Nitric acid manufacture via the Ostwald process Tamil revision short notes in plain paragraphs: the three raw materials ammonia, air and water; step one catalytic oxidation of ammonia over a platinum-rhodium gauze at about 1100 Kelvin to give nitric oxide at 97 percent yield; step two cooling to about 150 degrees Celsius so nitric oxide is further oxidised to nitrogen dioxide; step three absorption of nitrogen dioxide with oxygen in water inside a packed absorption tower to give nitric acid at about 96 percent yield, with unreacted nitric oxide recycled back to step two; and the industrial uses of nitric acid in fertilisers, explosives, nitrates and aqua regia.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 14 · குறு குறிப்பு (14ஃப)

🧠 மனப்படம்
🧪
நைத்திரிக் அமிலம் — ஒசுவால்ட் முறை
Nitric Acid — Ostwald Process

1 மூலப்பொருள்களும் முறையின் கண்ணோட்டமும்

நைத்திரிக் அமிலம் (HNO₃) கைத்தொழில் ரீதியில் உற்பத்தி செய்யப்படும் முறை ஒசுவால்ட் முறை (Ostwald process) எனப்படும். இதற்குத் தேவைப்படும் மூலப்பொருள்கள் மூன்றே மூன்று — அமோனியா (NH₃), வளிமண்டல வளி (air), மற்றும் நீர். இவை மூன்றும் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக நிகழும் மூன்று தனித்துவமான படிமுறைகள் ஊடாகச் செலுத்தப்பட்டு, இறுதியில் HNO₃ ஆக மாற்றப்படுகின்றன.

இம்முறையின் முதலாவது மற்றும் மிக முக்கியமான படிமுறை ஒரு வினையூக்கியைச் சார்ந்துள்ளது — அது பிளாட்டினம்–ரோடியம் (Pt/Rh) கம்பித்துணி (gauze). இந்த வினையூக்கியை வனேடியம்(V) ஒட்சைட்டு (V₂O₅) என்று தவறாக நினைவு வைத்துக் கொள்பவர்கள் அதிகம்; V₂O₅ என்பது வேறொரு கைத்தொழில் முறையான தொடர்பு முறையின் (Contact process, H₂SO₄ உற்பத்திக்கு) வினையூக்கி என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

பொதுவான தவறு
ஒசுவால்ட் முறையின் வினையூக்கி Pt/Rh கம்பித்துணி; V₂O₅ அல்ல. V₂O₅ தொடர்பு முறையின் (H₂SO₄) வினையூக்கி.

2 படிமுறை 1 — அமோனியாவின் வினையூக்கி ஒட்சியேற்றம்

அமோனியாவும் வளிமண்டல வளியும் முதலில் கலக்கப்பட்டு, Pt/Rh கம்பித்துணியான வினையூக்கியின் ஊடாக அமுக்கத்தின் கீழ் செலுத்தப்படுகின்றன. இந்நிலையில் அமோனியா ஒட்சிசனால் ஒட்சியேற்றமடைந்து நைத்திரிக் ஒட்சைட்டை (NO) உருவாக்குகின்றது. வினையூக்கி அறையின் வெப்பநிலை சுமார் 1100 K வீச்சில் பேணப்படுகின்றது; இந்நிபந்தனைகளின் கீழ் NO வாயு 97% வரை உயர்ந்த விளைச்சலுடன் பெறப்படுகின்றது.

4NH₃(g) + 5O₂(g) → 4NO(g) + 6H₂O(g)    (Pt/Rh வினையூக்கி, ~1100 K, புறவெப்பம்)

3 படிமுறை 2 — நைத்திரிக் ஒட்சைட்டின் ஒட்சியேற்றம்

படிமுறை 1 இல் பெறப்பட்ட வெப்பமான NO வாயு சுமார் 150 °C வரை குளிர்த்தப்படுகின்றது. வெப்பநிலை இவ்வாறு தாழ்ந்ததும், NO வாயு ஒட்சிசனுடன் மேலும் தாக்கமடைந்து நைத்திரிக்கீரொட்சைட்டை (NO₂) உருவாக்குகின்றது. இந்த இரண்டாம் ஒட்சியேற்றம் தனியொரு ஒட்சியேற்ற அறையினுள் நிகழ்கின்றது.

2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)    (~150 °C இற்குக் குளிர்த்தப்பட்ட பின்)

4 படிமுறை 3 — அகத்துறிஞ்சலும் NO மீள்சுழற்சியும்

NO₂ வாயு, ஒட்சிசன் வாயுவுடன் சேர்ந்து, அகத்துறிஞ்சல் கோபுரத்தில் (absorption tower) நீருடன் தாக்கமுறச் செய்யப்படுகின்றது. இக்கோபுரம் இரசாயன ரீதியில் சடத்துவமான பொருள்களால் (chemically inert packing) நிரப்பப்பட்டுள்ளமையால், NO₂ யும் நீருக்கும் இடையிலான தாக்க மேற்பரப்பு அதிகரிக்கப்பட்டு, தாக்கம் திறம்பட நிகழ்கின்றது. இறுதியில் ஏறத்தாழ 96% விளைச்சலுடன் நைத்திரிக் அமிலம் பெறப்படுகின்றது.

3NO₂(g) + H₂O(l) → 2HNO₃(aq) + NO(g)

இத்தாக்கத்தில் உருவாகும் NO வாயு வீணாகவிடப்படுவதில்லை; அது மீண்டும் ஒட்சியேற்ற அறைக்குச் செலுத்தப்பட்டு, படிமுறை 2 இல் மீண்டும் NO₂ ஆக மாற்றப்படுகின்றது. இவ்வாறு மீள்சுழற்சி (recycling) மூலம் மூலப்பொருள் வீணாகாமல் தடுக்கப்படுகின்றது.

நினைவில் வைக்க
படிமுறை 3 இல் உருவாகும் NO, படிமுறை 2 இற்குத் திரும்பச் செல்கின்றது — இது தேர்வில் அடிக்கடி மறக்கப்படும் ஒரு புள்ளி. குளோரைட்டுச் செயன்முறையில் Cl₂ மீள்சுழற்சி செய்யப்படுவதைப் போலவே, ஒசுவால்ட் முறையில் NO மீள்சுழற்சி செய்யப்படுகின்றது என்பதை எழுதத் தவறாதீர்கள்.

5 நைத்திரிக் அமிலத்தின் பயன்பாடுகள்

நைத்திரிக் அமிலம் பசளை (fertiliser) உற்பத்திக்கும், வெடிபொருள் (explosives) உற்பத்திக்கும், கைத்தொழில்களுக்குத் தேவையான நைத்திரேற்றுகள் (nitrates) தயாரிப்பதற்கும், அரச நீர் (aqua regia) தயாரிப்பதற்கும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 14 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc