Salpeterigzuur (HNO2) structuur, eigenschappen, synthese

De salpeterig zuur is een zwak, anorganisch zuur, waarvan de chemische formule HNO is_twee. Het wordt voornamelijk aangetroffen in een waterige oplossing met een lichtblauwe kleur. Het is erg onstabiel en ontleedt snel in stikstofmonoxide, NO en salpeterzuur, HNO₃.

Het wordt meestal aangetroffen in een waterige oplossing in de vorm van nitrieten. Het komt ook van nature uit de atmosfeer als gevolg van de reactie van stikstofmonoxide met water. Daar, met name in de troposfeer, grijpt salpeterigzuur in bij de regulering van de ozonconcentratie.

Een HNO-oplossing wordt getoond in de bovenstaande afbeelding_twee waar de karakteristieke lichtblauwe kleur van dit zuur wordt gewaardeerd. Het wordt gesynthetiseerd door het oplossen van stikstoftrioxide, N_tweeOF₃, in water. Evenzo is het het product van de verzuring van natriumnitrietoplossingen bij lage temperaturen..

Het HNO_twee Het heeft weinig commercieel gebruik, omdat het in de vorm van nitriet wordt gebruikt bij het conserveren van vlees. Aan de andere kant wordt het gebruikt bij de productie van azokleurstoffen.

Het wordt, in combinatie met natriumthiosulfaat, gebruikt bij de behandeling van patiënten met natriumcyanidevergiftiging. Maar het is een mutageen agens en men denkt dat het substituties in de basen van DNA-ketens kan veroorzaken door een oxidatieve deaminering van cytosine en adenine..

Salpeterigzuur heeft een tweeledig gedrag, aangezien het zich kan gedragen als een oxidatiemiddel of als een reductiemiddel; dat wil zeggen, het kan worden gereduceerd tot NO of N_twee, u oxideert tot HNO₃.

Artikel index

• 1 Structuur van salpeterig zuur
• 2 Eigenschappen
  • 2.1 Chemische namen
  • 2.2 Fysieke beschrijving
  • 2.3 Molecuulgewicht
  • 2.4 Dissociatieconstante
  • 2.5 Smeltpunt
  • 2.6 Kookpunt
  • 2.7 Zoutvorming
  • 2.8 Brandpotentieel
  • 2.9 Ontbinding
  • 2.10 Reductiemiddel
  • 2.11 Oxidatiemiddel
• 3 Nomenclatuur
• 4 Synthese
• 5 Risico's
• 6 toepassingen
  • 6.1 Productie van diazoniumzouten
  • 6.2 Verwijdering van natriumazide
  • 6.3 Synthese van oximen
  • 6.4 In zijn zoute vorm
• 7 referenties

Salpeterig zuur structuur

De bovenste afbeelding toont de moleculaire structuur van salpeterigzuur met behulp van een bolletjes- en staafjesmodel. Het stikstofatoom (blauwe bol) bevindt zich in het midden van de structuur en vormt een dubbele binding (N = O) en een enkele binding (N-O) met de zuurstofatomen (rode bollen).

Merk op dat het waterstofatoom (witte bol) is gebonden aan een van de zuurstofatomen en niet rechtstreeks aan stikstof. Dit wetende dus de structuurformule van HNO_twee is [HO-N = O] of [NO (OH)], en er is niet zo'n H-N-binding (zoals de chemische formule suggereert).

De moleculen in de afbeelding komen overeen met die van een gasfase; in water zijn ze omgeven door watermoleculen, die het waterstofion (zwak) kunnen opnemen om NO-ionen te vormen_twee^- en H₃OF⁺.

Hun structuren kunnen twee vormen aannemen: cis of trans, geometrische isomeren genoemd. In het cis-isomeer wordt het H-atoom overschaduwd door het naburige zuurstofatoom; terwijl in het trans-isomeer, beide in anti- of tegenovergestelde posities zijn.

In het cis-isomeer is de vorming van een intramoleculaire waterstofbrug (OH-NO) waarschijnlijk, die de intermoleculaire (ONOH-ONOH) kan verstoren..

Eigendommen

Chemische namen

-Salpeterig zuur

-Dioxonitric zuur (III)

-Nitrosylhydroxide

-Hydroxide oxidonitrogen (systematische IUPAC-naam)

Fysieke beschrijving

Lichtblauwe vloeistof, overeenkomend met nitrietoplossing.

