硝酸的製取方法主要分為實驗室製法和工業製法。
實驗室中,硝酸可以通過將濃硫酸和NaNO3固體混合併在微熱條件下反應來製備,化學方程式為NaNO3+H2SO4(濃)=加熱=NaHSO4+HNO3↑。這種方法的原理是利用高沸點酸(濃硫酸)來製取低沸點酸(硝酸),反應過程中需要微熱,但不能過度加熱以免硝酸分解。
在工業規模上,硝酸的主要製取方法是氨氧化法。這種方法包括以下步驟:
將氨和空氣的混合氣體通過灼熱的鉑銠合金網,在催化劑的作用下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。
生成的一氧化氮利用殘餘氧氣繼續氧化成二氧化氮(NO2)。
然後將二氧化氮通入水中,從而製取硝酸。化學方程式如下:4NH3+5O2=催化劑、高溫=4NO+6H2O;2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO↑。
工業上硝酸的製取還涉及到一系列複雜的化學反應和條件控制,包括高溫高壓條件、催化劑的使用以及環保和安全的考量。此外,還有一些非常規方法,如電弧法等,但由於成本和技術原因,目前主要採用氨氧化法進行硝酸的生產。