硝酸和硫酸之间有什么联系(the Connection between Nitric Acid and Sulfuric Acid)？

硝酸和硫酸是两种最重要的工业化学品，产量巨大。它们在制造和使用方面有许多联系。这两种酸对化肥和炸药工业至关重要，是使用最广泛的实验室试剂之一。它们也很严重污染物和酸雨的成因。硝酸和硫酸都用于化肥工业。早...

硝酸和硫酸是两种最重要的工业化学品，产量巨大。它们在制造和使用方面有许多联系。这两种酸对化肥和炸药工业至关重要，是使用最广泛的实验室试剂之一。它们也很严重污染物和酸雨的成因。

硝酸和硫酸都用于化肥工业。早期的制酸方法是用蒸汽加热硝石（NaNO3）和硫磺。硝酸（HNO3）首先是用浓硫酸（H2SO4）蒸馏硝石来制备的化学物质反应生成硝酸和硫酸氢钠：H2SO4 NaNO3→NaHSO4 HNO3。混合物加热后，硝酸在181.4°F（83°C）下沸腾，形成蒸汽，在接收器中冷凝。这些生产方法在工业环境中已被取代，但在实验室中，金属硝酸盐与硫酸的蒸馏仍然可以用来生产少量的硝酸。热的硝酸蒸汽往往会部分分解成二氧化氮、水和氧气，从而生成不纯净的酸。为了得到纯酸，减压蒸馏，因此，所需热量更少。所用的仪器必须是全玻璃的，因为硝酸会迅速破坏橡胶、软木和大多数塑料。如今，商业上硝酸是通过氨的催化氧化作用生成二氧化氮来制造的，它溶解在水中生成酸。原酸可以蒸馏出高达68.5%的浓度，在这一点上它与水形成共沸物。这是商业硝酸，用于大多数应用和作为实验室试剂。通过简单的蒸馏无法获得更高的浓度当需要无水或非常高浓度的硝酸（通常称为"发烟硝酸"）时，可通过减压蒸馏和浓硫酸生产硝酸，硝酸和硫酸的最大用途是在化肥工业中。硝酸用于生产硝酸肥料，它以一种很容易被植物吸收的形式释放出必需的氮。硝酸铵是使用最广泛的肥料之一。硫酸可以反应用磷矿或骨粉生产"过磷酸钙"，过磷酸钙为植物提供另一种必需元素磷。这种酸也用于生产硫酸铵，在工业炸药生产中，硝酸是另一种常用的工业硝酸，也是一种常用的工业硝酸，硝基（NO2）离子用于将羟基（OH）取代为硝基（NO2）。硝酸和硫酸结合提供NO2离子，其反应如下：HNO3 2H2SO4→H3O NO2 2HSO4-。对于某些炸药，例如三硝基甲苯（TNT），混合物必须是无水的。这可以通过使用无水来保证，或者"发烟"，硝酸。或者，商业硝酸也可以与发烟硫酸一起使用-通过将三氧化硫（SO3）溶解在浓硫酸中制成-以便通过与SO3结合来除去水，以产生更多的硫酸。通常首选后一种方法，因为发烟硫酸很容易通过同一工艺制造发烟硝酸的生产成本相对较高，运输危险，除非冷藏，否则容易分解。除工业应用外，硝酸和硫酸也是最常用的实验室试剂之一这两种方法在需要强酸的过程中都很有用。硫酸是一种强大的脱水剂，可用于干燥一些新制备的气体，也可用于从化合物中除去水的反应。硝酸可作为氧化剂使用，硝酸是一种硝化剂，广泛应用于化学分析，特别是在鉴定土壤和矿物样品中的金属时。硫酸和硝酸也是主要污染物，也是酸雨的来源。硝酸是在汽车尾气中发现的气体二氧化氮，在闪电的作用下自然产生的-溶于水。硫酸是由化石燃料燃烧和火山自然产生的二氧化硫与氧气反应生成的三氧化硫，三氧化硫溶解在水中生成硫酸。尽管这些化合物是自然产生的，但大部分酸雨是由人为来源造成的酸是最大的贡献者，因为二氧化硫是比二氧化氮更常见的污染物。