รู้ก่อนใช้ กรดไนตริก ได้มาอย่างไร และนำไปทำอะไรได้บ้าง

ด้วยคุณสมบัติของ กรดไนตริกทำให้ถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างหลากหลายในด้านต่างๆ

ปัจจุบันนี้ปฏิเสธไม่ได้ว่า มีการนำสารเคมีหลากหลายชนิด มาประยุกต์ใช้ในงานด้านต่างๆ มากมาย หนึ่งในสารเคมีที่ถูกนำมาใช้งานภายในภาคอุตสาหกรรมมากเป็นอันดับต้นๆ คือ “กรดไนตริก” แต่เคยสงสัยกันหรือไม่ว่า สารเคมีตัวนี้มีที่มาหรือเกิดมาจากอะไร ใช้ทดสอบกับอะไรได้บ้าง ทำไมถึงถูกนำมาใช้งานอย่างแพร่หลาย วันนี้เราจึงจะพามาทำความรู้จักถึงที่มาของกรดไนตริกกันให้มากขึ้น ว่าเกิดมาจากอะไร มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะทางด้านเคมีอะไรบ้าง ที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ ได้ ไปจนถึงข้อควรระวังและความอันตรายของกรดไนตริกที่ไม่ควรละเลยในการใช้งานด้วย

กรดไนตริก เกิดจากอะไร?

กรดไนตริก (Nitric acid) หรือ ที่ผู้คนทั่วไปเรียกว่า กรดดินประสิว เป็นกรดที่เกิดจากการสังเคราะห์ขึ้นเมื่อประมาณ ค.ศ. 800 ค้นพบโดย อบูมูซา จาบิร อิบนุฮัยยาน (Abu Musa Jabir Ibn Hayyan) หรือ จีเบอร์ (Geber) นักเคมีและนักฟิสิกส์ ชาวมุสลิม บิดาแห่งวิชาเคมี กรดไนตริกบริสุทธ์ 100% จะมีลักษณะเป็นของเหลว โดยปราศจากน้ำเจือปน จะเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่นอยู่ที่ 1,552 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร และจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิ -42 °C ลูกบาศก์ ออกมาในรูปของผลึกสีขาว และมีจุดเดือดอยู่ที่อุณหภูมิ 83 °C และยังสามารถเดือดได้ในอุณหภูมิห้องที่มีแสงสว่างที่มากพอ และจะเกิดปฏิกิริยาการสลายตัวในรูปแบบไนโตรเจนไดออกไซด์ จึงควรเก็บกรดไนตริกไว้ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า 0 °C เพื่อกันการสลายตัว

กรดไนตริกบริสุทธิ์ จะมีความใส ไม่มีสี แต่เมื่อมีการเก็บไว้เป็นเวลานานจะทำให้กรดมีสีเหลือง เนื่องจากมีส่วนประกอบของ ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) หากกรดมีความเข้มข้นสูงเกินกว่า 86% จะมีไอระเหยของกรดขึ้นมา ไอของกรดที่ระเหยออกมาจะเป็นสีขาว หรืออาจเป็นสีแดงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไนโตรเจนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้น รวมถึงอุณหภูมิด้วย

การสังเคราะห์กรดไนตริก

กรดไนตริก สามารถสังเคราะห์ขึ้นได้จากการผสมก๊าซไนโตเจนไดออกไซด์เข้ากับน้ำ ภายใต้บรรยากาศที่ประกอบไปด้วยออกซิเจน จะทำให้เกิดปฏิกิริยารีแอคชั่นออกซิไดซ์ จนได้เป็นกรดไนตรัส (HNO2) และกรดไนตริก (HNO3) ขึ้น หากต้องการเพิ่มความเข้มข้นให้กับกรดไนตริกที่เจือจาง ก็สามารถทำได้ด้วยวิธีการ “กลั่น” จนกระทั่งได้ความเข้มข้นของกรดที่ 68% ถึงจุดนี้ ส่วนผสมอะซีโอโทรปิค หรือ ของเหลวผสมที่มีจุดเดือดสูงสุดและต่ำสุด ที่สามารถกลั่นออกโดยไม่มีการสลายตัวและเป็นสัดส่วนที่แน่นอน ซึ่งประกอบไปด้วย น้ำ 32% ในการเพิ่มให้มีความเข้มข้นมากขึ้นต้องอาศัยการกลั่นด้วยกรดซัลฟูริก ที่ทำหน้าที่เป็นสารดักจับน้ำ (dehydrating agent) โดยกระบวนการกลั่นในห้องปฏิบัติการจะอยู่ภายใต้การลดแรงดัน เพื่อไม่ให้เกิดการสลายตัว และต้องใช้วัสดุที่ทำจากแก้วทั้งหมด

