最近有人问工业硝酸和试剂发烟硝酸的区别。这个话题第一次说应该是十多年前了。之所以人们反复问，除了懒的因素，主要是网上的资料乱七八糟，关于什么叫“发烟硝酸”，国内的几个百科尽管互相抄袭，此时却破天荒的各执一词。考虑到硝酸在火炸药工业中的地位十分重要，这次干脆写个主题。

言归正传。

硝酸的化学式是HNO3，纯净的HNO3是无色透明的沉重液体，密度约1.503g/cm3(25℃)。硝酸不很稳定，纯净的硝酸在室温下也会有少量分解，见光后尤快。分解产生的二氧化氮溶解在没有分解的硝酸中，使之变成淡黄色液体。因此，高浓度的硝酸常常是淡黄色液体。

浓硝酸具有很强的挥发性，挥发的硝酸形成浓烈的酸雾。这种酸雾呈白色。硝酸可以与水按任意比例互溶，尽管很稀的硝酸也会缓慢的挥发，但是并不形成酸雾。

硝酸与水能够形成恒沸溶液，此时HNO3的百分数为69.2%，沸点约120℃。当采用蒸馏法提纯硝酸时，不论早期以稀硝酸为起点，还是现代买工业浓硝酸来制备，得到接近恒沸点的硝酸是比较经济的，因此，试剂硝酸的浓度通常在65-68%。

1、关于发烟硝酸

浓的硝酸因为挥发而产生酸雾。在工业史上，工人们对烟和雾没有严格的区分，加上冒烟相比冒雾更符合语言的发展规律，因此，当人们看到浓硝酸冒雾，就称这种硝酸“发烟”。需要强调，不论是稀硝酸还是浓硝酸，它们发烟的性质是相同的。因此，68%的硝酸也可以“发烟”并被称为发烟硝酸——只要不引起误会，这种称法并无原则错误——因为整个称法都是习惯而已。

但是工业上很少生产稀硝酸。首先是工业制法能够得到接近于纯净的硝酸；其次，稀硝酸会腐蚀绝大多数金属，耐操的金属都很贵，这就给储存和运输带来了很大麻烦：硝酸的产量是万吨级别的，总不可能都拿玻璃瓶装。再次，硝酸很便宜，运费却很贵，明明有纯的可以运，谁会去运水？需要稀硝酸也很简单——购进纯硝酸，然后掺水。

发烟硝酸是工业中先流行起来的叫法，它与试剂其实没有什么关系。当前主要生产很浓的硝酸，所以现在人们谈到发烟硝酸，习惯的默认这种硝酸很浓。但是，到底多浓才叫发烟硝酸，那就看心情了。

上述关于发烟的解释已经流行很久了，它没有形成什么混乱。关于发烟硝酸的称法的凌乱，是从专门生产另一种所谓的硝酸——二氧化氮硝酸溶液开始的。

火箭燃料需要单位体积的硝酸携带更多的氧，因此工业上开始特意生产溶解有大量二氧化氮的硝酸（而此前都是吹白了再出厂）。二氧化氮与四氧化二氮之间会相互转化，溶液中总是存在大量二氧化氮。在非密闭环境中，二氧化氮会从溶液中喷薄而出，形成浓烈的红烟。这种有色气体扩散到空气中的现象，不符合雾在微观上由小液滴组成的定义，也不符合烟的定义。它就是一种气体扩散而已。不过群众的语言总是生动的，叫发烟，大家都能懂。

这就出现了两种不同的发烟机制，一种是硝酸的挥发，一种是二氧化氮和硝酸的共同挥发。为了便于区分，人们就把前者称为“白烟硝酸”，后者称为“红烟硝酸”。外语中也有对应的名词，分别是White fuming nitric acid和Red fuming nitric acid。

需要留意的是，红烟硝酸并不必须首先是纯的硝酸。含有不太多水的硝酸也可以溶解二氧化氮并保持暂时的稳定。这些溶解的二氧化氮并不会与水很快的反应生成硝酸和一氧化氮。比如把二氧化氮通入68%的试剂硝酸中，也能让该硝酸变黄，甚至发出红烟。工业上为了使二氧化氮与水的反应进行，可谓煞费苦心。

通常提到的工业硝酸，是指白烟硝酸。红烟硝酸并不常用。工业硝酸出厂前需要经过漂白，即用压缩空气吹除其中尚未反应的二氧化氮。质量上乘的工业硝酸基本上是无色液体或者略带一点黄色。火炸药工业惧怕二氧化氮，所以必须使用白烟硝酸。

试剂级的“发烟硝酸”是使用工业硝酸蒸馏获得的。蒸馏过程必然损失浓度，因此硝酸含量比工业硝酸低。在提纯的过程中，部分硝酸分解，变成二氧化氮溶解在产品里，因此是红色或黄色液体，冒黄烟（二氧化氮不太够，混在白烟中不够红）。尽管有这些损失，但是通过提纯，控制住了对化学分析有害的杂质含量（尤其是金属离子）。试剂“发烟硝酸”和上面提到的工业红烟硝酸尽管本质上都溶解有二氧化氮，但是概念不一样：工业红烟硝酸是要保证二氧化氮含量的，而试剂发烟硝酸没得准，看运气。

当然，上面说的“试剂发烟硝酸”只是指市面上能买到的产品，并不包含某些特殊情况。试剂级“发烟硝酸”是为了满足实验室对于浓度和杂质含量的双重要求而搞出来的东西，是一种奇葩的存在。而在比如火箭燃料研制等特殊用途中，很可能还有规定NO2含量的试剂红烟硝酸。

2、试剂硝酸和工业硝酸的区别

除非特殊订货，硝酸的品质已经由相关的国标或行业标准规定好了。看看这些标准就知道它们的区别。

首先看下试剂“发烟硝酸”的要求：（HG/T 3447-2003）

可以看出，对多种杂质有规定，但对二氧化氮（以及亚硝酸）含量没规定。

再看看工业浓硝酸（白烟硝酸）的要求：（GB/T 337.1-2014）

浓度比试剂高，但对杂质的要求比试剂低多了，对于金属离子的含量要求统一包含在灼烧残渣一项中。

再来看试剂稀硝酸（GB/T 626-2006）


以及工业稀硝酸（GB/T 337.2-2014）

试剂稀硝酸同样有比工业稀硝酸严格得多的杂质指标。由于工业稀硝酸不存在使用硫酸法浓缩的情况，因此没有硫酸的控制指标。

最后，关于红烟硝酸，是由国家军用标准GJB754-89所规定的。

这是20L的技术标准。20L是采用磷酸作为缓蚀剂的产品，而20S采用氟化氢，27L采用氟化氢+磷酸。可以看出，红烟硝酸是允许含有水分的。而它的密度提高到了1.6，更适合于火箭应用。

3、关于名称的建议

为了避免混淆，并从辞源上考虑，建议凡指明“发烟硝酸”，均特指富含二氧化氮的浓硝酸。历史上也是在红烟硝酸作为火箭燃料批量供应以后，发烟硝酸才成为流行的称呼。对于二氧化氮含量很少的工业浓硝酸、无水硝酸等，建议直接称呼其为硝酸。工业上的习惯叫法也是如此，凡谈硝酸，就是指（97-98%）工业浓硝酸。

[剧终]