Struktur, Eigenschaften, Synthese der salpetrigen Säure (HNO2)

Das Salpetersäure ist eine schwache anorganische Säure, deren chemische Formel HNO ist_zwei. Es kommt hauptsächlich in wässriger Lösung mit hellblauer Farbe vor. Es ist sehr instabil und zersetzt sich schnell in Stickoxid NO und Salpetersäure HNO₃.

Es liegt üblicherweise in wässriger Lösung in Form von Nitriten vor. Durch die Reaktion von Stickoxid mit Wasser kommt es natürlich auch aus der Atmosphäre. Dort, insbesondere in der Troposphäre, greift salpetrige Säure in die Regulierung der Ozonkonzentration ein.

Eine HNO-Lösung ist im obigen Bild dargestellt_zwei wo die charakteristische hellblaue Farbe dieser Säure geschätzt wird. Es wird durch Auflösung von Stickstofftioxid N synthetisiert_zweiODER₃, im Wasser. Ebenso ist es das Produkt der Ansäuerung von Natriumnitritlösungen bei niedrigen Temperaturen..

Die HNO_zwei Es hat wenig kommerzielle Verwendung und wird in Form von Nitrit zur Konservierung von Fleisch verwendet. Andererseits wird es bei der Herstellung von Azofarbstoffen verwendet.

Es wird in Verbindung mit Natriumthiosulfat zur Behandlung von Patienten mit Natriumcyanidvergiftung eingesetzt. Es ist jedoch ein mutagenes Mittel, und es wird angenommen, dass es durch oxidative Desaminierung von Cytosin und Adenin Substitutionen in den Basen von DNA-Ketten verursachen kann..

Salpetersäure hat ein doppeltes Verhalten, da sie sich als Oxidationsmittel oder als Reduktionsmittel verhalten kann; das heißt, es kann auf NO oder N reduziert werden_zwei, u oxidieren zu HNO₃.

Artikelverzeichnis

• 1 Struktur der salpetrigen Säure
• 2 Eigenschaften
  • 2.1 Chemische Namen
  • 2.2 Physikalische Beschreibung
  • 2.3 Molekulargewicht
  • 2.4 Dissoziationskonstante
  • 2.5 Schmelzpunkt
  • 2.6 Siedepunkt
  • 2.7 Salzbildung
  • 2.8 Brandpotential
  • 2.9 Zersetzung
  • 2.10 Reduktionsmittel
  • 2.11 Oxidationsmittel
• 3 Nomenklatur
• 4 Synthese
• 5 Risiken
• 6 Verwendungen
  • 6.1 Herstellung von Diazoniumsalzen
  • 6.2 Entfernung von Natriumazid
  • 6.3 Synthese von Oximen
  • 6.4 In seiner salzhaltigen Form
• 7 Referenzen

Salpetersäurestruktur

Das obere Bild zeigt die Molekülstruktur von salpetriger Säure unter Verwendung eines Kugel- und Stabmodells. Das Stickstoffatom (blaue Kugel) befindet sich im Zentrum der Struktur und bildet mit den Sauerstoffatomen (rote Kugeln) eine Doppelbindung (N = O) und eine Einfachbindung (N-O)..

Beachten Sie, dass das Wasserstoffatom (weiße Kugel) an einen der Sauerstoffatome und nicht direkt an Stickstoff gebunden ist. Wenn man das weiß, ist die Strukturformel von HNO_zwei ist [HO-N = O] oder [NO (OH)], und es gibt keine solche H-N-Bindung (wie die chemische Formel vermuten lässt).

Die Moleküle im Bild entsprechen denen einer Gasphase; In Wasser sind sie von Wassermolekülen umgeben, die das Wasserstoffion (schwach) aufnehmen können, um NO-Ionen zu bilden_zwei^- und H.₃ODER⁺.

Ihre Strukturen können zwei Formen annehmen: cis oder trans, sogenannte geometrische Isomere. Im cis-Isomer wird das H-Atom durch das benachbarte Sauerstoffatom verdunkelt; während sie sich im trans-Isomer befinden, befinden sich beide in anti oder entgegengesetzten Positionen.

Im cis-Isomer ist die Bildung einer intramolekularen Wasserstoffbrücke (OH-NO) wahrscheinlich, die die intermolekularen (ONOH-ONOH) stören kann..

