Азотистая кислота
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Азотистая кислота [ 1 ]
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| 3DMeet | |
| КЭБ | |
| ХЭМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.057 |
| Номер ЕС |
|
| 983 | |
| КЕГГ | |
| МеШ | Азотистая+кислота |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| ДЕНЬ 2 | |
| Молярная масса | 47.013 g/mol |
| Появление | Бледно-голубой раствор |
| Плотность | Прибл. 1 г/мл |
| Температура плавления | Известен только в растворе или в виде газа. |
| Кислотность ( pKa ) | 3.15 [ 2 ] |
| Сопряженная база | Нитрит |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Родственные соединения | |
Другие анионы
|
Азотная кислота |
Другие катионы
|
Нитрит натрия Нитрит калия Нитрит аммония |
Родственные соединения
|
Триоксид азота |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Азотистая кислота формула H NO ( молекулярная
2 ) — слабая однопротонная кислота , известная только в растворе , в газовой фазе и в виде нитрита ( NO −
2 ) соли. [ 3 ] Ее открыл Карл Вильгельм Шееле , который назвал ее « флогистиковой кислотой селитры». Азотистая кислота используется для получения солей диазония из аминов. Образующиеся соли диазония являются реагентами в азосочетания реакциях с образованием азокрасителей .
Структура
[ редактировать ]В газовой фазе плоская молекула азотистой кислоты может принимать как син-, так и анти- форму. Анти - форма преобладает при комнатной температуре, и ИК-измерения показывают, что она более стабильна примерно на 2,3 кДж/моль. [ 3 ]
-
Размеры антиформы
(из микроволнового спектра ) -
Модель антиформы -
син- форма
Подготовка
[ редактировать ]Азотистую кислоту обычно получают подкислением водных растворов натрия нитрита кислотой минеральной . Подкисление обычно проводится при ледяной температуре, а HNO 2 расходуется на месте . [ 4 ] [ 5 ] Свободная азотистая кислота или концентрированные растворы нестабильны и быстро разлагаются.
Азотистую кислоту также можно получить растворением триоксида азота в воде по уравнению
- N 2 O 3 + H 2 O → 2 HNO 2
Реакции
[ редактировать ]Азотистая кислота является основным хемофором реактива Либермана , используемого для выборочного тестирования на алкалоиды.
Разложение
[ редактировать ]Газообразная азотистая кислота, встречающаяся редко, разлагается на диоксид азота , оксид азота и воду:
- 2 HNO 2 → NO 2 + NO + H 2 O
Диоксид азота в водном растворе диспропорционирует на азотную кислоту и азотистую кислоту: [ 6 ]
- 2 NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2
В теплых или концентрированных растворах общая реакция сводится к образованию азотной кислоты, воды и оксида азота:
- 3 HNO 2 → HNO 3 + 2 NO + H 2 O
Оксид азота впоследствии может быть повторно окислен воздухом до азотной кислоты, в результате чего общая реакция:
- 2 HNO 2 + O 2 → 2 HNO 3
Снижение
[ редактировать ]со мной − и Fe 2+ ионов, образуется NO: [ 7 ]
- 2 HNO 2 + 2 KI + 2 H 2 SO 4 → I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + 2 K 2 SO 4
- 2 HNO 2 + 2 FeSO 4 + 2 H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 4
С Sn 2+ ионов, N 2 образуется O:
- 2 HNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 → 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl
С SO 2 газом NH 2 образуется OH:
- 2 HNO 2 + 6 H 2 O + 4 SO 2 → 3 H 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 2 NH 2 OH
С Zn в растворе щелочи NH 3 образуется :
- 5 H 2 O + KNO 2 + 3 Zn → NH 3 + КОН + 3 Zn(OH) 2
С Н
22Ч +
5 , HN 3 и (впоследствии) N 2 образуется газ :
- HNO 2 + [N 2 H 5 ] + → ХН 3 + Н 2 О + Н 3 О +
- HNO 2 + HN 3 → N 2 O + N 2 + H 2 O
Окисление азотистой кислотой имеет кинетический контроль над термодинамическим контролем . Это лучше всего иллюстрирует то, что разбавленная азотистая кислота способна окислять I. − to I 2 , но разбавленная азотная кислота не может.
- я 2 + 2 е − ⇌ 2 И − И тот = +0.54 V
- НЕТ −
3 + 3 ч + + 2 и − ⇌ HNO 2 + H 2 O E тот = +0.93 V
- ХНО 2 + Н + + и − ⇌ НЕТ + Н 2 О Е тот = +0.98 V
Видно, что значения E тот
В ячейке эти реакции схожи, но азотная кислота является более сильным окислителем. Основываясь на том факте, что разбавленная азотистая кислота может окислять йодид в йод , можно сделать вывод, что азот является более быстрым, а не более сильным окислителем, чем разбавленная азотная кислота. [ 7 ]
Органическая химия
[ редактировать ]Азотистую кислоту применяют для получения солей диазония :
- HNO 2 + ArNH 2 + H + → АрН +
2 + 2 Н 2 О
где Ar представляет собой арильную группу.
Такие соли широко используются в органическом синтезе , например для реакции Зандмейера и при получении азокрасителей — ярко окрашенных соединений, лежащих в основе качественной реакции на анилин . [ 8 ] Азотистая кислота используется для уничтожения токсичного и потенциально взрывоопасного азида натрия . Для большинства целей азотистая кислота обычно образуется in situ при действии минеральной кислоты на нитрит натрия : [ 9 ] В основном это синий цвет
- NaNO 2 + HCl → HNO 2 + NaCl
- 2 NaN 3 + 2 HNO 2 → 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
Реакция с двумя α- атомами водорода в кетонах приводит к образованию оксимов , которые могут быть дополнительно окислены до карбоновой кислоты или восстановлены с образованием аминов. Этот процесс используется в коммерческом производстве адипиновой кислоты .