อีกวิธีการหนึ่งในการสังเคราะห์กรดไนตริกคือ การสร้างขึ้นจากการนำ โปแตสเซียมไนเตรด(KNO3) กับ กรดซัลฟูริกความเข้มข้น 96% (H2SO4) ที่มีน้ำหนักเท่ากันทั้งสองอย่าง มาผ่านการกลั่นอุณหภูมิ 83 °C ซึ่งเป็นจุดเดือดของกรดไนตริก จนเกิดปฏิกิริยาเคมี ทำให้เหลือผลึกสีขาวของโปรแตสเซียมไฮโดรเจนซัลเฟต (KHSO4) ออกมา และเกิดไอสีแดงซึ่งอาจเปลี่ยนเป็นไอสีขาวของกรดไนตริก หรือเรียกการสังเคราะห์ที่ได้นี้อีกอย่างว่า การสังเคราะห์กรดไนตริกจาก คอปเปอร์ไอออนทูไนเตรด (copper(II) nitrate)

กรดไนตริกสังเคราะห์ในงานอุตสาหกรรมและการพาณิชย์

กรดไนตริกที่ใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ จะใช้สารละลายที่มีความเข้มข้นของกรดอยู่ที่ 52% ถึง 68% ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า Ostwald ด้วยวิธีการออกซิไดซ์แอมโมเนีย จนได้ผลผลิตสุดท้ายที่สร้างก๊าซไนโตรเจน ก๊าซไฮโดรเจน และออกซิเจน เพื่อการจำหน่ายเชิงพาณิชย์ และใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมต่อไป 

คุณสมบัติเฉพาะของกรดไนตริก

กรดไนตริกมีคุณสมบัติที่สามารถละลายในน้ำได้ทุกอัตราส่วน ที่ความเข้มข้น 68% และสามารถทำให้ ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ละลายได้ตามปัจจัยความเข้มข้นของออกไซด์ ความดันไอที่อยู่เหนือของเหลว และอุณหภูมิ ที่จะแสดงออกมาเป็นสีที่แตกต่างกัน

แน่นอนว่ากรดไนตริก มีคุณสมบัติเด่นทางกรดอยู่มากกว่า ความเป็นด่าง ซึ่งเมื่อกรดไนตริกทำปฏิกิริยากับด่างออกไซด์พื้นฐาน และคาร์บอเนต จะก่อให้เกิดสารประกอบในรูปของ เกลือ ขึ้น เช่น เมื่อเจอเข้ากับโลหะ กรดไนตริกจะทำปฏิกิริยากับโลหะและได้เกลือซึ่งจะมีสถานะออกซิไดซ์ที่สูงขึ้น โลหะที่เจอกับเกลือจึงเกิดการกัดกร่อนที่รุนแรงต่อกัน ดังนั้นกรดไนตริกจึงสามารถกัดกร่อนวัตถุจำพวกโลหะ และอัลลอยส์ได้

 

ประโยชน์และการใช้กรดไนตริก

ด้านประโยชน์ของกรดไนตริก มีมากมาย ซึ่งมีการนำกรดไนตริกมาประยุกต์ใช้ทั้งกับทางด้านอุตสาหกรรม ภายในกระบวนการผลิตเครื่องอุปโภคต่างๆ ด้านเกษตรกรรม ในการใช้เป็นส่วนผสมของสารสำหรับป้องกัน และกำจัดเชื้อรา หรือปุ๋ย ทางการแพทย์และเภสัชกรรม ในการใช้เป็นส่วนผสมของยาฆ่าเชื้อ และใช้ทางการทหาร เป็นต้น

  1. ด้านอุตสาหกรรม นิยมนำมาเป็นส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดชนิดต่างๆ ใช้เป็นสารเร่งปฏิกิริยา ใช้เป็นตัวทำละลาย ตัวทำละลายโลหะโดยเฉพาะเหมืองทองคำ
  2. ด้านการเกษตร ใช้สำหรับการฆ่าเชื้อ และป้องกันเชื้อราในผลผลิตทางการเกษตร
  3. ด้านครัวเรือน ใช้สำหรับการฆ่าเชื้อ และล้างทำความสะอาดผักผลไม้ในครัวเรือน
  4. ห้องปฏิบัติการ ใช้สำหรับปรับความเป็นกรดของสารละลายตัวอย่าง ใช้สำหรับปรับความเป็นกรดของน้ำตัวอย่างเพื่อช่วยป้องกันการเติบโตของจุลินทรีย์ แพลงก์ตอนพืช ป้องกันการสังเคราะห์แสง และป้องกันการตกตะกอนของโลหะ ละลายโลหะไม่ให้จับจับภาชนะเก็บตัวอย่าง โดยเฉพาะการเก็บตัวอย่างน้ำสำหรับการวิเคราะห์ค่า TKN TP COD และโลหะหนัก

