АЗОТИСТАЯ КИСЛОТА (HNO2): СОСТАВ, СВОЙСТВА, СИНТЕЗ - ХИМИЯ - 2025

Азотистая кислота является слабой неорганической кислоты, химическая формула HNO ₂ . Он находится в основном в водном растворе бледно-голубого цвета. Он очень нестабилен и быстро распадается на оксид азота NO и азотную кислоту HNO ₃ .

Обычно он находится в водном растворе в виде нитритов. Он также естественным образом поступает из атмосферы в результате реакции оксида азота с водой. Там, особенно в тропосфере, азотистая кислота вмешивается в регулирование концентрации озона.

Раствор азотистой кислоты в химическом стакане. Источник: Машиночитаемый автор не предоставлен. Сумасшедший ученый предположил ~ Commonswiki (на основании заявлений об авторских правах).

На изображении выше показан раствор HNO _{2, в} котором виден характерный бледно-голубой цвет этой кислоты. Он синтезируется растворением триоксида азота N ₂ O ₃ в воде. Точно так же это продукт подкисления растворов нитрита натрия при низких температурах.

HNO ₂ мало используется в коммерческих целях, поскольку используется в форме нитрита для консервирования мяса. С другой стороны, он используется в производстве азокрасителей.

Он используется вместе с тиосульфатом натрия при лечении пациентов с отравлением цианидом натрия. Но это мутагенный агент, и считается, что он может вызывать замены в основаниях цепей ДНК за счет окислительного дезаминирования цитозина и аденина.

Азотистая кислота имеет двойное поведение, поскольку она может действовать как окислитель или как восстановитель; то есть его можно восстановить до NO или N ₂ или окислить до HNO ₃ .

Состав азотистой кислоты

Цис (слева) и транс (справа) изомеры с соответствующими молекулярными структурами HNO2. Источник: Бен Миллс.

На верхнем изображении показана молекулярная структура азотистой кислоты с использованием модели сфер и стержней. Атом азота (синяя сфера) расположен в центре структуры, образуя двойную связь (N = O) и одинарную связь (NO) с атомами кислорода (красные сферы).

Обратите внимание, что атом водорода (белая сфера) связан с одним из атомов кислорода, а не напрямую с азотом. Итак, зная это, структурная формула HNO ₂ - или, а такой связи HN нет (как может показаться химическая формула).

Молекулы на изображении соответствуют молекулам газовой фазы; в воде они окружены молекулами воды, которые могут принимать ион водорода (слабо) с образованием ионов NO ₂ ^- и H ₃ O ⁺ .

Их структуры могут принимать две формы: цис- или транс-, называемые геометрическими изомерами. В цис-изомере атом H затмевается соседним атомом кислорода; в то время как в транс-изомере оба находятся в анти- или противоположных положениях.

В цис-изомере вероятно образование внутримолекулярного водородного мостика (OH-NO), который может нарушить межмолекулярные (ONOH-ONOH).

свойства

Химические названия

-Азотистая кислота

-Диоксоназотная кислота (III)

-Нитрозил гидроксид

-Hydroxydoxydonitrogen (систематическое название IUPAC)

Физическое описание

Бледно-голубая жидкость, соответствующая раствору нитрита.

Молекулярный вес

47,013 г / моль.

Константа диссоциации

Это слабая кислота. Его pKa составляет 3,35 при 25 ° C.

Температура плавления

Это известно только в растворе. Следовательно, его температуру плавления невозможно вычислить, равно как нельзя выделить его кристаллы.

Точка кипения

Поскольку он существует не в чистом виде, а в воде, измерения этого свойства неточны. С одной стороны, это зависит от концентрации HNO ₂ , а с другой, ее нагрев вызывает ее разложение. Вот почему точная температура кипения не сообщается.

Образование соли

Образует водорастворимые нитриты с Li ⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ . Но он не образует солей с многовалентными катионами, такими как: Al ³⁺ и / или Be ²⁺ (из-за его высокой плотности заряда). Он способен образовывать стабильные сложные эфиры со спиртами.

Пожарный потенциал

Воспламеняется в результате химических реакций. Может взорваться при контакте с трихлоридом фосфора.

декомпозиция

Это очень нестабильное соединение, и в водном растворе оно разлагается на оксид азота и азотную кислоту:

2 HNO ₂ => NO ₂ + NO + H ₂ O

4 HNO ₂ => 2 HNO ₃ + N ₂ O + H ₂ O

Восстановитель

Азотистая кислота в водном растворе находится в форме нитрит-ионов NO ₂ ^- , которые претерпевают различные реакции восстановления.

Реагирует с I ^- и Fe ²⁺ ионов , в виде нитрита калия, с образованием оксида азота:

2 KNO ₂ + KI + H ₂ SO ₄ => I ₂ + 2 NO + 2 H ₂ O + K ₂ SO ₂

Нитрит калия в присутствии ионов олова восстанавливается с образованием закиси азота:

KNO ₂ + 6 HCl + 2 SnCl ₂ => 2 SnCl ₄ + N ₂ O + 3 H ₂ O + 2 KCl

Нитрит калия восстанавливается Zn в щелочной среде с образованием аммиака:

5 H ₂ O + KNO ₂ + 3 Zn => NH ₃ + KOH + 3 Zn (OH) ₂

Окислитель

Азотистая кислота не только является восстановителем, но и может вмешиваться в процессы окисления. Например: он окисляет сероводород, превращаясь в оксид азота или аммиак, в зависимости от кислотности среды, в которой происходит реакция.

