Réaction spontanée d'acide nitrique. Explication ?

[moumoul]

Bonjour à tous,

J'ai été témoin d'un réaction chimique qui, n'étant pas chimiste, m'a semblé étrange. Peut-être pourrez vous m'éclairer ?

Sous une hotte d'extraction, j'ai versé de l'acide nitrique (concentré à 60%) dans un bécher que j'avais préalablement rinçé à l'ethanol puis séché.

Au bout d'environ 30s, l'acide nitrique est passé spontanément d'un aspect translucide à une coloration jaune, en dégageant une fumée brunatre. Cette réaction s'est produite sans que je n'ajoute aucun composé dans le becher.

J'imagine qu'il s'agit d'une réaction acido-basique entre l'acide nitrque et des impuretés restées dans le bécher. Mais ce qe qui m'a étonné c'est :
- que j'avais prélablement nettoyé celui-ci, et qu'il semblait propre à l'oeil nu.
- que la réaction n'était pas instantanée mais apparait après une trentaine de seconde. D'où vient cette inertie?

Merci pour vos éventuelles explications. Bonne journée.
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[moco]

L'acide nitrique est un liquide instable. Il se décompose spontanément selon l'équation :
4 HNO₃ --> 2 H₂O + 4 NO₂ + O₂
C'est le NO₂ formé par cette réaction qui est à l'origine de la coloration brun-jaune dans le liquide. NO₂ est un gaz brun qui forme des vapeurs lourdes et qui se dissout partiellement dans l'acide nitrique d'où il provient. On le désigne souvent "vapeur nitreuse".
Mais normalement cette réaction est très lente. Et on peut conserver de l'acide nitrique pendant des mois en laboratoire. Elle est catalysée par la lumière. C'est pourquoi on conserve l'acide nitrique dans des flacons bruns.
Cette décomposition est aussi catalysée par de nombreuses substances. Si tu as observé la formation de vapeurs nitreuses aussitôt après en avoir versé dans un bécher, c'est que ce bécher contenait une impureté. Laquelle ? Là est la question.
Le fait que la réaction n'ait démarré qu'après 30 secondes indique une réaction autocatalysée, phénomène qui se produit de temps en temps en chimie. Le produit issu de la réaction catalyse la décomposition ultérieure de HNO₃.
Essaie de répéter l'opération. Ce phénomène ne devrait pas se reproduire, avec le même bécher !

[moumoul]

Merci infiniment.

[moumoul]

Aute petite question. Ce NO2 formé est un agent oxydant plus fort que HNO3, non?

Car en fait, je préparais cette solution pour dissoudre un morçeau de fer.
Et j'ai remarqué que lorsque l'acide nitrique se décompose, le fer se dissout alors beaucoup plus vite que lorsque cette décomposition n'a pas lieu. Cela vous parait-il logique ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gramon]

est-ce que tu es sur que la décomposition n'entre pas simplement dans la réaction de dissolution du fer?

[moco]

Tu te heurtes à un problème délicat, parce que mal connu.

Quand on trempe un objet en fer dans de l'acide nitrique concentré, il ne se passe rien !!! L'acide n'attaque pas le fer. Ou plutôt on constate que l'acide produit la formation d'une couche superficielle de tétroxyde Fe3O4 sur le morceau de fer, et que ce téroxyde protège le fer d'une attaque ultérieure. Le fer est dit passivé.
Mais si on touche avec un fil de cuivre ce morceau de fer trempant dans de l'acide nitrique concentré, l'action protectrice du tétroxyde est détruite, et le fer est attaqué par l'acide nitrique, et transformé en nitrate de fer avec dégagement de vapeurs nitreuses NO2. Personne ne comprend vraiment ce changement de comportement.

D'autre part, si on trempe un morceau de fer dans de l'acide nitrique dilué, alors là, le fer est attaqué, et il ne se forme pas de couche de tétroxyde. Le fer est transformé en nitrate de fer, avec dégagement de NO2. Là encore, personne ne comprend vraiment ce qui se passe.

[whoami]

Bonjour,

Tu le dis toi-même, tu n'es pas chimiste.

Alors évite de faire joujou avec ce genre de produit !!!

Un de ces jours, il y aura une réaction que tu ne comprendras pas, et tu ne pourras pas venir nous demander ce qui s'est passé, cause hôpital ... ou pire.

Et évite de te dire "ça ne m'arrivera pas, à moi !!!". Beaucoup d'autres l'ont pensé aussi, et ont eu des problèmes graves, parfois définitifs.

[moumoul]

merci pour vos réponses.

Donc le fer ne se passive que dans l'acide nitrique concentré. Et j'imagine que lorsque l'on met en contact le fer avec un fil de cuivre, la dépassivation est liée à un phénomène de pile.

@whoamI: ne vous inquiétez pas, je décape du fer par voie chimique pour mon travail, et je prends toutes les précautions de sécurité.

[moco]

La dépassivation est en effet un phénomène électrochimique.