشف تحليلي لتحديد تراكيز المعادن قي المحاليل.
- يستخدم كمحاول مخفف جدًا ومخلوط مع مواد أخرى في تنظيف الزجاج والمرايا ورقائق السيليكون في الأجهزة الالكترونية.
- إعادة معالجة الوقود النووي.
- يتفاعل مع العناصر اللافلزية، ماعدا السليكون والهالوجينات.
استخدامات حمض النتريك في الحياة اليومية
يستخدم هذا الحمض بشكل شائع في مجالات الحياة اليومية، وهو يستخدم في:
- يستخدم في المختبرات كحمض كاشف.
- يستعمل بتراكيز بسيطة وبحذر شديد لفتح وتسليك مصارف المياه في الحمامات والمطابخ.
- تعتيق بعض أنواع الأخشاب والحفر عليها.
- يستخدم في الأطعمة، وذلك للكشف عن البروتينات الموجودة فيها، وفي تنظيف معدات صناعة الألبان والأجبان لإزالة رواسب الكالسيوم منها.
- يستعمل في تعديل المياه ومعالجتها.
- يدخل في تركيب مواد إزالة الصدأ عن الآلات والمعدات في المعامل.
- يدخل بتراكيز دقيقة في صناعة بعض الأدوية، مثال دواء نتروغليسيرين.
- إجراء التحليل التفريقي في المخابر الجنائية لتمييز المورفين عن الهيروئين.
مخاطر حمض النتريك
- ينتج هذا الحمض أبخرة سامة تسبب الحروق والتهيج عند استنشاقها أو لمسها.
- تسبب الحرارة العالية وأشعة الشمس القوية خروج أبخرة وغازات سامة تلوث الهواء.
- تسبب الغازات السامة الناتجة عن الحمض صعوبة التنفس وقد تؤدي إلى الاختناق والوفاة.
- يسبب ابتلاع حمض النتريك حدوث وذمة رئوية مع التهاب الرئة وتآكل الأسنان.
- يسبب امتزاجه بمواد ومركبات أخرى قابلية عالية للاشتعال لذلك يعد عامل خطر وتوضع تحذيرات صارمة على عبوته.
كيفية الوقاية من مخاطر حمض النتريك
يعد حمض النتريك من الحموض القوية والخطيرة، وهو من المواد الحارقة والقابلة للتفجر، لذلك من المهم لكل الأشخاص الذين يتعاملون معه أن يكونوا على دراية بمخاطر هذا المركب المحتملة وكيفية الوقاية منها، ومن الممكن عند حدوث تسرب أو تلوث بحمض النتريك اتباع النصائح التالية:
- الإخلاء الفوري لمكان حدوث التسرب والابتعاد قدر الإمكان عن مكان وصول الأبخرة.
- إبعاد أي مواد قابلة للاشتعال أو الانفجار والامتناع عن التدخين.
- تهوية المكان قدر الإمكان ولأطول فترة ممكنة.
- رش الماء في الجو بضغط عالي لإخماد الأبخرة المتصاعدة.
- لبس ملابس واقية أثناء إزالة آثار الحمض لتجنب الحوق والتآكل الذي يسببه.
- الاستعانة بالخبراء وتبليغ الجهات المختصة للتعامل الأمثل مع التسرب ومنع تبعاته المؤذية.
- في حال ملامسة الحمض للجلد أو العين تغسل المنطقة فورًا بالماء الجاري بينما يتطلب إسعاف الشخص عند بلع الحمض إلى أقرب مشفى أو وحدة صحية للحصول على العناية اللازمة.
بعض تفاعلات حمض النتريك
تفاعل تشكيل المواد المتفجرة:
مثالها تفاعل تشكيل التي إن تي، وهو يتم عن طريق إضافة مزيج من حمض النتريك والكبريتيك إلى حلقة عطرية بالتفاعل التالي:
C6H5CH3 + 3 HNO3 → C6H2(NO2)3CH3 + 3 H2O
ينتج عن التفاعل كميات كبيرة من الماء تمتص بواسطة إضافة حمض الكبريتيك المركز بالتفاعل التالي:
H2S2O7 + H2O → 2 H2SO4
إنتاج الأمينات:
يصنع الأمينات من تفاعل مركبات النترو مع الهيدروجين بوجود وسيط، مثال إنتاج الأنيلين من مركبات النتروبنزين.
في الختام تذكر بضرورة حفظ حمض النتريك في أوعية زجاجية داكنة اللون ومحكمة الإغلاق وحفظه في مكان بارد بعيدًا عن الحرارة والضوء، وذلك لحمايته من التأكسد أو التخرب بفعل الضوء والحرارة. كما يجب التعامل مع الحمض بحذر واتخاذ الإجراءات اللازمة عند حصول تلوث أو تسرب للحمض.
