Préparation de l'acide nitrique ...

chrome VI · 13/09/2004, 17h33

Bonjour .
J'ai l'intention de préparer une solution d'acide nitrique concentrée en suivant une méthode que j'ai "inventée" :
1)Verser 50 ml d'eau distillée dans une bouteille en plastique .
2)verser quelques millitres d'eau oxygénée dans un tube à essai .
3)Dissoudre quelques grammes de nitrate de potassium dans une solution concentrée d'acide chlorhydrique et mettre le mélange obtenu dans un deuxième tube à essai .
4)Mettre les deux tubes à essais dans la bouteille qui contient l'eau , ceci va élever le niveau de l'eau dans la bouteille mais la quantité d'eau utilisé n'est tellement grande donc cette eau ne va pas entrer dans les 2 tubes .
5)mettre un peu du MnO2 ou Fe3+ comme catalyseur dans le tube contenant l'eau oxygénée puis mettre du cuivre dans le tube contenant le mélange KNO3 + HCl .
6)fermer la bouteille .
le mélange cuivre , KNO3 , HCl va donner ou bien NO ou bien NO2 ( selon la concentration des ions H+ et NO3^- présents dans le milieu réactionnel ) .
Dans le cas de formation de NO , ce composé va réagir avec le dioxygène formé suite à la décomposition du H2O2 , pour donner NO2 qui réagit à son tour avec le dioxygène et l'eau pour donner l'acide nitrique :
4 NO2 + O2 + 2 H2O ---------> HNO3
Dans le cas de formation de NO2 , l'acide nitrique se forme selon la réaction précédente .
Donc dans les deux cas , l'eau de la bouteille va se transformer en une solution d'acide nitrique.

Est ce que cette méthode permet de préparer une solution concentrée d'acide nitrique ? Est ce qu'il y a des précautions que je dois prendre ?
Le NO et le NO2 peuvent ils réagir avec l'eau oxygéné? Est ce que l'acide nitrique peut attaquer le plastique ?
Merci d'avance .

