Descreva como obter o ácido nítrico a partir dos elementos que o formam. Na sua descrição devem constar as matérias-primas, suas fontes, formas de obtenção e todas as reações envolvidas.
A obtenção do ácido nítrico a partir dos elementos que o formam exige, na prática, a preparação prévia da amônia, pois o processo industrial moderno produz pela oxidação catalítica da amônia. Assim, a sequência envolve nitrogênio do ar, hidrogênio obtido industrialmente e, em seguida, o processo de Ostwald.
As matérias-primas fundamentais são nitrogênio, hidrogênio, oxigênio e água.
O nitrogênio é obtido do ar atmosférico, por separação do ar liquefeito. O hidrogênio pode ser obtido industrialmente por reforma a vapor do gás natural ou por eletrólise da água. O oxigênio também vem do ar. A água entra na etapa final de absorção dos óxidos de nitrogênio.
A primeira etapa é a síntese da amônia pelo processo de Haber-Bosch: Essa etapa fornece a matéria-prima imediata para o processo de Ostwald.
No processo de Ostwald, a amônia é oxidada cataliticamente pelo oxigênio do ar, em geral sobre platina-ródio: Catalisador: liga de platina e ródio.
O monóxido de nitrogênio formado é então oxidado pelo oxigênio do ar: Em equilíbrio com , esse dióxido de nitrogênio segue para a etapa de absorção.
O dióxido de nitrogênio é absorvido em água, formando ácido nítrico e regenerando monóxido de nitrogênio: O produzido pode ser reciclado e novamente oxidado a :
Desse modo, o processo torna-se mais eficiente.
Somando as etapas do processo de Ostwald, a transformação global pode ser representada de forma simplificada por: Se a origem for descrita a partir dos elementos, inclui-se antes a síntese da amônia:
O ácido nítrico é obtido industrialmente a partir do nitrogênio do ar e do hidrogênio, inicialmente convertidos em amônia pelo processo de Haber-Bosch. Em seguida, a amônia é oxidada a , depois a , e finalmente absorvida em água, gerando . Portanto, as etapas centrais são: