灌了这么多水也是终于发了点好货。。。

稀硝酸浓缩一直是一个重要课题，坛友对硝酸镁法多有尝试然而我却未见成功者。锂钐铪铌 坛友成功以硫酸法浓缩了硝酸。

如下图，由于共沸现象的存在，不加脱水剂（诸如硝酸镁、浓硫酸）难以获得浓硝酸。本文包括参考文献中“浓度”用质量分数表示。

实际操作中，应保持脱水剂（浓硫酸，硝酸镁）超过理论值相当一部分，即大过量。实际用量最好是理论值的1.1～1.2倍。

加入硝酸镁后得益于镁离子高的电荷密度，以及镁离子极高的水合能，水分子的孤对电子与之作用力较强，使水在混合液沸腾时在液面的蒸汽压降低。硝酸分子由于分子内部氢键使得其与镁离子的作用力减弱，而此时硝酸在液面上的蒸汽压无明显减小，于是气相组成中硝酸的浓度上升。突破共沸点。

First，硝酸镁法

硝酸镁可以由稀硝酸与氧化镁or碳酸镁反应制得，当然也可以直接买，但易被水表。

这“氧化镁”似乎可以让人猜到它的产地是天津。（无地域黑）

之前做的硝酸镁溶液，底下的灰色物质是转移液体时带入的“氧化镁”。由于容器太小，我的稀硝酸太稀，不得不反应一部分后把溶液倒入另一容器里，然后继续加酸反应。硝酸微过量。

硝酸镁高浓度时粘度奇大，故浓度一般取76%左右。浓缩得太浓也会浪费许多热能。

由于找不到硝酸镁溶液浓度密度对照表，也为了方便，用如图浓度-沸点曲线估计浓度。如果观察到温度在高于190摄氏度时，溶液不沸腾，即可。刚才说了，高浓度硝酸镁溶液粘度奇大，故我直接用蒸馏烧瓶浓缩，省的转移溶液麻烦。

先加入52%的硝酸镁溶液388g。（浓度用沸点法估出）温度计示数达193℃时停止加热。（减压条件下此温度应降低）

浓缩过程中。可以看到浓溶液呈一种糖浆质地，粘度高。

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视频中可以看到，硝酸镁浓溶液一遇冷就析出大量结晶，转移不便，不适用密度法测质量分数，故用本文之前所说的沸点法估计。

浓缩完成后，硝酸镁。硝酸镁略微水解，产生氢氧化镁使溶液变白。蒸发过程中我闻到些许酸味，也许是分解出的硝酸。

硝酸镁水解：Mg（NO3）2+2H2O===2HNO3+Mg(OH)2。

算出硝酸镁溶液的质量。388g*0.52/0.74=272.649g。忽略水解。取270g。

如图，本文中三元相图的使用方法是：先标出水的浓度（投入的硝酸中）与脱水剂的浓度（原脱水剂中而非三元混合物中）并连点成线，再寻找欲获得的硝酸浓度曲线和上一步所得线段的交点，最后以交点位置估值。例使用 76%Mg（NO3）2 55%HNO3，欲得90%成品酸，则先在图中标出硝酸镁 Mg（NO3）2 的质量分数和投入硝酸 HNO3中的水的质量分数。（1-55%=45%），计作A B点。连接两点，线段AB交曲90%HNO3于点K。

找到交点后，向这三个方向看，可得该三元混合物在1atm下沸腾时的气液相组成，以及沸点。例K点液相组成为20%HNO3 30%H2O 50%Mg（NO3）2，气相62%中含90%HNO3，沸点约为117摄氏度。于是可以算出投料比。也可以偷懒，线段KA/KB值即为稀硝酸/脱水剂的投料比。（质量）

觉得别扭？我也这么觉得。但是掌握这个方法可以减去许多计算量，有利于我们身心健康发展。

硝酸浓度密度对照表。

测出密度求得稀硝酸质量分数为50%

计算并查表知，欲获得80%的馏出酸，加入83g的稀硝酸。实际加入53g

开蒸！冷却水中加冰（可选）。瓶中产生大量二氧化氮。

还是以密度求浓度。求得馏出酸密度为1.38克每毫升，查表得馏出酸浓度为62.5%。

很显然，我没有获得预想中的80%的产品酸，这是为什么呢？接下来尝试解答一下。

1，我的硝酸镁是昨天晚上浓缩好的，烧瓶密封不严，加上最近温州天气潮湿，其可能吸潮使得其质量分数低于76%。

2，硝酸镁不纯。我制备硝酸镁的氧化镁来自天津某厂，稀硝酸来自南科，二者纯度不高。使得硝酸镁质量分数低于76%。

3，硝酸镁在我浓缩其溶液时水解，产生氢氧化镁，氢氧化镁溶于热水使得溶液沸点升高，使我误认为硝酸镁溶液浓度达标。

那么如何解决？

1，不能趁热投料，不然氮氧化合物和酸雾大量喷出。我们提前制得硝酸镁溶液后应该先密封后冷却。

2，买国药或者西陇等纯度可靠的厂家的氧化镁，稀硝酸用cip或者买标液。

3，减压蒸发。用串联的水老鼠（丐版水喷射真空泵，左口接要减压的容器，上口接流速尽可能快的水流，利用伯努力原理减压）：

或隔膜真空泵或蒸汽喷射泵进行减压浓缩，降低浓缩所达最高温以减弱硝酸镁水解。

Second 硫酸法。

此法利用硫酸分子与水分子之间强烈的氢键作用，而硝酸分子由于内部氢键使得其与硫酸分子的氢键作用被削弱，于是混合液沸腾时液面的水蒸汽分压减小。突破硝酸-水的共沸点。

三元相图，使用方法上文讲过了。

硫酸浓度密度对照表。方便大家。

测密度得硝酸浓度约为62%，kk浓度按80%计。（但是建议操作前先确定硫酸浓度，不同批次kk浓度有差别）利用三元相图算得欲获95%硝酸，硝酸/硫酸=7/20。取1/3。稀硝酸质量55g，故理论需kk165g。这里加入220g。实际操作建议硫酸大过量50至70g。

搭好装置。先加稀硝酸，然后加kk，加入kk时放热，产生些许二氧化氮和酸雾。开始蒸馏。

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蒸馏时，90摄氏度左右硝酸大量馏出。温度计示数上下浮动。操作时要注意温度计示数，不要超过110摄氏度。建议达到90度以上就停止加热，停热后温度计示数将先上升后下降。温度计示数低于90摄氏度后再加热。以此往复。否则水分馏出，冲淡产品酸。

称在称量硝酸前已经去皮。计算得硝酸密度为1.499g/ml。其质量分数在95%～96%之间。

可能有用而不知放哪儿的图。

业余条件，还是硫酸法更好。kk即买即用，方便便宜。然后浓缩完再把残余氮氧化物，水分蒸干，就可以最高得脱色的98%硫酸。当然kk可能还有磷酸或者别的杂质，就要日后去研究了。

还请大家多多讨论，多多指教。

参考文献：

1.《无机化工工业学》第二版、第三版 陈五平主编