Азотистая кислота быстро реагирует с алифатическими спиртами с образованием алкилнитритов , которые являются мощными сосудорасширяющими средствами :
- (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 OH + HNO 2 → (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 ONO + H 2 O
Канцерогены, называемые нитрозаминами , образуются (обычно непреднамеренно) в результате реакции азотистой кислоты со вторичными аминами :
- HNO 2 + R 2 NH → R 2 N-NO + H 2 O
Атмосфера Земли
[ редактировать ]Азотистая кислота участвует в озоновом балансе нижних слоев атмосферы — тропосферы . Гетерогенная . реакция оксида азота (NO) и воды приводит к образованию азотистой кислоты Когда эта реакция протекает на поверхности атмосферных аэрозолей , продукт легко фотолизуется до гидроксильных радикалов . [ 10 ] [ 11 ]
Повреждения и мутации ДНК
[ редактировать ]Обработка клеток Escherichia coli азотистой кислотой вызывает повреждение ДНК клетки, до урацила , включая дезаминирование цитозина и эти повреждения подлежат восстановлению с помощью специфических ферментов. [ 12 ] Кроме того, азотистая кислота вызывает мутации замены оснований у организмов с двухцепочечной ДНК. [ 13 ]
См. также
[ редактировать ]
- Перегруппировка Демьянова
- Азотная ( H NO ) 3 кислота
- Нитрозил- О -гидроксид
- Перегруппировка Тиффно-Демьянова
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Азотистая кислота» .
- ^ Перрин, Д.Д., изд. (1982) [1969]. Константы ионизации неорганических кислот и оснований в водных растворах . Химические данные ИЮПАК (2 nd ред.). Оксфорд: Пергамон (опубликовано в 1984 г.). Запись 156. ISBN. 0-08-029214-3 . LCCN 82-16524 .
- ^ Jump up to: а б Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 . п. 462.
- ^ Пети, Ю.; Ларчевек, М. (1998). «Этилглицидат из (S)-серина: Этил (R)-(+)-2,3-эпоксипропаноат» . Орг. Синтез . 75:37 . дои : 10.15227/orgsyn.075.0037 .
- ^ Смит, Адам П.; Сэвидж, Скотт А.; С любовью, Дж. Кристофер; Фрейзер, Кассандра Л. (2002). «Синтез 4-, 5- и 6-метил-2,2'-бипиридина с помощью стратегии перекрестного сочетания Негиши: 5-метил-2,2'-бипиридин» . Орг. Синтез . 78:51 . дои : 10.15227/orgsyn.078.0051 .
- ^ Камеока, Йоджи; Пигфорд, Роберт (февраль 1977 г.). «Абсорбция диоксида азота водой, серной кислотой, гидроксидом натрия и щелочным водным сульфитом натрия». Индийский англ. хим. Фундамент . 16 (1): 163–169. дои : 10.1021/i160061a031 .
- ^ Jump up to: а б Хаускрофт, Кэтрин Э.; Шарп, Алан Г. (2008). «Глава 15: Группа 15 элементов». Неорганическая химия, 3-е издание . Пирсон. п. 449. ИСБН 978-0-13-175553-6 .
- ^ Кларк, ХТ; Кирнер, WR (1922). «Метиловый красный» . Органические синтезы . 2 : 47. дои : 10.15227/orgsyn.002.0047 .
- ^ Благоразумная практика в лаборатории: обращение с химикатами и их утилизация . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии . 1995. дои : 10.17226/4911 . ISBN 978-0-309-05229-0 .
- ^ Спатаро, Ф; Янниелло, А. (ноябрь 2014 г.). «Источники атмосферной азотистой кислоты: состояние науки, текущие потребности исследований и перспективы» . Журнал Ассоциации управления воздухом и отходами . 64 (11): 1232–1250. Бибкод : 2014JAWMA..64.1232S . дои : 10.1080/10962247.2014.952846 . ПМИД 25509545 .
- ^ Англада, Йозеф М.; Соле, Альберт (ноябрь 2017 г.). «Атмосферное окисление HONO радикалами OH, Cl и ClO». Журнал физической химии А. 121 (51): 9698–9707. Бибкод : 2017JPCA..121.9698A . дои : 10.1021/acs.jpca.7b10715 . ПМИД 29182863 .
- ^ Да Роза, Р.; Фридберг, ЕС; Дункан, Британская Колумбия; Уорнер, HR (1 ноября 1977 г.). «Репарация повреждения ДНК азотистой кислотой у Escherichia coli». Биохимия . 16 (22): 4934–4939. дои : 10.1021/bi00641a030 . ISSN 0006-2960 . ПМИД 334252 .
- ^ Хартман, З.; Хенриксон, EN; Хартман, ЧП; Себула, штат Калифорния (1994). «Молекулярные модели, которые могут объяснить мутагенез азотистой кислоты в организмах, содержащих двухцепочечную ДНК». Экологический и молекулярный мутагенез . 24 (3): 168–175. Бибкод : 1994EnvMM..24..168H . дои : 10.1002/em.2850240305 . ISSN 0893-6692 . ПМИД 7957120 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|