Физико-химические свойства водных растворов азотной кислоты

Как следует из данных табл. 1 и приведенных на рис. 5 и 6 при кипении раствора, содержащего менее 68,4% HN03, в паровой фазе будет находиться больше паров воды и меньше паров азотной кислоты. Если концентрация азотной кислоты в растворе выше 68,4%, то при кипении в паровой фазе будет больше паров азотной кислоты, чем воды. Таким образом, при ректификации азотной кислоты выше азеотропного состава в дистилляте будет получено концентрированная HN03, а кубовом отходе 68,4%-ная HN03.

Рис. 5 - Зависимость температуры кипения и массового содержания HNO3 в паровой фазе от массового содержания HNO3 в жидкой фазе при атмосферном давлении

Рис. 6 - Зависимость состава паровой фазы от состава жидкой фазы в системе HN03 – Н20 при атмосферном давлении

Изменение давления при ректификации водного раствора азотной кислоты практически не влияет на соотношение составов паровой и жидкой фаз. Из табл. 2 видно, что при повышении давления от 15,0 до 101,3 кПа состав азеотропной смеси изменяется от 66,8% до 68,4% HNO3.

Таблица 2 - Влияние давления на температуру кипения и состав азеотропной смеси HNO3 - Н20

Физико-химические свойства системы HN03 - Н20, которые могут быть использованы при инженерных расчетах или в научной практике, приведены на рис. 7 -11 и в табл. 3- 4.

Теплоты разбавления азотной кислоты различной концентрации (0-100% HN03) представлены на рис.7.

Различают интегральную и дифференциальную теплоты растворения.

Интегральная теплота растворения - количество тепла, выделенное при растворении 1 кг-моль вещества в n кг-моль растворителя, с образованием раствора с молярным содержанием вещества X = 1/1+n. Выражают интегральную теплоту растворения в ккал/кг раствора.

Дифференциальная теплота растворения - количество тепла, выделяющегося при растворении 1 кг-моль вещества в бесконечно большом количестве раствора состава X = 1/1+n. Выражают дифференциальную теплоту растворения в ккал/кг растворенного вещества (или на моль-вещества).

Рис. 7 - Зависимость теплоты разбавления азотной кислоты водой от массового содержания HN03в растворе после разбавления

Теплоту растворения HNO3 в воде определяют по формуле:

Q = (1.17)