질산의 화학식은 HNO3이다.
1. 질산 소개
질산은 화학식 HNO3를 갖는 3대 강산 중 하나입니다. 그 수용액은 일반적으로 질산염수로 알려져 있습니다. 질산은 중요한 화학 원료입니다. 순수한 질산은 끓는점이 83°C이고 쓴 맛이 나는 무색 액체입니다. 이 물질은 -42°C에서 무색 결정으로 응축되며 강한 산화성과 부식성을 갖고 있습니다.
농도가 다른 질산 수용액의 특성은 서로 다릅니다. 시중에서 판매되는 진한 질산은 용질 질량 분율이 69.2%이고, 1기압에서 끓는점이 121.6°C인 끓는 물질입니다. 밀도가 1.42g·cm²이고 약 16mol·L²인 용질 중량 비율이 충분히 크다(최고 상업 농도가 98% 이상). 이를 발연 질산이라고 합니다.
2. 질산의 구조
질산 분자는 평면형 원자가 sp2 혼성화되어 있고, 혼성화에 참여하지 않는 p 오비탈이 형성되어 있다. 2개의 말단 산소가 3개 중앙에 4개 전자 결합을 가지고 있습니다. 질산의 수산기 수소는 수산화되지 않은 산소 원자와 분자 내 수소 결합을 형성합니다. 이것이 질산이 황산과 염산보다 덜 산성이고 이전 두 가지보다 녹는점과 끓는점이 낮은 주된 이유입니다.
질산의 실제 응용:
1. 농업
질산은 질소 비료의 원료 중 하나로 사용됩니다. 질산은 암모니아와 반응하여 질산암모늄 또는 기타 질산염을 형성하여 식물에 필요한 질소를 제공할 수 있습니다. 이 질산염은 식물의 성장을 촉진하고 작물 수확량을 증가시킵니다.
2. 폭발물과 화약
질산은 폭발물과 화약을 만드는 데 중요한 성분 중 하나입니다. 질산은 유기물이나 금속 분말과 반응하여 안정적인 폭발성 혼합물을 형성합니다. 니트로글리세린은 다이너마이트와 로켓 추진제 제조에 사용되는 일반적인 폭발물입니다.
3. 화학 생산
질산은 기타 화학 물질 생산에 널리 사용됩니다. 질산은 니트로셀룰로오스 생산의 원료로 사용될 수 있습니다. 또한 질산은 염료, 코팅제, 플라스틱, 고무 등 다양한 화학물질을 제조하는 데에도 사용됩니다.
4. 금속 처리
질산은 금속 표면의 세척 및 부식 처리에 중요한 역할을 합니다. 질산은 후속 코팅 또는 가공 공정을 준비하기 위해 금속 표면에서 산화물 층과 먼지를 제거할 수 있습니다. 질산은 구리 제거 및 탈아연화와 같은 금속 정화 공정에도 사용됩니다.
5. 연료전지
질산은 연료전지의 전해질로 사용될 수 있습니다. 연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 지속가능한 에너지 기술이다. 질산은 연료전지의 이온 전도와 촉매 반응에 중요한 역할을 합니다.