Salpetersyra (HNO2) struktur, egenskaper, syntes

4585
Alexander Pearson
Salpetersyra (HNO2) struktur, egenskaper, syntes

De salpetersyra är en svag, oorganisk syra vars kemiska formel är HNOtvå. Det finns främst i vattenlösning med en ljusblå färg. Det är mycket instabilt och bryts ned snabbt till kväveoxid, NO och salpetersyra, HNO3.

Det finns vanligtvis i vattenlösning i form av nitriter. Det kommer också naturligt från atmosfären som ett resultat av reaktionen mellan kväveoxid och vatten. Där, särskilt i troposfären, griper salpetersyra in i regleringen av ozonkoncentrationen.

Salpetersyralösning i en bägare. Källa: Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. Den galna vetenskapsmannen ~ commonswiki antog (baserat på upphovsrättsanspråk). [Allmängods]

En HNO-lösning visas i bilden ovantvå där den karaktäristiska ljusblå färgen hos denna syra uppskattas. Den syntetiseras genom upplösning av kvävetriox, NtvåELLER3, i vatten. På samma sätt är det produkten av försurning av natriumnitritlösningar vid låga temperaturer..

HNOtvå Det har liten kommersiell användning och används i form av nitrit för konservering av kött. Å andra sidan används den vid produktion av azofärgämnen.

Det används tillsammans med natriumtiosulfat vid behandling av patienter med natriumcyanidförgiftning. Men det är ett mutagent medel, och man tror att det kan orsaka substitutioner i baserna av DNA-kedjor, genom en oxidativ deaminering av cytosin och adenin..

Salpetersyra har ett dubbelt beteende, eftersom det kan bete sig som ett oxidationsmedel eller som ett reduktionsmedel; det vill säga det kan reduceras till NO eller Ntvå, u oxiderar till HNO3.

Artikelindex

  • 1 Strukturen av salpetersyra
  • 2 fastigheter
    • 2.1 Kemiska namn
    • 2.2 Fysisk beskrivning
    • 2.3 Molekylvikt
    • 2.4 Dissociationskonstant
    • 2.5 Smältpunkt
    • 2.6 Kokpunkt
    • 2.7 Saltbildning
    • 2.8 Brandpotential
    • 2.9 Sönderfall
    • 2.10 Reduktionsmedel
    • 2.11 Oxiderande medel
  • 3 Nomenklatur
  • 4 Syntes
  • 5 risker
  • 6 användningsområden
    • 6.1 Framställning av diazoniumsalter
    • 6.2 Avlägsnande av natriumazid
    • 6.3 Syntes av oximer
    • 6.4 I saltlösning
  • 7 Referenser

Salpetersyrastruktur

Cis (vänster) och trans (höger) isomerer med respektive molekylära strukturer för HNO2. Källa: Ben Mills [Public domain].

Den övre bilden visar den salpetersyras molekylära struktur med hjälp av en sfär och stavmodell. Kväveatomen (blå sfär) ligger i mitten av strukturen och bildar en dubbelbindning (N = O) och en enkelbindning (N-O) med syreatomerna (röda sfärer).

Observera att väteatomen (vit sfär) är bunden till en av oxygenerna och inte direkt till kväve. Så att veta detta, strukturformeln för HNOtvå är [HO-N = O] eller [NO (OH)], och det finns ingen sådan H-N-bindning (som den kemiska formeln kan föreslå).

Molekylerna i bilden motsvarar de i en gasfas; i vatten är de omgivna av vattenmolekyler, som kan acceptera vätejonen (svagt) för att bilda NO-jonertvå- och H3ELLER+.

Deras strukturer kan ha två former: cis eller trans, kallade geometriska isomerer. I cis-isomeren förmörkas H-atomen av den angränsande syreatomen; medan i trans-isomeren är båda i mot- eller motsatta positioner.

I cis-isomeren är bildningen av en intramolekylär vätebro (OH-NO) troligt, vilket kan störa de intermolekylära (ONOH-ONOH)..

