- Будова азотної кислоти
- Властивості
- Хімічні назви
- Фізичний опис
- Молекулярна маса
- Константа дисоціації
- Точка плавлення
- Точка кипіння
- Солеутворення
- Пожежний потенціал
- Розкладання
- Відновлюючий засіб
- Окислювач
- Номенклатура
- Синтез
- Ризики
- Програми
- Виробництво солей діазонію
- Усунення азиду натрію
- Синтез оксимів
- У сольовому вигляді
- Список літератури
Азотистая кислота є слабкою неорганічної кислоти, хімічна формула HNO 2 . Він міститься переважно у водному розчині блідо-синього кольору. Він дуже нестійкий, і швидко розпадається на оксид азоту, NO і азотну кислоту, HNO 3 .
Зазвичай він міститься у водному розчині у вигляді нітритів. Він також природним чином надходить з атмосфери в результаті реакції оксиду азоту з водою. Там, зокрема в тропосфері, азотна кислота втручається в регуляцію концентрації озону.
Розчин азотної кислоти в склянці. Джерело: Не надано машиночитаного автора. Божевільний вчений ~ commonswiki припускав (на основі претензій щодо авторських прав).
На зображенні вище показано розчин HNO 2, де видно характерний блідо-синій колір цієї кислоти. Синтезується шляхом розчинення у воді триоксиду азоту, N 2 O 3 . Так само це продукт підкислення розчинів нітриту натрію при низьких температурах.
HNO 2 мало комерційне, тому що використовується у формі нітриту для консервування м'яса. З іншого боку, його використовують у виробництві азобарвників.
Застосовується разом із тіосульфатом натрію при лікуванні хворих на отруєння ціанідом натрію. Але він є мутагенним агентом, і вважається, що він може викликати заміни в базах ланцюгів ДНК, через окислювальне дезамінацію цитозину та аденіну.
Азотна кислота має подвійну поведінку, оскільки може вести себе як окислювач або як відновник; тобто він може бути знижений до NO або N 2 , або окислений до HNO 3 .
Будова азотної кислоти
Цис (лівий) і транс (правий) ізомери з відповідними молекулярними структурами HNO2. Джерело: Бен Міллс.
На верхньому зображенні показана молекулярна структура азотної кислоти за допомогою сферичних і стрижневих моделей. Атом азоту (синя сфера) розташований у центрі структури, утворюючи подвійний зв’язок (N = O) та єдиний зв’язок (NO) з атомами кисню (червоні сфери).
Зверніть увагу, що атом водню (біла сфера) пов'язаний з одним з кисню, а не безпосередньо з азотом. Отже, знаючи це, структурна формула HNO 2 є або, і немає такого зв'язку HN (оскільки хімічна формула може привести вас до думки).
Молекули на зображенні відповідають молекулам газової фази; у воді вони оточені молекулами води, які можуть сприймати іон водню (слабко), утворюючи іони NO 2 - і H 3 O + .
Їх структури можуть приймати дві форми: цис або транс, які називаються геометричними ізомерами. У цис-ізомері атом Н затьмарений сусіднім атомом кисню; в той час як у транс-ізомері обидва знаходяться в проти- або протилежних положеннях.
У цис-ізомері можливе утворення внутрішньомолекулярного водневого мосту (OH-NO), який може порушити міжмолекулярні (ONOH-ONOH).
Властивості
Хімічні назви
-Азотна кислота
-Діоксонітна кислота (III)
-Нітрозил гідроксид
-Гідроксидоксидонітроген (систематична назва IUPAC)
Фізичний опис
Блідо-синя рідина, що відповідає розчину нітриту.
Молекулярна маса
47,013 г / моль.
Константа дисоціації
Це слабка кислота. Його pKa становить 3,35 при 25ºC.
Точка плавлення
Це відомо лише в розчині. Тому його температуру плавлення неможливо обчислити, а також не можна виділити кристали.
Точка кипіння
Оскільки він існує не в чистоті, а у воді, вимірювання цієї властивості не є точними. З одного боку, це залежить від концентрації HNO 2 , а з іншого - нагрівання викликає його розпад. Ось чому точна температура кипіння не повідомляється.
Солеутворення
Утворює водорозчинні нітрити з Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ . Але він не утворює солі з полівалентними катіонами, такими як: Al 3+ та / або Be 2+ (через високу щільність заряду). Він здатний утворювати стійкі ефіри зі спиртами.
Пожежний потенціал
Вогненебезпечний хімічними реакціями. Може вибухнути при контакті з фосфором трихлоридом.
Розкладання
Це дуже нестійка сполука, і у водному розчині вона розкладається на оксид азоту та азотну кислоту:
2 HNO 2 => NO 2 + NO + H 2 O
4 HNO 2 => 2 HNO 3 + N 2 O + H 2 O
Відновлюючий засіб
Азотна кислота у водному розчині відбувається у вигляді іонів нітриту NO 2 - , які проходять різні реакції відновлення.
Реагує з іонами I - і Fe 2+ у вигляді нітриту калію з утворенням оксиду азоту:
2 KNO 2 + KI + H 2 SO 4 => I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 2
Нітрит калію в присутності іонів олова редукується до утворення закису азоту:
KNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 => 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl
Нітрат калію знижується на Zn у лужному середовищі, утворюючи аміак:
5 H 2 O + KNO 2 + 3 Zn => NH 3 + KOH + 3 Zn (OH) 2
Окислювач
Крім того, що є відновлювачем, азотна кислота може втручатися в процеси окислення. Наприклад: він окислює сірководень, перетворюючись на оксид азоту або аміак, залежно від кислотності середовища, в якому відбувається реакція.