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

Азотистая кислота в кислой среде с pH может окислять иодид-ион до йода.

HNO ₂ + I ^- + 6 H ⁺ => 3 I ₂ + NH ₃ + 2 H ₂ O

Он также может действовать как восстановитель, действуя на Cu ²⁺ , вызывая азотную кислоту.

Номенклатура

HNO ₂ можно дать другие названия, которые зависят от типа номенклатуры. Азотистая кислота соответствует традиционной номенклатуре; диоксоназотная кислота (III), к номенклатуре запасов; и диоксонитрат водорода (III) к систематическому.

Синтез

Азотистая кислота может быть синтезирована растворением триоксида азота в воде:

N ₂ O ₃ + H ₂ O => 2 HNO ₂

Другой метод получения состоит из реакции нитрита натрия, NaNO ₃ , с минеральными кислотами; такие как соляная кислота и бромистоводородная кислота. Реакция протекает при низкой температуре, и азотистая кислота расходуется на месте.

NaNO ₃ + H ⁺ => HNO ₂ + Na ⁺

Ион H ⁺ происходит из HCl или HBr.

риски

Учитывая его свойства и химические характеристики, имеется мало информации о прямом токсическом воздействии HNO ₂ . Возможно, некоторые вредные эффекты, которые, как считается, вызывает это соединение, на самом деле вызваны азотной кислотой, которая может быть произведена при расщеплении азотистой кислоты.

Отмечено, что HNO ₂ может оказывать вредное воздействие на дыхательные пути и вызывать раздражающие симптомы у пациентов с астмой.

В форме нитрита натрия он восстанавливается дезоксигемоглобином, образуя оксид азота. Это мощное вазодилататорное средство, которое вызывает расслабление гладких мышц сосудов; расчетная доза LD50 составляет 35 мг / кг для перорального употребления у людей.

Токсичность нитрита натрия проявляется сердечно-сосудистым коллапсом с последующей тяжелой гипотонией из-за сосудорасширяющего действия оксида азота, производимого из нитрита.

Двуокись азота NO ₂ , присутствующая в загрязненном воздухе (смог), при определенных условиях может образовывать азотистую кислоту; которые, в свою очередь, могут реагировать с аминами с образованием нитрозаминов, гамма канцерогенных соединений.

Аналогичная реакция происходит с сигаретным дымом. Были обнаружены остатки нитрозамина на внутренней обшивке автомобилей для курения.

Приложения

Производство солей диазония

Азотистая кислота используется в промышленности при производстве солей диазония в результате реакции с ароматическими аминами и фенолами.

HNO ₂ + ArNH ₂ + H ⁺ => ArN = NAr + H ₂ O

Соли диазония используются в реакциях органического синтеза; например, в реакции Зандмейера. В этой реакции происходит замещение аминогруппы (H ₂ N-) в первичном ароматическом амине группами Cl ^- , Br ^- и CN ^- . Для получения этих ароматических продуктов требуются соли одновалентной меди.

Соли диазония могут образовывать яркие азосоединения, которые используются в качестве красителей, а также служат в качестве качественного теста на присутствие ароматических аминов.

Устранение азида натрия

Азотистая кислота используется для удаления азида натрия (NaN ₃ ), который потенциально опасен из-за своей склонности к взрыву.

2 NaN ₃ + 2 HNO ₂ => 3 N ₂ + 2 NO + 2 NaOH

Синтез оксимов

Азотистая кислота может реагировать с кетонными группами с образованием оксимов. Они могут быть окислены с образованием карбоновых кислот или восстановлены с образованием аминов.

Этот процесс используется в промышленном производстве адипиновой кислоты, мономера, используемого при производстве нейлона. Он также участвует в производстве полиуретана, а его сложные эфиры являются пластификаторами, в основном в ПВХ.

В солевом виде

Азотистая кислота в форме нитрита натрия используется для обработки и консервирования мяса; поскольку он предотвращает рост бактерий и способен вступать в реакцию с миоглобином, придавая мясу темно-красный цвет, который делает мясо более привлекательным для употребления.

Эта же соль используется вместе с тиосульфатом натрия при внутривенном лечении отравления цианидом натрия.

Ссылки

1. Грэм Соломонс Т.В., Крейг Б. Фрайл. (2011). Органическая химия. Амины. (10- ^е изд.). Wiley Plus.
2. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
3. PubChem. (2019). Азотистая кислота. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Softschools. (2019). Азотистая кислота. Получено с: Softschools.com
5. Wikipedia. (2019). Азотистая кислота. Получено с: en.wikipedia.org
6. Королевское химическое общество. (2015). Азотистая кислота. Получено с: chemspider.com
7. Энциклопедия Нового Света. (2015). Азотистая кислота. Получено с: newworldencyclopedia.org
8. DrugBank. (2019). Азотистая кислота. Получено с: drugbank.ca
9. Химический состав. (2018). HNO ₂ . Получено с: formulacionquimica.com