Molecuulgewicht

47.013 g / mol.

Dissociatieconstante

Het is een zwak zuur. De pKa is 3,35 bij 25 ºC.

Smeltpunt

Het is alleen bekend in oplossing. Daarom kan het smeltpunt ervan niet worden berekend, noch kunnen de kristallen worden geïsoleerd..

Kookpunt

Omdat het niet puur bestaat, maar in water, zijn de afmetingen van deze eigenschap niet nauwkeurig. Enerzijds hangt het af van de concentratie van HNO_twee, en aan de andere kant veroorzaakt zijn verwarming zijn ontbinding. Daarom wordt er geen exact kookpunt vermeld..

Zoutvorming

Vormt in water oplosbare nitrieten met Li⁺, Na⁺, K⁺, AC^twee+, Dhr^twee+, Ba^twee+. Maar het vormt geen zouten met meerwaardige kationen, zoals: Al³⁺ en / of Be^twee+ (vanwege de hoge ladingsdichtheid). Het is in staat om met alcoholen stabiele esters te vormen.

Brandpotentieel

Het is ontvlambaar door chemische reacties. Kan ontploffen bij contact met fosfortrichloride.

Ontleding

Het is een zeer onstabiele verbinding en in waterige oplossing valt het uiteen in stikstofmonoxide en salpeterzuur:

2 HNO_twee  => GEEN_twee   +    NEE + H_tweeOF

4 HNO_twee  => 2 HNO₃   +    N_tweeO + H_tweeOF

Reductiemiddel

Salpeterigzuur in waterige oplossing komt voor in de vorm van nitrietionen, NO_twee^-, die verschillende reductiereacties ondergaan.

Reageert met I-ionen^- en geloof^twee+, in de vorm van kaliumnitriet, om stikstofmonoxide te vormen:

2 KNOP_twee   +    KI + H_tweeSW₄  => Ik_twee   +   2 GEEN + 2 H_tweeO + K_tweeSW_twee

Kaliumnitriet wordt in aanwezigheid van tinionen gereduceerd tot lachgas:

KNO_twee  +  6 HCl + 2 SnCl_twee => 2 SnCl₄  +   N_tweeO + 3 H_tweeO + 2 KCl

Kaliumnitriet wordt gereduceerd door Zn in een alkalisch milieu, waarbij ammoniak wordt gevormd:

5 uur_tweeO + KNO_twee   +     3 Zn => NH₃    +     KOH + 3 Zn (OH)_twee

Oxidatiemiddel

Behalve dat het een reductiemiddel is, kan salpeterigzuur een rol spelen bij oxidatieprocessen. Bijvoorbeeld: het oxideert waterstofsulfide en verandert in stikstofmonoxide of ammoniak, afhankelijk van de zuurgraad van het medium waarin de reactie plaatsvindt.

2 HNO_twee    +     H._tweeS => S + 2 NO + 2 H_tweeOF

HNO_twee    +       3 H._tweeS => S + NH₃       +    2 uur_tweeOF

Salpeterigzuur kan in een zuur pH-medium jodide-ion oxideren tot jodium.

HNO_twee    +     ik^-     +     6 uur⁺    => 3 I_twee     +     NH₃     +     2 uur_tweeOF

Het kan ook als reductiemiddel werken door op Cu in te werken^twee+, waardoor salpeterzuur ontstaat.

Nomenclatuur

Aan de HNO_twee Het kan andere namen krijgen, afhankelijk van het type nomenclatuur. Salpeterigzuur komt overeen met de traditionele nomenclatuur; dioxonitroenzuur (III), volgens de voorraadnomenclatuur; en waterstofdioxonitraat (III), naar de systematische.

Synthese

Salpeterigzuur kan worden gesynthetiseerd door stikstoftrioxide op te lossen in water:

N_tweeOF₃     +      H._tweeO => 2 HNO_twee

Een andere bereidingswijze bestaat uit de reactie van natriumnitriet, NaNO₃, met minerale zuren; zoals zoutzuur en broomwaterstofzuur. De reactie wordt bij lage temperatuur uitgevoerd en het salpeterigzuur wordt ter plaatse verbruikt..

Oudere broer₃     +      H.⁺    => HNO_twee    +      Na⁺

Het H ion⁺ komt uit HCl of HBr.

