Salpetersyre (HNO2) struktur, egenskaper, syntese

4559
Jonah Lester
Salpetersyre (HNO2) struktur, egenskaper, syntese

De salpetersyre er en svak, uorganisk syre, hvis kjemiske formel er HNOto. Det finnes hovedsakelig i vandig løsning med en lyseblå farge. Det er veldig ustabilt og spaltes raskt i nitrogenoksid, NO og salpetersyre, HNO3.

Det finnes vanligvis i vandig løsning i form av nitritter. Det kommer også naturlig fra atmosfæren som et resultat av reaksjonen av nitrogenoksid med vann. Der, spesielt i troposfæren, griper salpetersyre inn i reguleringen av ozonkonsentrasjonen.

Salpetersyreoppløsning i et begerglass. Kilde: Ingen maskinlesbar forfatter oppgitt. Den galne forskeren ~ commonswiki antok (basert på krav om opphavsrett). [Offentlig domene]

En HNO-løsning er vist på bildet ovenforto hvor den karakteristiske lyseblå fargen til denne syren blir verdsatt. Det syntetiseres ved oppløsning av nitrogentrioksid, NtoELLER3, i vann. På samme måte er det produktet av forsuring av natriumnitrittløsninger ved lave temperaturer..

HNOto Den har liten kommersiell bruk, og brukes i form av nitritt til konservering av kjøtt. På den annen side brukes den til produksjon av azofargestoffer.

Det brukes sammen med natriumtiosulfat til behandling av pasienter med natriumcyanidforgiftning. Men det er et mutagent middel, og det antas at det kan forårsake substitusjoner i basene til DNA-kjeder, gjennom en oksidativ deaminering av cytosin og adenin..

Salpetersyre har en dobbel oppførsel, siden den kan oppføre seg som et oksidasjonsmiddel eller som et reduksjonsmiddel; det vil si at den kan reduseres til NO eller Nto, u oksiderer til HNO3.

Artikkelindeks

  • 1 Struktur av salpetersyre
  • 2 eiendommer
    • 2.1 Kjemiske navn
    • 2.2 Fysisk beskrivelse
    • 2.3 Molekylvekt
    • 2.4 Dissosiasjonskonstant
    • 2.5 Smeltepunkt
    • 2.6 Kokepunkt
    • 2.7 Saltdannelse
    • 2.8 Brannpotensial
    • 2.9 Nedbrytning
    • 2.10 Reduksjonsmiddel
    • 2.11 Oksidasjonsmiddel
  • 3 Nomenklatur
  • 4 Syntese
  • 5 risikoer
  • 6 bruksområder
    • 6.1 Produksjon av diazoniumsalter
    • 6.2 Fjerning av natriumazid
    • 6.3 Syntese av oksimer
    • 6.4 I saltoppløsning
  • 7 Referanser

Salpetersyrestruktur

Cis (venstre) og trans (høyre) isomerer med de respektive molekylære strukturer av HNO2. Kilde: Ben Mills [Public domain].

Det øvre bildet viser den molkulære strukturen til salpetersyre ved hjelp av en sfærer og stavmodell. Nitrogenatomet (blå kule) er plassert i sentrum av strukturen og danner en dobbeltbinding (N = O) og en enkeltbinding (N-O) med oksygenatomer (røde kuler).

Merk at hydrogenatomet (hvit kule) er bundet til en av oksygene og ikke direkte til nitrogen. Så, vel vitende om dette, strukturformelen til HNOto er [HO-N = O] eller [NO (OH)], og det er ingen slik H-N-binding (som den kjemiske formelen kan antyde).

Molekylene i bildet tilsvarer de i en gassfase; i vann er de omgitt av vannmolekyler, som kan akseptere hydrogenionet (svakt) for å danne NO-ionerto- og H3ELLER+.

Deres strukturer kan ha to former: cis eller trans, kalt geometriske isomerer. I cis-isomeren blir H-atomet formørket av det nærliggende oksygenatomet; mens i trans-isomeren er begge i mot- eller motsatte posisjoner.