moco · 13/09/2004, 18h08

Je vais commenter ta méthode pas à pas, entre les traitillés que j'intercale dans ton texte, prédédé de M :
---------------------------
Bonjour .
J'ai l'intention de préparer une solution d'acide nitrique concentrée en suivant une méthode que j'ai "inventée" :
1)Verser 50 ml d'eau distillée dans une bouteille en plastique .
2)verser quelques millitres d'eau oxygénée dans un tube à essai .
---------
M : Quelle eau oxygénée. Il existe dans le commerce de l'eau à 3% et à 30% ?
--------
3)Dissoudre quelques grammes de nitrate de potassium dans une solution concentrée d'acide chlorhydrique et mettre le mélange obtenu dans un deuxième tube à essai .
---------
M : Ceci n'est pas la meilleure idée du siècle, car tu produiras bien un peu de HNO3. Mais les premières mollcules de HNO3 formées réagiront avec le HCl qui reste, pour former ce qu'on appelle de l'eau régale, selon la réaction :
3 HCl + HNO3 ---> 2 H2O + NOCl + Cl2
Tu assisteras à un dégagement de deux gaz non désirés : Cl2 et NOCl.
----------
4)Mettre les deux tubes à essais dans la bouteille qui contient l'eau , ceci va élever le niveau de l'eau dans la bouteille mais la quantité d'eau utilisé n'est tellement grande donc cette eau ne va pas entrer dans les 2 tubes .
----------
M : Je ne vois pas très bien comment tu vas t'y prendre pratiquement, sans les renverser ni les casser. Mais ceci est ton affaire.
----------
5)mettre un peu du MnO2 ou Fe3+ comme catalyseur dans le tube contenant l'eau oxygénée puis mettre du cuivre dans le tube contenant le mélange KNO3 + HCl .
--------
M : Si je te comprends bien, ton idée est de provoquer la formation de O2 dans un tube et de NO2 dans l'autre. Pour NO2, cela irait mieux si tu remplaçait HCl par H2SO4, car tu n'aurais pas de dégagement de Cl2 + NOCl. Pour O2, la réaction de H2O2 avec MnO2 est si rapide que la mousse va déborder du tube avant que tu aies eu le temps de fermer la bouteille.
Pour le cuivre et HNO3, c'est peut-être pire, car la température s'élève, et le plastique risque de fondre.
--------------
6)fermer la bouteille .
le mélange cuivre , KNO3 , HCl va donner ou bien NO ou bien NO2 ( selon la concentration des ions H+ et NO3^- présents dans le milieu réactionnel ) .
-------------
M : Il n'y a pas de ions H+ si NO3^- si tu prends H2SO4 pur. Et attention à l'augmentation de pression.
-------------
Dans le cas de formation de NO , ce composé va réagir avec le dioxygène formé suite à la décomposition du H2O2 , pour donner NO2 qui réagit à son tour avec le dioxygène et l'eau pour donner l'acide nitrique :
4 NO2 + O2 + 2 H2O ---------> HNO3
Dans le cas de formation de NO2 , l'acide nitrique se forme selon la réaction précédente .
Donc dans les deux cas , l'eau de la bouteille va se transformer en une solution d'acide nitrique.
------------
M : OK. Mais NO2 attaque le plastique. je sais bien qu'il y a plastique et plastique. Par exemple le PET est vite détruit par les acides. Le polyéthylène résiste mieux, mais il dissout facilement NO2 qui finit par colore la matière en brun. Mais il est tout de même détruit au bout d'un certain temps.
------------------
Est ce que cette méthode permet de préparer une solution concentrée d'acide nitrique ? Est ce qu'il y a des précautions que je dois prendre ?
Le NO et le NO2 peuvent ils réagir avec l'eau oxygéné? Est ce que l'acide nitrique peut attaquer le plastique ?
Merci d'avance .
---------------
M : Essaie d'effectuer quelques petits calculs, avant de te lancer dans des aventures. Suis-moi ! Imagine que tu veuilles fabriquer 1 mole donc 63 grammes d'acide nitrique. Il te faudra produire 1 mole de NO2, donc 25 litres de ce gaz ! 25 litres dans une petite bouteille! Risque d'exlosion ! Et pour le préparer, il te faudra disposer de 1 mole de H2SO4, donc 98 grammes ! 100 gramme d'acide, c'est beaucoup ! Et il faut faire réagir le tout sur une mole de KNO3, soit 101 grammes. Tout ceci est déjà très très encombrant. Et je ne vois pas bien comment tu feras le mélange KNO3 + H2SO4.
Quant à l'eau oxygénée, imaginons que tu prennes de l'eau à 3%. Pour avoir une mole H2O2 (18 g) il faudra 540 g de cette solution. Et tout cela pour ne préparer que 63 g de HNO3 si tout va bien. Mais tout n'ira pas bien si les tubes producteurs de NO2 et O2 débordent.

Lhuchem · 14/09/2004, 00h49

Est-ce qu'on peut proposer une méthode plus simple pour faire (ou trouver ) de l'acide nitrique ?

moco · 14/09/2004, 12h38

Le plus simple est de chauffer un mélange de salpêtre (nitrate de potassium KNO3) et d'acide sulfurique H2SO4. A T > 80°C, l'acide nitrique distille, et tu peux condenser les vapeurs d'acide nitrique dans un réfrigérant en verre. C'est la méthode employée au 17ème siècle par ce qui était alors des alchimistes.
KNO3 + H2SO4 --> KHSO4 + HNO3
Attention ! Toutes les connections doivent être en verre, et jamais en caoutchouc ou plastique. Les vapeurs d'acide nitrique attaquent et détruisent les matières organiques.
Seul ennui : que faire des quantités énormes de KHSO4 produit ? Avec 101 g KNO3 et 98 g H2SO4, on ne fait que 63 g HNO3, et il reste plus du double de KHSO4.