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硝酸:化工原料与酸雨危害

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:硝酸是重要的化工原料,也是工业上重要的“三酸”之一。纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。市售浓硝酸的质量分数约为65%,质量分数大于86%的浓硝酸极易挥发,与空气中的水蒸气形成酸雾,故称发烟硝酸。与金属铜的反应如下:与碳的反应如下:冷的浓硝酸能使铝、铁等金属发生钝化,因此,可用铝槽车储运浓硝酸。浓硝酸与盐酸的混合物称为王水。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,导致蛋白质含量和产量下降。

硝酸:化工原料与酸雨危害

硝酸是重要的化工原料,也是工业上重要的“三酸”之一。硝酸有着广泛的用途,可以用来制造氮肥、农药、炸药、塑料染料等,也是实验室里一种常用的试剂

纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。市售浓硝酸的质量分数约为65%,质量分数大于86%的浓硝酸极易挥发,与空气中的水蒸气形成酸雾,故称发烟硝酸。

硝酸是一种强酸,除了具备酸的通性以外,还有它本身的特性。

1.不稳定性

硝酸在常温下见光就会分解,受热分解得更快。

硝酸越浓越易分解,为了防止硝酸分解,必须把它装在棕色试剂瓶里,贮放在阴凉避光处。

2.氧化性

浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性,几乎能与所有金属(除金、铂以外)和非金属发生氧化还原反应。与金属铜的反应如下:

与碳的反应如下:

冷的浓硝酸能使铝、铁等金属发生钝化,因此,可用铝槽车储运浓硝酸。

浓硝酸与盐酸的混合物(体积之比为1∶3)称为王水。它的氧化能力更强,能使一些不溶于硝酸的金属,如金、铂等溶解。硝酸能使许多非金属,如碳、硫、磷等氧化。

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氮族元素

元素周期表中第ⅤA族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)5种元素,统称为氮族元素。其中,氮、磷、砷是非金属元素,锑、铋是金属元素。该主族是一个典型的由非金属至金属的完整过渡族。氮族元素的性质见表3-3。

表3-3 氮族元素的性质

(续表)

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拓展阅读

酸 雨

酸雨这一概念是英国化学家史密斯于1892年最先提出的,顾名思义,酸雨就是显酸性的雨。目前,一般把pH小于5.6的雨水称为酸雨,它包括雨、雪、雹、雾等降水过程。

酸雨主要是由上升的大气污染物NO、SO2等与大气中的水分在光照或其他条件下反应形成的。

比如下列反应:

另外,还有很多其他含磷、硫、氮的有机污染物、氟化物、溴化物、氯化物等,甚至CO2也会在特殊情况下生成酸雨。

图3-27 酸雨的形成

酸雨的危害是多方面的,对人体健康生态系统和建筑设施都有直接或间接的危害。酸雨会使儿童免疫功能下降,慢性咽炎发病率增加,也会使老人眼部、呼吸道患病率增加。酸雨还会使农作物大幅度减产,特别是小麦在酸雨影响下,会减产13%~34%。大豆蔬菜也容易受酸雨危害,导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对植物危害也较大,常使植物叶子枯黄、病虫害加重,最终造成植物大面积死亡。

图3-28 酸雨的危害

我国的酸雨降雨区主要分布于长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。南方地区土壤呈偏酸性,大气颗粒物也是偏酸性的,对酸的缓冲能力差,降水容易酸化;而北方则相反,土壤呈偏碱性,大气颗粒物也呈偏碱性,可从一定程度上中和降水中的酸性物质。

(1)华中地区。以长沙、赣州、南昌、怀化等地为代表。本区为全国酸雨污染最严重的地区,其中心地区年均降水pH低于4.0,酸雨频率高达90%以上。

(2)西南地区。以重庆、贵阳柳州、宜宾等地为代表。本区酸雨污染程度近年来有所缓解,但仅次于华中地区,其中心地区年均降水pH低于5.0,酸雨频率高达80%以上。

(3)华东沿海地区。酸雨降雨区主要分布在长江下游地区以南至厦门的沿海地区,以南京、上海杭州、福州、厦门为代表。本区酸雨污染强度较华中、西南地区弱,但由于范围较广,覆盖苏南、皖南、浙江大部分及福建沿海地区,也成为我国主要的酸雨地区。

(4)华南地区。酸雨降雨区主要分布在珠江三角洲及广西的东部地区,以广州、桂林、南宁梧州等地为代表。该区重污染城市年均pH在4.5~5.0,中心地区酸雨频率在60%~90%。广西地区的酸雨污染较普遍,除南部滨海地区,大部分地区酸雨频率在30%以上,酸雨区沿湘桂走廊向东西扩展,东与珠江三角洲相连。

(5)北方地区。以青岛、图们等地为代表,包括华北、东北地区。该区近年来频频出现酸性降水,如青岛、图们、太原、石家庄等地年均降水pH低于5.6。

年均pH低于5.6的区域面积已占全国面积的30%左右,目前仍呈逐年扩张的趋势。

酸雨是我们当今面临的更为显著的空气质量问题之一。防治酸雨是一个国际性的环境问题,单靠一个国家无法解决,必须共同采取对策,减少硫氧化物和氮氧化物的排放量。防治酸雨最根本的措施是减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放。

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