I cis-isomeren er det sannsynlig at det dannes en intramolekylær hydrogenbro (OH-NO), som kan forstyrre de intermolekylære (ONOH-ONOH)..

Eiendommer

Kjemiske navn

-Salpetersyre

-Dioksonitronsyre (III)

-Nitrosylhydroksid

-Hydroksid oksidonitrogen (IUPAC systematisk navn)

Fysisk beskrivelse

Lyseblå væske, tilsvarende nitrittløsning.

Molekylær vekt

47,013 g / mol.

Dissosiasjonskonstant

Det er en svak syre. Dens pKa er 3,35 ved 25 ºC.

Smeltepunkt

Det er bare kjent i løsning. Derfor kan ikke smeltepunktet beregnes, og krystallene kan heller ikke isoleres..

Kokepunkt

Ettersom det ikke eksisterer rent, men i vann, er målingene av denne egenskapen ikke nøyaktige. På den ene siden avhenger det av konsentrasjonen av HNOto, og på den andre produserer oppvarmingen sin nedbrytning. Det er derfor et eksakt kokepunkt ikke rapporteres..

Saltdannelse

Danner vannløselig nitritt med Li+, Na+, K+, ACto+, MRto+, Bato+. Men det danner ikke salter med flerverdige kationer, som: Al3+ og / eller væreto+ (på grunn av dens høye ladetetthet). Den er i stand til å danne stabile estere med alkoholer.

Brannpotensial

Det er brannfarlig av kjemiske reaksjoner. Kan eksplodere ved kontakt med fosfortriklorid.

Nedbrytning

Det er en veldig ustabil forbindelse, og i vandig løsning brytes den ned i nitrogenoksid og salpetersyre:

2 HNOto  => NEIto   +    NO + HtoELLER

4 HNOto  => 2 HNO3   +    NtoO + HtoELLER

Reduksjonsmiddel

Salpetersyre i vandig oppløsning forekommer i form av nitrittioner, NOto-, som gjennomgår ulike reduksjonsreaksjoner.

Reagerer med I-ioner- og troto+, i form av kaliumnitrit, for å danne nitrogenoksid:

2 KNOto   +    KI + HtoSW4  => Jegto   +   2 NO + 2 HtoO + KtoSWto

Kaliumnitrit i nærvær av tinnioner reduseres til dannelse av lystgass:

KNOto  +  6 HCl + 2 SnClto => 2 SnCl4  +   NtoO + 3 HtoO + 2 KCl

Kaliumnitrit reduseres av Zn i et alkalisk medium og danner ammoniakk:

5 timertoO + KNOto   +     3 Zn => NH3    +     KOH + 3 Zn (OH)to

Oksidasjonsmiddel

I tillegg til å være et reduksjonsmiddel, kan lystgass syre inn i oksidasjonsprosesser. For eksempel: det oksyderer hydrogensulfid, blir til nitrogenoksid eller ammoniakk, avhengig av surheten i mediet der reaksjonen oppstår.

2 HNOto    +     HtoS => S + 2 NO + 2 HtoELLER

HNOto    +       3 HtoS => S + NH3       +    2 timertoELLER

Salpetersyre, i et surt pH-medium, kan oksidere jodidion til jod.

HNOto    +     Jeg-     +     6 timer+    => 3 jegto     +     NH3     +     2 timertoELLER

Det kan også fungere som et reduksjonsmiddel ved å handle på Cuto+, som gir opphav til salpetersyre.

Nomenklatur

Til HNOto Det kan gis andre navn, som avhenger av typen nomenklatur. Salpetersyre tilsvarer den tradisjonelle nomenklaturen; dioksonsyre (III), til stamnomenklaturen; og hydrogendioksonitrat (III), til det systematiske.

Syntese

Salpetersyre kan syntetiseres ved å oppløse nitrogentrioksid i vann:

NtoELLER3     +      HtoO => 2 HNOto

En annen fremgangsmåte for fremstilling består av reaksjonen av natriumnitritt, NaNO3, med mineralsyrer; slik som saltsyre og hydrobromsyre. Reaksjonen utføres ved lav temperatur og salpetersyre forbrukes in situ..

