Ácido Nítrico

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O ácido nítrico, em diversas concentrações, é utilizado para fabricação de corantes, ésteres orgânicos, nitrificação de compostos alifáticos e aromáticos, tais como o ácido pícrico e a nitrocelulose. É usado na produção de ácido benzóico e ácido adípicoe ácido tereftálico para a produção do polímero politereftalato de etileno (PET).

1.2.2 Limpeza e removedor de obstruções

Soluções aquosas comercialmente disponíveis com 5-30% de ácido nítrico e 15-40% de ácido fosfórico são comumente usadas para limpeza de equipamento de alimentos e laticínios principalmente para remover precipitados de compostos de cálcio e magnésio. Ácido nítrico, em um meio de alta concentração, é usado como um removedor de obstruções de baixo custo.

1.2.3 Digestão de amostras para análise química

Em análise elementar por espectrometria de massas com fonte de plasma de acoplamento indutivo, espectrometria de emissão atômica com fonte de plasma de acoplamento indutivo, GFAA, e espectrofotometria e espectroscopia de absorção atômica de chama, ácido nítrico diluído (0,5 a 5,0 %) é usado como um composto matriz para a determinação de sais metálicos em soluções.

1.2.4 Indústria da madeira

Em baixas concentrações, cerca de 10%, ácido nítrico é frequentemente usado para artificialmente envelhecer pinho e bordo. A cor produzida é um cinza-dourado muito semelhante ao de madeira com acabamento encerado ou acabado ao óleo.

1.2.5 Propelente de foguetes

O ácido nítrico fumegante branco inibido pode ser usado como um oxidante em combustível líquido de foguetes. O ácido nítrico fumegante vermelho inibido foi um dos três combustíveis líquidos do míssil BOMARC. Usou-se ácido nítrico a 100% como oxidante com a anilina, o álcool furfurílico e outros produtos orgânicos, em combustível para foguetes.

1.2.6 Indústria de metais

Sozinho, o ácido nítrico é muito útil em metalurgia e refino e reage com a maioria dos metais. O ácido nítrico é usado diretamente, como um oxidante ácido na separação da prata e do ouro, na decapagem de latão e na gravação em metal.

Operadores com aço usam-no, na preparação do aço, para remoção de crostas em aço inoxidável, para gravação. É usado em galvanoplastia. A indústria de impressão usa-o como agente de gravação em litografia e fotogravura. Pelos mesmos motivos, é usado na indústria de joalheria.

1.2.7 Outros usos

O ácido nítrico, em diversas concentrações, é utilizado para fabricação de fibras sintéticas, seda artificial, rayon (nitração), nylon, terylene, etc. As indústrias de couro, tintas e vernizes, corante e de plásticos dependem do ácido nítrico devido à nitração. Além disso, pode ser aplicado na indústria de borracha, como reagente de borracha sintética e como solvente para borracha composta e vulcanizada.

É também usado para produzir iniciadores pirotécnicos para detonadores de explosivos e na acidulação de rocha fosfática, substituindo o ácido sulfúrico.

Por fim, o ácido nítrico foi fundamental na indústria fotográfica, enquanto as únicas películas existentes eram as de nitrocelulose, posteriormente substituídas pelo acetato de celulose, menos combustível.

2. Descrição do processo

A produção moderna de ácido nítrico é praticamente uma extensão da produção de amônia. A síntese de Haber-Bosch antecede o processo de Ostwald, ambas responsáveis pelas mais tradicionais sínteses inorgânicas da indústria química. Além do processo de Ostwald existem outros meios para a produção de ácido nítrico, como diretamente do ar, porém devido a fatores econômicos e energéticos não utiliza-se esses meios.

O processo de Ostwald é dividido em três etapas: oxidação da amônia, oxidação do óxido nítrico e absorção em água.

Etapa 1: Oxidação da Amônia

A primeira etapa do processo de produção de ácido nítrico consiste na oxidação da amônia pela queima com oxigênio do ar. Ocorre a partir de uma mistura de amônia e ar na proporção de 1:9 à aproximadamente 760°C e pressão entre 4 e 10 atmosferas (400- 1010 kPa), essa mistura alimenta um conversor catalítico que pode ser resumido de acordo com a reação (3).

[pic 3]

Nota-se que esta etapa é extremamente exotérmica, e portanto, pode ser útil como uma fonte de calor, uma vez que é iniciada pela energia de ativação.

Etapa 2: Oxidação do óxido nítrico

A segunda etapa, também exotérmica, trata-se da oxidação do óxido nítrico para a formação do dióxido de nitrogênio, representada pela reação (4).

[pic 4]

A segunda etapa da reação ocorre juntamente com a primeira etapa, porém outras reações paralelas indesejáveis estão presentes, como por exemplo, uma que envolve o dióxido de nitrogênio.

Etapa 3: Absorção em água

A última etapa do processo de produção de ácido nítrico é a absorção do dióxido de nitrogênio em água, o qual produz ácido nítrico e óxido nítrico, esse último podendo ser condensado a37,8 °C e reciclado para a reoxidação. A reação que representa essa absorção é a (5).

[pic 5]

É possível adicionar oxigênio à essa etapa do processo e produzir ácido nítrico, como forma alternativa, isso ocorre de acordo com a reação (6):

[pic 6]

Porém, na reação (6) o oxigênio acaba por participar de uma reação indesejada, representada pela reação (7):

[pic 7]

Nessa forma alternativa de produção de ácido nítrico, além da corrente de ar na alimentação, uma segunda corrente de ar entra na coluna de absorção para oxidar o NO e remover o NO2 produzindo tanto na oxidação, como na reação indesejada, podendo ser reciclado.

Operações a pressões mais altas conduzem à produção de ácido nítrico de maior concentração por aumentar a absorção em água e aumentar a pressão parcial de NOx. O produto final da torre de absorção possui uma concentração