硝酸腐蚀及防腐涂料防腐漆使用

硝酸
一、硝酸的物理性质：公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·伊本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸。

中国双加压法硝酸装置在新乡市永昌化工有限责任公司，目前是国内最大的硝酸生产装置。

硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的一元无机强酸，是六大无机强酸之一，化学式为HNO₃，沸点83℃，分子量为63.01，69%为浓硝酸，98%硝酸称之为发烟硝酸。

其水溶液俗称硝镪水或氨氮水，纯硝酸为无色透明液体，浓硝酸为淡黄色液体（溶有二氧化氮）。

硝酸的酸酐是五氧化二氮（N2O5）。

硝酸作为氮元素的最高价（+5）水化物，所以浓、稀硝酸既有酸性又有氧化性。

硝酸分子为平面共价分子，中心氮原子sp2杂化，浓硝酸不稳定，遇光或热会分解而放出二氧化氮，分解产生的二氧化氮溶于硝酸，从而使外观带有浅黄色。

但稀硝酸相对稳定，70%~90%硝酸在0℃，阴
暗处不发生分解。

浓硝酸标准氧化电位0.96V-1.32V，稀硝酸标准氧化电位0.79V以下。

二、硝酸的化学性质：金属和硝酸反应，不能置换出氢气。

硝酸浓度越低，氮的还原程度越大。

金属和浓硝酸反应，硝酸的还原产物以NO2为主，Mg和硝酸的反应在常温下就可以剧烈进行。

Mg + 4HNO3(浓) = Mg(NO3)2 + 2H2O + 2NO2
3Mg + 8HNO3(稀) = 3Mg(NO3)2 + 4H2O + 2NO(气体)
Al、Fe在浓硝酸中钝化，但能和稀硝酸在常温下反应。

若硝酸的浓度低些，则还原产物以NO为主，还伴有N2O、N2生成。

反应方程式：
，
溶液强酸性，一般情况下认为硝酸在水溶液中能够完全电离，产生大量氢离子：
硝酸能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应。

与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯；
硝酸的强氧化性不是来自硝酸根离子，硝酸根离子本身无氧化性，而是在酸性条件下的硝酸根离子才会有强氧化性，因为硝酸根离子NO3-中N元素是正五价态，若氧化别的元素，就降为正二或正四价态，生成NO或NO2，其中还有一个氧原子O，带负二价，必须有氢离子
H+与之结合生成结合牢固的物质水，若没有氢离子，剩余的一个氧就没有元素与之结合，就无法发挥它的氧化性，所以需在酸性条件下，才能发挥它的氧化性。

另外氧化性强弱不是取决化合价降低多少，而是物质得到电子的难易程度。

单一的硝酸，盐酸是不和金，铂反应的，但是混合起来就可以了。

可是酸性条件下的硝酸根离子(NO3-)是一种很强的氧化剂，它可以溶
解极微量的金(Au)，而盐酸提供的氯离子(Cl-)则可以与溶液中的金离子(Au3+)发生络合反应，形成四氯合金离子([AuCl4]-)(铂是生成了六氯合铂离子，对应氯铂酸)，使金离子在氯离子的配位作用下减少，降低了金离子的电势，反应平衡移动，这样金原子就可以进一步被溶解了。

其实硝酸根的氧化性并没有增加，只是盐酸提供的氯离子增强了金、铂等金属原子的还原性。

硝酸的强氧化性来自硝酸根中的N(+5)元素，而不是硝酸电离出来的H+，这种氧化性的强弱还跟温度（温度越高氧化性越强）、酸度（如硝酸根在中性或弱酸性溶液中难以表现出氧化性，如硝酸亚铁中的Fe2+与NO3－可以稳定存在，但加盐酸时，Fe2+却被NO3－氧化成了Fe3+）等有关。

物质氧化性的强弱是指氧化其它物质的能力，浓硝酸与铜反应比稀硝酸与铜反应剧烈的多，说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化能力强。

硝酸的氧化性与其浓度成正比。

稀硝酸与金属反应生成一氧化氮，浓硝酸与金属反应同样也会生成一氧化氮，但浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，一氧化氮刚反应出来，就被硝酸根离子在氢离子存在的情况下氧化成二氧化氮。