Risico's

Gezien de eigenschappen en chemische eigenschappen is er weinig informatie over de directe toxische effecten van HNO._twee. Misschien worden sommige schadelijke effecten waarvan wordt aangenomen dat ze door deze verbinding worden veroorzaakt, in feite veroorzaakt door salpeterzuur, dat kan worden geproduceerd door de afbraak van salpeterigzuur..

Opgemerkt wordt dat HNO_twee kan schadelijke effecten hebben op de luchtwegen en irriterende symptomen kunnen veroorzaken bij astmapatiënten.

In de vorm van natriumnitriet wordt het gereduceerd door deoxyhemoglobine, waarbij stikstofmonoxide wordt geproduceerd. Dit is een krachtige vaatverwijder die zorgt voor ontspanning van de gladde spieren van de bloedvaten, waarbij een LD50-dosis wordt geschat van 35 mg / kg voor orale consumptie bij mensen..

De toxiciteit van natriumnitriet manifesteert zich met cardiovasculaire collaps, gevolgd door ernstige hypotensie als gevolg van de vaatverwijdende werking van stikstofmonoxide, geproduceerd uit nitriet..

Stikstofdioxide, NO_twee, aanwezig in vervuilde lucht (smog), kan onder bepaalde omstandigheden salpeterigzuur veroorzaken; die op hun beurt kunnen reageren met aminen om nitrosaminen te vormen, een gamma van kankerverwekkende verbindingen.

Een soortgelijke reactie treedt op bij sigarettenrook. Er zijn nitrosamineresten gevonden die aan de binnenbekleding van rokersvoertuigen hechten.

Toepassingen

Productie van diazoniumzouten

Salpeterigzuur wordt in de industrie gebruikt bij de productie van diazoniumzouten, door zijn reactie met aromatische aminen en fenolen.

HNO_twee   +     ArNH_twee     +     H.⁺    => ArN = NAr + H_tweeOF

Diazoniumzouten worden gebruikt in organische synthesereacties; bijvoorbeeld in de Sandmeyer-reactie. In deze reactie wordt de substitutie van een aminogroep (H._tweeN-), in een primair aromatisch amine, door de Cl-groepen^-, Br^- en CN^-. Om deze aromatische producten te verkrijgen, zijn koperzouten nodig.

Diazoniumzouten kunnen heldere azoverbindingen vormen die worden gebruikt als kleurstoffen en ook dienen als een kwalitatieve test voor de aanwezigheid van aromatische aminen..

Verwijdering van natriumazide

Salpeterigzuur wordt gebruikt voor het verwijderen van natriumazide (NaN₃), wat potentieel gevaarlijk is vanwege de neiging tot ontploffing.

2 NaN₃     +      2 HNO_twee => 3 N_twee    +    2 NO + 2 NaOH

Synthese van oximen

Salpeterigzuur kan reageren met ketongroepen om oximen te vormen. Deze kunnen worden geoxideerd om carbonzuren te vormen of worden gereduceerd om aminen te vormen..

Dit proces wordt gebruikt bij de commerciële bereiding van adipinezuur, het monomeer dat wordt gebruikt bij de productie van nylon. Het is ook betrokken bij de productie van polyurethaan en zijn esters zijn weekmakers, voornamelijk PVC.

In zijn zoute vorm

Salpeterigzuur, in de vorm van natriumnitriet, wordt gebruikt bij de behandeling en conservering van vlees; omdat het de groei van bacteriën tegengaat en in staat is om te reageren met myoglobine, waardoor het een donkerrode kleur produceert die het vlees aantrekkelijker maakt voor consumptie.

Ditzelfde zout wordt samen met natriumthiosulfaat gebruikt bij de intraveneuze behandeling van natriumcyanidevergiftiging..

Referenties

1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organische chemie. Amines. (10^th editie.). Wiley plus.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
3. PubChem. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Softschools. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: Softschools.com
5. Wikipedia. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: en.wikipedia.org
6. Royal Society of Chemistry. (2015). Salpeterig zuur. Hersteld van: chemspider.com
7. New World Encyclopedia. (2015). Salpeterig zuur. Hersteld van: newworldencyclopedia.org
8. DrugBank. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: drugbank.ca
9. Chemische formulering. (2018). HNO_twee. Hersteld van: Formulacionquimica.com