Säuren zum Ätzen

Salpetersäure

Die Salpetersäure (HNO3) kommt beim Ätzen von Metallen zum Einsatz. Sie leitet sich vom (fünfwertigen) Stickstoff ab und ist seine bekannteste und stabilste Sauerstoffsäure. In der Natur findet man sie nur in Form ihrer Salze, der Nitrate.
Reine Salpetersäure ist eine farblose Flüssigkeit, die zusammen mit Wasser (max. 68% HNO3, sog. konzentrierte Salpetersäure) bei 87° C siedet. Diese konzentrierte Salpetersäure zersetzt sich leicht (Lichteinwirkung kann diesen Prozess beschleunigen) und weist oft einen gelblichen bis rotbraunen Farbton auf, da in ihr Stickstoffdioxid (NO2) gelöst ist. Mit dem Begriff „Rauchende Salpetersäure“ bezeichnet man reine 99%ige Salpetersäure, die freie Stickstoffdioxide in größerer Menge enthält. Sie kann manche leicht brennbare Stoffe entzünden und wirkt stark oxidierend.

Salpetersäure löst die meisten unedlen Metalle und Silber. Nicht von der Salpetersäure gelöst werden Edelmetalle wie Gold, Platin und Iridium. Wolfram, Titan, Zirkonium, Tantal ,Niob, und Hafnium weisen eine Passivität auf, die sie der Salpetersäure widerstehen lässt. Aufgrund dieser Eigenschaften war man in der Lage, Gold und Silber zu trennen, aus diesem Grund wurde die Salpetersäure früher auch als Scheidewasser bezeichnet. Wird sie mit Salzsäure (auch Königswasser genannt) gemischt, kann sie auch diese Edelmetalle auflösen. Aluminium und Eisen sind aufgrund ihrer Passivierung resistent gegenüber kalter Salpetersäure, Chrom ist resistent gegenüber heißer Salpetersäure.

Salpetersäure wird heute in den meisten Fällen nach dem Ostwald-Verfahren (seit 1908) hergestellt.

Sie entsteht als Ergebnis einer katalytischen Oxidation von Ammoniak. Ein Gemisch aus Ammoniak und Luft wird rasch (mit einer Berührungszeit von 1/5000s) durch heiße Platin-Rhodium-Netze (dienen als Katalysator) geleitet. Durch die hohe Geschwindigkeit erwärmt sich das Gemisch sehr stark. Bei einer von Temperatur 800°C entsteht Stickstoffmonoxid, das beim Abkühlen mit überschüssigem Sauerstoff zu Stickstoffdioxid wird und anschließend in Rieseltürmen mit Wasser reagiert (Ergebnis: etwa 60%ige Salpetersäure). Diese 60%ige Salpetersäure kann bis zu 68% konzentriert werden (geschieht durch Destillation). Dies entspricht einem Azeotrop mit Siedepunktmaximum (122°C). Werden höhere Konzentrationen gewünscht, lassen sie sich durch Entwässerung mit Magnesiumnitrat (Mg(NO3)2) erreichen. Eine alternative Methode ist die Behandlung von Distickstofftetroxid (N2O4) mit der stöchiometrisch nötigen Menge von Luft und Wasser.

In der Zeit vor 1908 (also vor Anwendung des Ostwald-Verfahrens) wurde Salpetersäure aus einer Erhitzung von Natriumnitrat (Chilesalpeter) mit Schwefelsäure gewonnen. Auch mit anderen Nitraten z.B. Ammonium- oder Kaliumnitrat gelingt diese Methode und sie eignet sich zudem für die Produktion von Salpetersäure im laborüblichen Mengen.

Die Salpetersäure kommt heute als einer der wichtigsten Grundstoffe in der chemischen Industrie zum Einsatz:

  • Als Gemisch mit Silber (Ergebnis: Silbernitrat) wird Salpetersäure in der Photoindustrie und zum Versilbern verwendet.
  • Nitrate entstehen aus einer Neutralisation der Salpetersäure mit Basen. Sie dienen als Düngesalz und Explosivstoffe.
  • Ein Gemisch aus Salpetersäure, Salzsäure (als Königswasser) und Gold wird zu Goldsalzen. Sie werden zum Vergolden eingesetzt.
  • Beim Beizen und Brennen von Metallen (in der grafischen und galvanischen Technik) greift man auf Salpetersäure zurück.
  • Ein Nitrieren von organischen Stoffen bei der Herstellung von Explosivstoffen, Farbstoffen, Desinfektionsmitteln und Heilmitteln geschieht mit Salpetersäure.

Eingesetzt wird Salpetersäure auch bei der Veresterung zur Herstellung von Explosivstoffen (Sprengöl), Celluloid, Nitro- und Zaponlacke, ebenso bei der Oxidation zur Polyester- und Polyamidherstellung (z.B. von Nylon).

Zur Nitrierung von organischen Verbindungen kommen auch Gemische aus Salpetersäure und Schwefelsäure (im Verhältnis 1Teil Salpetersäure : 2Teile Schwefelsäure) zum Einsatz. Diese Gemische werden als Nitiersäure bezeichnet.

Als Oxidator in der Raketentechnik (genauer: in Raketenstufen) diente Salpetersäure noch bis Ende der 1980er Jahre.

3 Kommentare to “Säuren zum Ätzen”

  1. Dipl.Ing.l.Reimann sagt:

    Frage:Wie ätze ich Edelstahl (V2A)? Salpetersäure,wie konzentriet?

  2. aetzen.de Redaktion sagt:

    Gibt es weitere Fragen und Antworten betreffend Säuren zum ätzen?

  3. Michael Hager sagt:

    welcher betrieb ätzt zirkonoxid-keramik?

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