Egenskaper

Kemiska namn

-Salpetersyra

-Dioxonitric syra (III)

-Nitrosylhydroxid

-Hydroxidoxidkväve (IUPAC Systematic Name)

Fysisk beskrivning

Ljusblå vätska, motsvarande nitritlösning.

Molekylvikt

47,013 g / mol.

Dissociationskonstant

Det är en svag syra. Dess pKa är 3,35 vid 25 ºC.

Smältpunkt

Det är bara känt i lösning. Därför kan inte dess smältpunkt beräknas, och dess kristaller kan inte heller isoleras..

Kokpunkt

Eftersom den inte existerar utan i vatten är mätningarna av denna egenskap inte exakta. Å ena sidan beror det på koncentrationen av HNOtvå, och å andra sidan ger dess uppvärmning sin sönderdelning. Det är därför en exakt kokpunkt inte rapporteras..

Saltbildning

Bildar vattenlösliga nitriter med Li+, Na+, K+, ACtvå+, herrtvå+, Batvå+. Men det bildar inte salter med flervärda katjoner, såsom: Al3+ och / eller varatvå+ (på grund av dess höga laddningstäthet). Det kan bilda stabila estrar med alkoholer.

Brandpotential

Det är brandfarligt genom kemiska reaktioner. Kan explodera vid kontakt med fosfortriklorid.

Sönderfall

Det är en mycket instabil förening och i vattenlösning sönderdelas den i kväveoxid och salpetersyra:

2 HNOtvå  => NEJtvå   +    NO + HtvåELLER

4 HNOtvå  => 2 HNO3   +    NtvåO + HtvåELLER

Reduktionsmedel

Salpetersyra i vattenlösning förekommer i form av nitritjoner, NOtvå-, som genomgår olika reduktionsreaktioner.

Reagerar med I-joner- och trotvå+, i form av kaliumnitrit för att bilda kväveoxid:

2 KNOtvå   +    KI + HtvåSW4  => Jagtvå   +   2 NO + 2 HtvåO + KtvåSWtvå

Kaliumnitrit i närvaro av tennjoner reduceras till bildning av dikväveoxid:

KNOtvå  +  6 HCl + 2 SnCltvå => 2 SnCl4  +   NtvåO + 3 HtvåO + 2 KCl

Kaliumnitrit reduceras med Zn i ett alkaliskt medium och bildar ammoniak:

5 timmartvåO + KNOtvå   +     3 Zn => NH3    +     KOH + 3 Zn (OH)två

Oxiderande medel

Förutom att vara ett reduktionsmedel kan salpetersyra ingripa i oxidationsprocesser. Till exempel: det oxiderar vätesulfid, förvandlas till kväveoxid eller ammoniak, beroende på surheten hos mediet där reaktionen sker.

2 HNOtvå    +     HtvåS => S + 2 NO + 2 HtvåELLER

HNOtvå    +       3 HtvåS => S + NH3       +    2 timmartvåELLER

Salpetersyra, i ett surt pH-medium, kan oxidera jodidjon till jod.

HNOtvå    +     Jag-     +     6 timmar+    => 3 Itvå     +     NH3     +     2 timmartvåELLER

Det kan också fungera som ett reduktionsmedel genom att verka på Cutvå+, vilket ger upphov till salpetersyra.

Nomenklatur

Till HNOtvå Det kan ges andra namn, som beror på typen av nomenklatur. Salpetersyra motsvarar den traditionella nomenklaturen; dioxonitronsyra (III), till lagernomenklaturen; och vätedioxonitrat (III), till det systematiska.

Syntes

Salpetersyra kan syntetiseras genom att lösa kvävetrioxid i vatten:

NtvåELLER3     +      HtvåO => 2 HNOtvå

En annan framställningsmetod består av reaktionen av natriumnitrit, NaNO3, med mineralsyror; såsom saltsyra och bromvätesyra. Reaktionen utförs vid låg temperatur och salpetersyran konsumeras in situ..