Eigenschaften

Chemische Namen

-Salpetersäure

-Dioxonitric Säure (III)

-Nitrosylhydroxid

-Hydroxidoxidonitrogen (IUPAC Systematic Name)

Physische Beschreibung

Hellblaue Flüssigkeit, entsprechend der Nitritlösung.

Molekulargewicht

47,013 g / mol.

Dissoziationskonstante

Es ist eine schwache Säure. Sein pKa beträgt 3,35 bei 25 ºC.

Schmelzpunkt

Es ist nur in Lösung bekannt. Daher kann weder sein Schmelzpunkt berechnet noch seine Kristalle isoliert werden..

Siedepunkt

Da es nicht rein, sondern in Wasser existiert, sind die Messungen dieser Eigenschaft nicht genau. Zum einen kommt es auf die Konzentration von HNO an_zwei, und andererseits erzeugt seine Erwärmung seine Zersetzung. Aus diesem Grund wird kein genauer Siedepunkt angegeben..

Salzbildung

Bildet mit Li wasserlösliche Nitrite⁺, N / A⁺, K.⁺, AC^zwei+, Herr^zwei+, Ba^zwei+. Es bildet jedoch keine Salze mit mehrwertigen Kationen wie: Al³⁺ und / oder sein^zwei+ (aufgrund seiner hohen Ladungsdichte). Es ist in der Lage, mit Alkoholen stabile Ester zu bilden.

Feuerpotential

Es ist durch chemische Reaktionen entflammbar. Kann bei Kontakt mit Phosphortrichlorid explodieren.

Zersetzung

Es ist eine sehr instabile Verbindung und zersetzt sich in wässriger Lösung in Stickoxid und Salpetersäure:

2 HNO_zwei  => NEIN_zwei   +    NEIN + H._zweiODER

4 HNO_zwei  => 2 HNO₃   +    N._zweiO + H._zweiODER

Reduktionsmittel

Salpetersäure in wässriger Lösung kommt in Form von Nitritionen, NO, vor_zwei^-, die verschiedene Reduktionsreaktionen eingehen.

Reagiert mit I-Ionen^- und Glaube^zwei+, in Form von Kaliumnitrit zur Bildung von Stickoxid:

2 KNO_zwei   +    KI + H._zweiSW₄  => Ich_zwei   +   2 NO + 2 H._zweiO + K._zweiSW_zwei

Kaliumnitrit wird in Gegenwart von Zinnionen unter Bildung von Lachgas reduziert:

KNO_zwei  +  6 HCl + 2 SnCl_zwei => 2 SnCl₄  +   N._zweiO + 3 H._zweiO + 2 KCl

Kaliumnitrit wird durch Zn in einem alkalischen Medium unter Bildung von Ammoniak reduziert:

5 h_zweiO + KNO_zwei   +     3 Zn => NH₃    +     KOH + 3 Zn (OH)_zwei

Oxidationsmittel

Salpetersäure ist nicht nur ein Reduktionsmittel, sondern kann auch in Oxidationsprozesse eingreifen. Zum Beispiel: Es oxidiert Schwefelwasserstoff und wird in Abhängigkeit von der Säure des Mediums, in dem die Reaktion stattfindet, zu Stickoxid oder Ammoniak.

2 HNO_zwei    +     H._zweiS => S + 2 NO + 2 H._zweiODER

HNO_zwei    +       3 H._zweiS => S + NH₃       +    2 h_zweiODER

Salpetersäure kann in einem sauren pH-Medium Iodidionen zu Iod oxidieren.

HNO_zwei    +     ich^-     +     6 h⁺    => 3 I._zwei     +     NH₃     +     2 h_zweiODER

Es kann auch als Reduktionsmittel wirken, indem es auf Cu einwirkt^zwei+, Salpetersäure entstehen.

Nomenklatur

Zum HNO_zwei Es können andere Namen vergeben werden, die von der Art der Nomenklatur abhängen. Salpetersäure entspricht der traditionellen Nomenklatur; Dioxonitrinsäure (III) zur Bestandsnomenklatur; und Wasserstoffdioxonitrat (III) zur Systematik.

Synthese

Salpetersäure kann durch Auflösen von Stickstofftrioxid in Wasser synthetisiert werden:

N._zweiODER₃     +      H._zweiO => 2 HNO_zwei

Ein anderes Herstellungsverfahren besteht in der Reaktion von Natriumnitrit, NaNO₃, mit Mineralsäuren; wie Salzsäure und Bromwasserstoffsäure. Die Reaktion wird bei niedriger Temperatur durchgeführt und die salpetrige Säure wird in situ verbraucht..

