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濃硝酸

濃硝酸

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 極めて強い酸化作用を持つ一価の強酸であり、通常の酸には溶けない銅や銀なども酸化して溶解させる性質がある。
  • 濃塩酸体積比1:3で混合することで、金や白金をも溶解可能な「王水」の原料となる。
  • 鉄、アルミニウム、ニッケルなどの金属に対しては、表面に緻密な酸化被膜を形成する「不動態」を生じさせ、内部の溶解を阻止する。

解説

濃硝酸は、化学反応において非常に強力な酸化剤として働きます。一般的な金属と酸の反応では、イオン化傾向が水素より大きい金属が水素を発生させながら溶けますが、濃硝酸の場合はその強い酸化力により、イオン化傾向が小さい銅や銀なども反応に巻き込みます。この際、発生する気体は水素ではなく、主に赤褐色の二酸化窒素(NO₂)である点が大きな特徴です。

また、金属の反応性を考える上で「王水」の存在は欠かせません。金は非常に安定した金属ですが、濃硝酸の酸化力と濃塩酸の塩化物イオンによる錯イオン形成能力が組み合わさることで、初めて溶解が可能となります。実験や工業プロセスにおいて、どの金属がどの薬品に溶けるのかを判断する基準として、濃硝酸の性質を理解することは非常に重要です。

コラム

工業的な製法としては、アンモニアを原料に白金触媒を用いて酸化させる「オストワルト法」が採用されています。また、濃硝酸は光や熱によって分解しやすく、分解すると二酸化窒素を生じて黄色味を帯びるため、褐色瓶に入れて冷暗所で保存する必要があります。なお、希硝酸と濃硝酸では反応時に発生する気体が異なり、希硝酸では主に一酸化窒素(NO)が発生することも試験頻出のポイントです。

小学生のみなさんへ

濃硝酸のうしょうさんは、とても強い力を持った「酸」という種類の液体です。ふつうの酸では溶かすことができない銅や銀などの金属も、この液体を使うと溶かすことができます。

みなさんは「金」を知っていますね。金はとても強くて、どんな液体にも溶けないイメージがありますが、この濃硝酸のうしょうさんと別の強い薬を混ぜることで、なんと金を溶かすことができる「王水おうすい」という特別な液体を作ることができます。

ただし、鉄やアルミニウムなどは、この液体に入れると表面に強い膜ができてしまい、逆に溶けなくなるという不思議な性質も持っています。とても危険な薬なので、実験で見るときは先生の指示をしっかり聞きましょう。

ルラスタコラム

濃硝酸が入っているビンを見たことがありますか?実は、光に当たると分解して壊れてしまう性質があるため、光を通しにくい「茶色のビン」に入れて、暗くて涼しい場所に保管するという決まりがあるんですよ。

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