Acide nitrique/synthèse

Voici deux méthodes pour obtenir de l'acide nitrique . Pour connaître la concentration de l'acide obtenu, on peut faire une mesure de la masse volumique ou bien un dosage acido-basique.

1 Par distillation pour obtenir un acide nitrique fumant

Dans un montage de distillation fractionnée sous pression atmosphérique (dont l'évent de l'allonge coudée est reliée à un dispositif de neutralisation des vapeurs nitreuses) mélanger en quantité de matière égales du nitrate de potassium KNO₃ (ou de nitrate de sodium NaNO₃ ) et de l'acide sulfurique concentré dans le ballon bouilleur et chauffer doucement au chauffe-ballon. On s'efforcera de ne pas dépasser 86°C en tête de colonne (il s'agit de la température de décomposition de l'acide nitrique). Il se dégage des vapeurs de HNO₃ qui se condensent dans le réfrigérant et sont recueillies dans le ballon récepteur qui est refroidi avec un bain de glace. L'acide nitrique obtenu est de couleur jaune orangé ; pour le décolorer, il convient de le passer à la rampe à vide sous 300 mmHg pendant une demi-heure.

• Notes
• Ne pas utiliser de nitrate d'ammonium NH₄NO₃ à la place de KNO₃ car ce composé est instable à haute température (risque d'explosion).
• Ne pas utiliser d'acide chlorhydrique HCl(aq) à la place de l'acide sulfurique car l'acide chlorhydrique est une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène, alors que l'acide sulfurique est un liquide pur et déshydratant. On aurait en outre formation d'un mélange d'eau régale ou bien une réaction conduisant au dichlore Cl₂ et chlorure de nitrosyle NOCl (instable) selon :

HNO₃(aq) + 3 HCl(aq) → NOCl(g) + Cl₂(g) + 2 H₂O(l)

2 NOCl(g) → 2 NO(g) + Cl₂(g)

2 Par dissolution de vapeurs nitreuses pour concentrer un acide nitrique dilué

Il est possible de faire barboter des vapeurs de dioxyde d'azote NO₂(g) dans de l'eau ou un acide nitrique dilué. NO₂ peut être obtenu par action du même acide nitrique dilué sur du cuivre, en présence de dioxygène (air).

La dissolution des vapeurs conduit à un mélange d'acide nitrique et d'acide nitreux :

2 NO₂(g) + H₂O(l) → HNO₃(aq) + HNO₂(aq)

L'acide nitreux HNO₂ ainsi formé n'est pas stable, il va lentement se décomposer selon :

3 HNO₂ → HNO₃(aq) + 2 NO(g) + H₂O

Le monoxyde d'azote NO(g) s'échappera.

Le résultat sera un acide nitrique de concentration plus élevée qu'au départ, mais pouvant contenir une certaine partie de vapeurs de NO₂ et NO. L'acide obtenu peut avoir une teinte jaune si NO₂ est en excès.