Äldre bror3     +      H+    => HNOtvå    +      Na+

H-jonen+ kommer från antingen HCl eller HBr.

Risker

Med tanke på dess egenskaper och kemiska egenskaper finns det lite information om de direkta toxiska effekterna av HNO.två. Kanske vissa skadliga effekter som antas produceras av denna förening orsakas faktiskt av salpetersyra, som kan produceras genom nedbrytning av salpetersyra.

Det noteras att HNOtvå kan ha skadliga effekter på luftvägarna och kunna ge irriterande symtom hos astmatiska patienter.

I form av natriumnitrit reduceras den av deoxihemoglobin och producerar kväveoxid. Detta är en kraftfull vasodilatator som ger avslappning av glatta vaskulära muskler och uppskattar en LD50-dos på 35 mg / kg för oral konsumtion hos människor..

Natriumnitritoxicitet manifesterar sig med kardiovaskulär kollaps, följt av svår hypotoni på grund av vasodilaterande verkan av kväveoxid, producerad av nitrit..

Kvävedioxid, NOtvå, närvarande i förorenad luft (smog), under vissa förhållanden kan det orsaka salpetersyra; som i sin tur kan reagera med aminer för att bilda nitrosaminer, ett gamma av cancerframkallande föreningar.

En liknande reaktion inträffar med cigarettrök. Nitrosaminrester har funnits vidhäfta till det inre fodret hos rökares fordon.

Applikationer

Produktion av diazoniumsalter

Salpetersyra används inom industrin vid produktion av diazoniumsalter genom reaktion med aromatiska aminer och fenoler.

HNOtvå   +     ArNHtvå     +     H+    => ArN = NAr + HtvåELLER

Diazoniumsalter används i organiska syntesreaktioner; till exempel i Sandmeyer-reaktionen. I denna reaktion är substitutionen av en aminogrupp (HtvåN-), i en primär aromatisk amin, av Cl-grupperna-, Br- och CN-. För att erhålla dessa aromatiska produkter krävs kopparsalt.

Diazoniumsalter kan bilda ljusa azoföreningar som används som färgämnen och fungerar också som ett kvalitativt test för närvaron av aromatiska aminer..

Avlägsnande av natriumazid

Salpetersyra används för avlägsnande av natriumazid (NaN3), vilket är potentiellt farligt på grund av dess tendens att explodera.

2 NaN3     +      2 HNOtvå => 3 Ntvå    +    2 NO + 2 NaOH

Syntes av oximer

Salpetersyra kan reagera med ketongrupper för att bilda oximer. Dessa kan oxideras för att bilda karboxylsyror eller reduceras för att bilda aminer..

Denna process används vid kommersiell beredning av adipinsyra, den monomer som används vid framställning av nylon. Det är också involverat i produktionen av polyuretan och dess estrar är mjukgörare, främst PVC.

I sin saltlösning

Salpetersyra, i form av natriumnitrit, används vid behandling och konservering av kött; eftersom det förhindrar bakterietillväxt och kan reagera med myoglobin, vilket ger en mörkröd färg som gör köttet mer attraktivt för konsumtion.

Samma salt används tillsammans med natriumtiosulfat vid intravenös behandling av natriumcyanidförgiftning..

Referenser

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10th utgåva.). Wiley plus.
  2. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  3. PubChem. (2019). Salpetersyra. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Softschools. (2019). Salpetersyra. Återställd från: Softschools.com
  5. Wikipedia. (2019). Salpetersyra. Återställd från: en.wikipedia.org
  6. Royal Society of Chemistry. (2015). Salpetersyra. Återställd från: chemspider.com
  7. New World Encyclopedia. (2015). Salpetersyra. Återställd från: newworldencyclopedia.org
  8. DrugBank. (2019). Salpetersyra. Återställd från: drugbank.ca
  9. Kemisk formulering. (2018). HNOtvå. Återställd från: formulacionquimica.com

Ingen har kommenterat den här artikeln än.