Älterer Bruder₃     +      H.⁺    => HNO_zwei    +      N / A⁺

Das H-Ion⁺ kommt entweder von HCl oder HBr.

Risiken

Aufgrund seiner Eigenschaften und chemischen Eigenschaften gibt es nur wenige Informationen über die direkten toxischen Wirkungen von HNO._zwei. Möglicherweise werden einige schädliche Wirkungen, von denen angenommen wird, dass sie durch diese Verbindung hervorgerufen werden, tatsächlich durch Salpetersäure verursacht, die durch den Abbau von salpetriger Säure hervorgerufen werden kann.

Es wird angemerkt, dass HNO_zwei kann schädliche Auswirkungen auf die Atemwege haben und bei Asthmatikern reizende Symptome hervorrufen können.

In Form von Natriumnitrit wird es durch Desoxyhämoglobin reduziert, wobei Stickoxid entsteht. Dies ist ein leistungsstarker Vasodilatator, der eine Entspannung der glatten Gefäßmuskulatur bewirkt und eine LD50-Dosis von 35 mg / kg für den oralen Verzehr beim Menschen schätzt..

Die Natriumnitrit-Toxizität äußert sich in einem kardiovaskulären Kollaps, gefolgt von einer schweren Hypotonie aufgrund der vasodilatatorischen Wirkung von Stickoxid, das aus Nitrit hergestellt wird..

Stickstoffdioxid, NO_zwei, in verschmutzter Luft (Smog) vorhanden, kann es unter bestimmten Bedingungen salpetrige Säure verursachen; die wiederum mit Aminen unter Bildung von Nitrosaminen reagieren können, einem Gamma krebserregender Verbindungen.

Eine ähnliche Reaktion tritt bei Zigarettenrauch auf. Es wurde festgestellt, dass Nitrosaminreste an der Innenverkleidung von Raucherfahrzeugen haften.

Anwendungen

Herstellung von Diazoniumsalzen

Salpetersäure wird in der Industrie zur Herstellung von Diazoniumsalzen durch Reaktion mit aromatischen Aminen und Phenolen verwendet.

HNO_zwei   +     ArNH_zwei     +     H.⁺    => ArN = NAr + H._zweiODER

Diazoniumsalze werden in organischen Synthesereaktionen verwendet; zum Beispiel in der Sandmeyer-Reaktion. Bei dieser Reaktion wird die Substitution einer Aminogruppe (H._zweiN-) in einem primären aromatischen Amin durch die Cl-Gruppen^-, Br^- und CN^-. Um diese aromatischen Produkte zu erhalten, sind Kupfersalze erforderlich.

Diazoniumsalze können helle Azoverbindungen bilden, die als Farbstoffe verwendet werden und auch als qualitativer Test für das Vorhandensein aromatischer Amine dienen..

Entfernung von Natriumazid

Salpetersäure wird zur Entfernung von Natriumazid (NaN) verwendet₃), die aufgrund ihrer Explosionsneigung möglicherweise gefährlich ist.

2 NaN₃     +      2 HNO_zwei => 3 N._zwei    +    2 NO + 2 NaOH

Synthese von Oximen

Salpetersäure kann mit Ketongruppen unter Bildung von Oximen reagieren. Diese können zu Carbonsäuren oxidiert oder zu Aminen reduziert werden..

Dieses Verfahren wird bei der kommerziellen Herstellung von Adipinsäure verwendet, dem Monomer, das bei der Herstellung von Nylon verwendet wird. Es ist auch an der Herstellung von Polyurethan beteiligt und seine Ester sind Weichmacher, hauptsächlich PVC.

In seiner salzhaltigen Form

Salpetersäure in Form von Natriumnitrit wird zur Behandlung und Konservierung von Fleisch verwendet. da es das Bakterienwachstum verhindert und in der Lage ist, mit Myoglobin zu reagieren, erzeugt es eine dunkelrote Farbe, die das Fleisch für den Verzehr attraktiver macht.

Das gleiche Salz wird zusammen mit Natriumthiosulfat zur intravenösen Behandlung von Natriumcyanidvergiftungen verwendet..

Verweise

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