三、硝酸氧化性电势：物质电极电势，标准电极电势表，可以用它来判断元素和化合物在标准状况下氧化性，还原性的强弱，为确定各不同电极的相对电极电势，目前国际上采用标准氢电极作为标准电极，
并令其电极电势为零，因为氢离子的强极化作用，不浓度氢离子酸根氧化性也就不同。

在酸性水溶条件下，不同酸的标准电势，高锰酸根+0.59v、重铬酸根+1.33v、三价铁离子+0.77v、氯酸根+1.482v、硫酸根-0.93v、硝酸根+0.96v、次氯酸根+1.214v。

标准电极电势受溶液离子浓度影响很大，比如稀硫酸中+6价的硫的标准电极电势为0.17，但硫酸高浓度溶液中，甚至能达到1.2V，所以浓硫酸可以氧化氢碘酸，氢溴酸，稀硫酸却不行。

稀硝酸标准电极电势约0.79v，浓硝酸电极电势数值可以达到约0.96-1.32v，所以稀硝酸只能氧化氢碘酸，不能氧化氢溴酸，而浓硝酸可以氧化氢溴酸，甚至能将碘氧化成碘酸。

但不能氧化盐酸。

盐酸标准电极电位1.4V,浓磷酸标准电极电位-0.35V,铬酸标准电极电位 1.3V,浓硫酸标准电极电位0.33V,硫酸锌标准电极电位-0.8V,铁-0.44；
电极电势受酸碱浓度影响较大，许多氧化剂，还原剂在酸性，中性，碱性，强酸性，弱酸性环境下测得的电极电势数值是不同的。

臭氧在酸性环境，中性环境下，标准电极电势为 2.076V，在碱性环境下则为1.24V，差别较大。

重铬酸钾，铬酸根在酸性环境下，其电极电势数值为1.33，这是在强酸(常用稀硫酸)环境中测试的，把硫酸换成醋酸，经过测试计算，其电极电势降低到了约0.9。

像重铬酸钾这样的，氧化剂在酸性环境中使用，酸性越强，氧化性越强。

目前能稳定存在的最强氧化剂为二氟化氪，电极电势约3.05基本和氟原子相当。

其次为低温下的二氟化二氧(观测温度约零下100度)
电极电势约3.03;再次为六氟化铂(铑，钌，铱)，电极电势约2.92;镨4+/3+，约3.2/0.2，铽4+/3+，约3.1/0.2.接着是氟，六氟化氙。

四、硝酸的存储：
1、68%浓度硝酸以上则推荐使用钢衬四氟储罐，四氟俗称塑料王，耐各种酸碱，耐温150℃以上，在化工防腐中是极为的材料，四氟罐对于储存。

2、40%以上到68%以下硝酸可采用不锈钢304L、316L材质储存。

3、40%以下的稀硝酸：可采用钢称PE储罐，稀硝酸在接触PE层表面时，会使PE层表面发黑、碳化，但这是正常现象，由于PE是通过熔融依附在碳钢上的，并且厚度达到16mm以上，PE层表面碳化发黑后，阻止了40%以下的稀硝酸进一步腐蚀、氧化，故40%以下的稀硝酸用钢衬塑储存时是可行的。

五、硝酸和其他酸对比：
六大无机酸性排序：
高氯酸>氢碘酸>硫酸(无水)>氢溴酸>盐酸>硝酸
氧化性排序：
高氯酸>硝酸>硫酸>盐酸=氢碘酸=氢溴酸
盐酸氢碘酸氢溴酸都是其氢离子的氧化性，因此氧化性基本一样。

还原性排序：
氢碘酸>氢溴酸>盐酸>硝酸>高氯酸>硫酸
活泼金属与稀硫酸反应生成氢气；
浓硫酸与金属反应没有氢气产生；
硝酸与金属反应也没有氢气产生
1、活泼金属与稀硫酸反应，方程式为：2R+nH2SO4=R2(SO4)n+nH2；
2、浓硫酸与金属反应均不生成H2，一般还原产物都是SO2；Al、Fe在冷的浓硫酸中钝化,但能和热的浓硫酸反应；
浓硫酸和活泼金属反应,硫酸可能被还原成S,甚至H2S.
Mg在常温下就能和浓硫酸反应.
3Mg + 4H2SO4 = 3MgSO4 + S + 4H2O
4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + 4H2O + H2S(气体)
表面直接分析发现腐蚀性元素S，往心部溅射10nm深度后未发现S，说明表面污染物为含硫类物质。