Eldre bror3     +      H+    => HNOto    +      Na+

H-ionet+ kommer fra enten HCl eller HBr.

Risiko

Gitt dets egenskaper og kjemiske egenskaper er det lite informasjon om de direkte toksiske effektene av HNO.to. Kanskje noen skadelige effekter som antas å være produsert av denne forbindelsen faktisk er forårsaket av salpetersyre, som kan produseres ved nedbrytning av salpetersyre.

Det bemerkes at HNOto kan ha skadelige effekter på luftveiene og være i stand til å gi irriterende symptomer hos astmatiske pasienter.

I form av natriumnitritt reduseres det av deoksyhemoglobin og produserer nitrogenoksid. Dette er en kraftig vasodilator som gir avslapping av vaskulære glatte muskler, og estimerer en LD50-dose på 35 mg / kg for oral konsum hos mennesker..

Natriumnitrittoksisitet manifesterer seg med kardiovaskulær kollaps, etterfulgt av alvorlig hypotensjon på grunn av vasodilatatorvirkningen av nitrogenoksid, produsert av nitrit..

Nitrogendioksid, NOto, tilstede i forurenset luft (smog), under visse forhold kan det forårsake salpetersyre; som igjen kan reagere med aminer for å danne nitrosaminer, en gamma av kreftfremkallende forbindelser.

En lignende reaksjon skjer med sigarettrøyk. Nitrosaminrester er funnet å feste seg til det indre fôret i røykere.

applikasjoner

Produksjon av diazoniumsalter

Salpetersyre brukes i industrien ved produksjon av diazoniumsalter, gjennom reaksjon med aromatiske aminer og fenoler.

HNOto   +     ArNHto     +     H+    => ArN = NAr + HtoELLER

Diazoniumsalter brukes i organiske syntesereaksjoner; for eksempel i Sandmeyer-reaksjonen. I denne reaksjonen er substitusjonen av en aminogruppe (HtoN-), i et primært aromatisk amin, av Cl-gruppene-, Br- og CN-. For å oppnå disse aromatiske produktene er det behov for koppersalter.

Diazoniumsalter kan danne lyse azoforbindelser som brukes som fargestoffer og fungerer også som en kvalitativ test for tilstedeværelse av aromatiske aminer..

Fjerning av natriumazid

Salpetersyre brukes til fjerning av natriumazid (NaN3), som er potensielt farlig på grunn av dens tendens til å eksplodere.

2 NaN3     +      2 HNOto => 3 Nto    +    2 NO + 2 NaOH

Syntese av oksimer

Salpetersyre kan reagere med ketongrupper for å danne oksimer. Disse kan oksyderes for å danne karboksylsyrer eller reduseres til dannelse av aminer..

Denne prosessen brukes i kommersiell fremstilling av adipinsyre, monomeren som brukes i produksjonen av nylon. Det er også involvert i produksjonen av polyuretan, og dets estere er myknere, hovedsakelig PVC.

I sin saltløsning

Salpetersyre, i form av natriumnitritt, brukes til behandling og konservering av kjøtt; siden det forhindrer bakterievekst og er i stand til å reagere med myoglobin, og produserer en mørkerød farge som gjør kjøttet mer attraktivt for konsum.

Det samme saltet brukes sammen med natriumtiosulfat ved intravenøs behandling av natriumcyanidforgiftning..

Referanser

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kjemi. Amines. (10th utgave.). Wiley pluss.
  2. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
  3. PubChem. (2019). Salpetersyre. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Softschools. (2019). Salpetersyre. Gjenopprettet fra: Softschools.com
  5. Wikipedia. (2019). Salpetersyre. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
  6. Royal Society of Chemistry. (2015). Salpetersyre. Gjenopprettet fra: chemspider.com
  7. New World Encyclopedia. (2015). Salpetersyre. Gjenopprettet fra: newworldencyclopedia.org
  8. DrugBank. (2019). Salpetersyre. Gjenopprettet fra: drugbank.ca
  9. Kjemisk formulering. (2018). HNOto. Gjenopprettet fra: formulacionquimica.com

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.