กรดไนตริก ยังสามารถใช้ในการปรับสภาพความเป็นกรด-ด่างของสารละลาย รวมถึงการใช้ปรับความเป็นกรดของคุณภาพน้ำ เพื่อช่วยป้องกันการตกตะกอนของโลหะหนักหรือการเกาะติดของโลหะหนักกับภาชนะ รวมถึงป้องกันการเติบโตของจุลินทรีย์ได้ด้วย

อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติเด่นของกรดไนตริกคือ ความเป็นกรด ด้วยสามารถในการทำออกซิไดซ์ที่สูงมาก จนเกิดปฏิกิริยาการกัดกร่อนที่รุนแรงต่อวัตถุจำพวกโลหะแทบทุกชนิด ยกเว้นโลหะตระกูลมีค่าจำพวก ทองคำ เงิน เพลตตินั่ม พลาลาเดียม รูธีเนี่ยม โรเดี่ยม ออสเมี่ยม และอิริเดี่ยม ดังนั้นจึงเกิดการใช้ประโยชน์ด้วยการนำกรดไนตริกไปเป็นสารในการทดสอบเพื่อแยกโลหะมีค่าออกจากโลหะอื่นๆ เช่น การนำไปทดสอบ เครื่องประดับทองคำว่า เป็นทองคำแท้หรือไม่ หากเป็นทองคำแท้ กรดไนตริก จะไม่ทำปฏิกิริยาใดๆ นั่นเอง นอกจากนี้ กรดไนตริกยังถูกนำไปใช้ทดสอบเพื่อการทดลองโปรตีนในอาหารอีกด้วย เพราะกรดไนตริกสามารถทำปฏิกิริยาได้กับทั้งสารอินทรีย์ และสารอนินทรีย์นั่นเอง

 

 

 

ข้อควรระวัง

กรดไนตริก ถือเป็นกรดที่เป็นอันตรายชนิดหนึ่ง หากมีการสัมผัส สูดดม หรือนำเข้าสู่ร่างกาย จะก่อให้เกิดอาการระคายเคืองอย่างรุนแรง ต่อทั้งระบบทางเดินหายใจ ผิวหนัง ดวงตา และระบบอวัยวะภายในร่างกาย จนอาจทำให้ถึงแก่ชีวิตได้ ดังนั้นจึงต้องระวังเป็นอย่างยิ่งในการนำกรดไนตริกมาใช้งาน ควรมีการป้องกันอย่างรัดกุมของร่างกาย รวมไปถึงต้องระวังเป็นอย่างยิ่งในการใช้กรดไนตริกกับสารบางชนิด ที่อาจก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่อันตราย เช่น การระเบิดขึ้นได้ การควบคุมอุณหภูมิขณะใช้งานมีความสำคัญก็เช่นกัน

นี้จึงเป็นคุณประโยชน์ และ โทษ ของ กรดไนตริก ซึ่งถือเป็นกรดที่ค่อนข้างอันตราย ควรใช้อย่างระมัดระวังและเหมาะสม อีกทั้งยังต้องซื้อจากแหล่งที่มาที่สามารถระบุได้ ว่ามีมาตราฐาน สินค้าได้รับการันตีคุณภาพจากผู้จำหน่าย ดังนั้นหากต้องการ กรดไนตริก ที่ มีมาตราฐาน และ คุณภาพนั้น เราขอแนะนำ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ซึ่งเป็นผู้นําด้านการจําหน่าย และ นำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด คลอรีน กรดไนตริก กรดน้ำส้ม โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ ซึ่งทั้งหมดนี้ได้ผ่านการคัดสรรคุณภาพมากจากทางเราท่านจึงมั่นใจได้ว่าจะได้สินค้าที่ได้มาตรฐานและปลอดภัยต่อกระบวนการผลิตสำหรับอุตสาหกรรมของคุณ

 สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม กรดไนตริก หรือเคมีภัณฑ์ได้ที่