硝酸的化学性质和物理性质 详细

物理性质

在棕色瓶中保存的发烟硝酸

纯净的硝酸是无色透明液体，工业品浓硝酸和发烟硝酸因溶有二氧化氮而显棕色。硝酸易溶于水，101.32 kPa下，当其质量分数达到68%（约15mol/L）时形成共沸混合物（沸点120.5℃），此后硝酸质量分数不增加，制取更浓的硝酸需要对硝酸脱水生成超共沸混合物并进行蒸馏。[4] 硝酸的其它参数见下：CAS号 7697-37-2

RTECS号 QU5775000

化学式 HNO₃

摩尔质量 63.012 g mol

密度 1.51 g/cm3

熔点（℃） -42

沸点（℃） 纯酸：83 68%溶液：120.5

溶解度 易溶

偶极矩 2.17±0.02D

EU分类 氧化性 (O) 腐蚀性 (C)

警示性质标准词 R8, R35

安全建议标准词 S1/2, S23, S26, S36, S45

注：所有数据都依从国际单位制，以及标准状况（25 ℃、100 kPa）

化学性质

酯化反应（esterification） 硝酸可以与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯，在机理上，硝酸参与的酯化反应过去被认为生成了碳正离子中间体，但现在许多文献将机理描述为费歇尔酯化 硝酸

反应（Fischer esterification），即“酸脱羟基醇脱氢”与羧酸的酯化机理相同。[5] 硝酸的酯化反应被用来生产硝化纤维，方程式见下 3nHNO₃+ [C6H7O2(OH)3]n ——→ [C6H7O2(O-NO2)3]n + 3nH2O 硝化反应（nitration） 浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂（浓硫酸、五氧化二磷）混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应，硝化反应属于亲电取代反应（electrophilic substitution），反应中的亲电试剂为硝鎓离子，脱水剂有利于硝鎓离子的产生。[5] 最为常见的硝化反应是苯的硝化：Ph-H + HO-NO₂ ——→ Ph-NO₂ + H2O 氧化还原反应（reduction-oxidation reaction） 硝酸分子中氮元素为最高价态（+5）因此硝酸具有强氧化性，其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化，从总体上说，硝酸浓度越高，平均每分子硝酸得到的电子数越少，浓硝酸的还原产物主要为二氧化氮，稀硝酸主要为一氧化氮，更稀的硝酸可以被还原为一氧化二氮、氮气、硝酸铵等，需要指出，上述只是优势产物，实际上随着反应的进行，硝酸浓度逐渐降低，所有还原产物都可能出现。[4] 硝酸有关电势图见下（标况 E/V）[4] HNO₃ —0.798.9→ NO₂ —1.08→ HNO₂ —1.04→ NO —1.582→ N2O —1.77→ N₂ —0.27→ NH+₄ HNO₃—0.97→ NO HNO₃—1.25→ N2O HNO₃—0.88→ N₂以下提供一些典型反应 浓硝酸： Cu（s）+ 4HNO₃（aq）——→ Cu(NO3)₂（aq）+ 2NO₂（g）+ 2H2O（l） P（s）+ 5HNO₃（aq）——→ H3PO₄（aq）+ 5NO₂（g）+ H2O（l） 环己酮 + 浓硝酸 ——→ 1,6-己二酸 （60%） 稀硝酸： 3Cu（s）+ 8HNO₃（aq）——→ 3Cu(NO3)₂（aq）+ 2NO（g）+ 4H2O（l） Fe（s）+ 4HNO₃（aq）——→ Fe(NO3)₃（aq）+ NO（g）+ 2H2O（l） 3Zn（s）+ 8HNO₃（aq）——→ 3Zn(NO3)₂（aq）+ 硝酸

2NO（g）+ 4H2O（l） 4Zn（s）+ 10HNO₃（aq）——→ 4Zn(NO3)₂（aq）+ N2O（g）+ 5H2O（l） 4Zn（s）+ 10HNO₃（aq）——→ 4Zn(NO3)₂（aq）+ NH4NO₃（aq）+ 3H2O（l） 6KI（aq）+ 8HNO₃（aq）——→ 6KNO₃（aq）+ 3I₂（s）+ 2NO（g）+ 4H2O（l）