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Siehe auch: Salzsäure, Schwefelsäure, Silbernitrat, Distickstoffpentoxid 
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Salpetersäure

Autor: Hans Lohninger

CAS-Nr.7697-37-2
FormelHNO3
Molmasse63.01
Schmelzpunkt (100%ig)-41.6 °C
Siedepunkt
 (100%ig)
 (Azeotrop 69.2%ig)
83-87 °C (1)
121.8 °C
Dichte (100%ig)1.5129 g/cm3

Eigenschaften
Salpetersäure, HNO3, ist die wichtigste Stickstoffsäure und wird weltweit jährlich im Millionen-Tonnen-Maßstab eingesetzt. Sie war schon den alten Ägyptern als Mittel zur Trennung von Silber und Gold bekannt. Salpetersäure ist mit Wasser beliebig mischbar und bildet bei 69.2 Gew.-% ein Azeotrop.

Reine, wasserfreie Salpetersäure ("rauchende Salpetersäure") zersetzt sich beim Erwärmen:

4 HNO3 2 H2O + 4 NO2 + O2

Das entstehende Stickstoffdioxid färbt konzentrierte Salpetersäure gelb bis rotbraun, reine Salpetersäure ist aber farblos. Konzentrierte Salpetersäure ist ein starkes Oxidationsmittel und löst alle Metalle deren elektrochemisches Potential kleiner als +0.95V ist (abgesehen von Passivierungseffekten z.B. bei Aluminium und Chrom). In der Praxis bedeutet dies, dass Platin und Gold nicht gelöst werden, Silber, Quecksilber und Kupfer aber sehr wohl.

Eine Mischung aus 25 Vol.-% konzentrierter Salpetersäure und 75 Vol.-% konz. Salzsäure kann aber auch Gold auflösen und wird Königswasser (aqua regia) genannt.

Herstellung
Die industrielle Herstellung von Salpetersäure erfolgt durch den Ostwald-Prozess, bei dem Ammoniak katalytisch oxidiert wird. Der Ostwald-Prozess läuft in drei Schritten ab: im ersten Schritt wird der Ammoniak an einem Platinnetz zu Stickstoffmonoxid, NO, oxidiert. Dieses reagiert mit Luftsauerstoff weiter zu NO2 und N2O4, welches im dritten Schritt in Wasser zu Salpetersäure gelöst wird:

4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O
2 NO + O2 2 NO2
2 NO2 N2O4
3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO

Moderne Anlagen arbeiten bei erhöhtem Druck (ca. 500 kPa während der Oxidation, und ca. 1 MPa während des Lösens in Wasser). Wichtig für den Ostwalt-Prozess ist auch, dass der Ammoniak und der Sauerstoff nur ganz kurz in Kontakt mit dem Platinnetz kommen (ca. 1 msec), da sonst das bei der Ammoniakverbrennung gebildete Stickstoffmonoxid durch den Katalysator in Stickstoff und Sauerstoff zerfallen würde.
Verwendung
Der weitaus größte Teil der weltweit hergestellten Salpetersäure (rund 30 Millionen Tonnen jährlich) geht in die Düngemittelproduktion (Ammoniumnitrat). Weiters wird Salpetersäure zur Nitrierung bei der Herstellung von Sprengstoffen, zum Beizen in der Metallindustrie (Edelstahl) und zum Aufschluss von Rohphosphat eingesetzt.

Die Salze der Salpetersäure heißen Nitrate und werden meist aus Carbonaten oder Hydroxiden dargestellt. Nitrate sind leicht wasserlöslich und zersetzen sich beim Erhitzen entweder zu Nitriten (Alkali- und Erdalkalimetalle) oder zu Oxiden (Schwermetalle). Feste Nitrate sind ausgezeichnete Oxidationsmittel (Verwendung von Kaliumnitrat in Schwarzpulver). In wässriger Lösung wirken sie aber nicht oxidativ.


(1) Der Siedepunkt konzentrierter Salpetersäure ist nicht exakt feststellbar, da sich Salpetersäure beim Erhitzen zersetzt (siehe oben).


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Last Update: 2013-08-19