2 HNO 2 + H 2 S => S + 2 NO + 2 H 2 O
HNO 2 + 3 H 2 S => S + NH 3 + 2 H 2 O
Азотна кислота в кислому середовищі pH може окислювати йод йоду до йоду.
HNO 2 + I - + 6 H + => 3 I 2 + NH 3 + 2 H 2 O
Він також може діяти як відновник, діючи на Cu 2+ , викликаючи азотну кислоту.
Номенклатура
HNO 2 можна надати інші назви, які залежать від типу номенклатури. Азотна кислота відповідає традиційній номенклатурі; діоксонітна кислота (III), до номенклатури запасів; і діоксонітрат водню (III), до систематичного.
Синтез
Азотна кислота може бути синтезована розчиненням триоксиду азоту у воді:
N 2 O 3 + H 2 O => 2 HNO 2
Інший спосіб приготування складається з реакції нітриту натрію NaNO 3 з мінеральними кислотами; такі як соляна кислота і бромистоводнева кислота. Реакцію проводять при низькій температурі і азотисту кислоту витрачають in situ.
NaNO 3 + H + => HNO 2 + Na +
Іон Н + походить від HCl або HBr.
Ризики
Зважаючи на його властивості та хімічні характеристики, мало інформації про прямі токсичні ефекти HNO 2 . Можливо, деякі шкідливі ефекти, які, як вважають, викликає ця сполука, насправді спричинені азотною кислотою, яка може бути викликана розщепленням азотної кислоти.
Зазначається, що HNO 2 може мати шкідливий вплив на дихальні шляхи і бути здатним викликати дратівливі симптоми у хворих на астму.
У формі нітриту натрію він знижується дезоксигемоглобіном, утворюючи оксид азоту. Це потужний вазодилататор, який виробляє розслаблення гладких м’язів судин, оцінюючи дозу LD50 у 35 мг / кг для перорального споживання людиною.
Токсичність нітриту натрію проявляється серцево-судинним колапсом з подальшим вираженою гіпотонією, обумовленою судинорозширювальною дією оксиду азоту, що утворюється з нітриту.
Діоксид азоту NO 2 , присутній у забрудненому повітрі (смог), за певних умов може призвести до азотної кислоти; які, в свою чергу, можуть вступати в реакцію з амінами з утворенням нітрозамінів, гами канцерогенних сполук.
Аналогічна реакція виникає і з сигаретним димом. Виявлено, що залишки нітрозаміну прилягають до внутрішніх покриттів курильних транспортних засобів.
Програми
Виробництво солей діазонію
Азотна кислота використовується в промисловості при виробництві діазонієвих солей шляхом її реакції з ароматичними амінами та фенолами.
HNO 2 + ArNH 2 + H + => ArN = NAr + H 2 O
Солі діазонію використовуються в реакціях органічного синтезу; наприклад, у реакції Сендмейера. У цій реакції відбувається заміщення аміногрупи (H 2 N-) у первинному ароматичному аміні групами Cl - , Br - та CN - . Для одержання цих ароматичних продуктів потрібні солі купрі.
Солі діазонію можуть утворювати яскраві азосполуки, які використовуються як барвники, а також служать якісним тестом на наявність ароматичних амінів.
Усунення азиду натрію
Азотна кислота використовується для виведення азиду натрію (NaN 3 ), який потенційно небезпечний через схильність до вибуху.
2 NaN 3 + 2 HNO 2 => 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
Синтез оксимів
Азотна кислота може реагувати з кетоновими групами, утворюючи оксими. Вони можуть бути окислені до утворення карбонових кислот або відновлені до утворення амінів.
Цей процес використовується при комерційному приготуванні адипінової кислоти, мономеру, що використовується при виробництві нейлону. Він також бере участь у виробництві поліуретану, а його складні ефіри є пластифікаторами, переважно в ПВХ.
У сольовому вигляді
Азотна кислота у формі нітриту натрію використовується при обробці та консервації м'яса; оскільки він перешкоджає росту бактерій і здатний реагувати з міоглобіном, утворюючи темно-червоний колір, який робить м'ясо більш привабливим для споживання.
Цю ж сіль використовують спільно з тіосульфатом натрію при внутрішньовенному лікуванні отруєння ціанідом натрію.
Список літератури
- Грем Соломон TW, Крейг Б. Фріхле. (2011 р.). Органічна хімія. Аміни. (10- е видання.) Wiley Plus.
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- PubChem. (2019). Азотна кислота. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Софтшколи. (2019). Азотна кислота. Відновлено: Softschools.com
- Вікіпедія. (2019). Азотна кислота. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Королівське хімічне товариство. (2015). Азотна кислота. Відновлено з: chemspider.com
- Нова світова енциклопедія. (2015). Азотна кислота. Відновлено з: newworldencyclopedia.org
- DrugBank. (2019). Азотна кислота. Відновлено з: drugbank.ca
- Хімічна рецептура. (2018). HNO 2 . Відновлено з: formulacionquimica.com