- Salpeterig zuur structuur
- Eigendommen
- Chemische namen
- Fysieke beschrijving
- Molecuulgewicht
- Dissociatieconstante
- Smeltpunt
- Kookpunt
- Zoutvorming
- Brandpotentieel
- Ontleding
- Reductiemiddel
- Oxidatiemiddel
- Nomenclatuur
- Synthese
- Risico's
- Toepassingen
- Productie van diazoniumzouten
- Eliminatie van natriumazide
- Synthese van oximen
- In zijn zoute vorm
- Referenties
Het salpeterigzuur is een zwak anorganisch zuur, de chemische formule HNO 2 . Het wordt voornamelijk aangetroffen in een waterige oplossing met een lichtblauwe kleur. Het is erg onstabiel en wordt snel afgebroken tot stikstofmonoxide, NO en salpeterzuur, HNO 3 .
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.
Salpeterigzuuroplossing in een bekerglas. Bron: geen machineleesbare auteur opgegeven. De gekke wetenschapper ~ commonswiki veronderstelde (op basis van auteursrechtclaims).
De afbeelding hierboven toont een oplossing van HNO 2 waar de karakteristieke lichtblauwe kleur van dit zuur te zien is. Het wordt gesynthetiseerd door stikstoftrioxide, N 2 O 3 , op te lossen in water. Evenzo is het het product van de verzuring van natriumnitrietoplossingen bij lage temperaturen.
HNO 2 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, samen 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 2 , of geoxideerd tot HNO 3 .
Salpeterig zuur structuur
Cis (links) en trans (rechts) isomeren met de respectievelijke moleculaire structuren van HNO2. Bron: Ben Mills.
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 (NO) met de zuurstofatomen (rode bollen).
Merk op dat het waterstofatoom (witte bol) is gebonden aan een van de zuurstofatomen en niet rechtstreeks aan stikstof. Dus als je dit weet, is de structuurformule van HNO 2 of, en er is niet zo'n HN-binding (zoals de chemische formule je misschien doet denken).
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 de ionen NO 2 - en H 3 O + te vormen .
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
-Stikstofzuur
-Dioxonitric zuur (III)
-Nitrosylhydroxide
-Hydroxydoxydonitrogen (IUPAC systematische 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 25ºC.
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 2 , en anderzijds veroorzaakt zijn verhitting zijn ontleding. Daarom wordt er geen exact kookpunt vermeld.
Zoutvorming
Vormt in water oplosbare nitrieten met Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ . Maar het vormt geen zouten met meerwaardige kationen, zoals: Al 3+ en / of Be 2+ (vanwege de hoge ladingsdichtheid). Het is in staat om stabiele esters te vormen met alcoholen.
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 2 => NO 2 + NO + H 2 O
4 HNO 2 => 2 HNO 3 + N 2 O + H 2 O
Reductiemiddel
Salpeterigzuur in waterige oplossing komt voor in de vorm van nitrietionen, NO 2 - , die verschillende reductiereacties ondergaan.
Reageert met I - en Fe 2+ ionen , in de vorm van kaliumnitriet, om stikstofmonoxide te vormen:
2 KNO 2 + KI + H 2 SO 4 => I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 2
Kaliumnitriet in aanwezigheid van tinionen wordt gereduceerd tot lachgas:
KNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 => 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl
Kaliumnitriet wordt gereduceerd door Zn in een alkalisch milieu, waarbij ammoniak wordt gevormd:
5 H 2 O + KNO 2 + 3 Zn => NH 3 + KOH + 3 Zn (OH) 2
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 2 + H 2 S => S + 2 NO + 2 H 2 O
HNO 2 + 3 H 2 S => S + NH 3 + 2 H 2 O
Salpeterigzuur kan in een zure pH-omgeving jodide-ion oxideren tot jodium.
HNO 2 + I - + 6 H + => 3 I 2 + NH 3 + 2 H 2 O
Het kan ook werken als een reductiemiddel en werkt op Cu 2+ , waardoor salpeterzuur ontstaat.
Nomenclatuur
HNO 2 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 2 O 3 + H 2 O => 2 HNO 2
Een andere bereidingswijze bestaat uit de reactie van natriumnitriet, NaNO 3 , met minerale zuren; zoals zoutzuur en broomwaterstofzuur. De reactie wordt bij lage temperatuur uitgevoerd en het salpeterigzuur wordt ter plaatse verbruikt.
NaNO 3 + H + => HNO 2 + Na +
Het H + -ion is afkomstig van HCl of HBr.
Risico's
Gezien de eigenschappen en chemische eigenschappen is er weinig informatie over de directe toxische effecten van HNO 2 . Misschien worden sommige schadelijke effecten waarvan wordt aangenomen dat ze door deze verbinding worden veroorzaakt, in feite veroorzaakt door salpeterzuur, dat kan worden veroorzaakt door de afbraak van salpeterigzuur.
Opgemerkt wordt dat HNO 2 schadelijke effecten kan hebben op de luchtwegen en irriterende symptomen kan 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 vasculaire gladde spieren, 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 2 , aanwezig in vervuilde lucht (smog), kan onder bepaalde omstandigheden salpeterigzuur vormen; die op hun beurt kunnen reageren met amines om nitrosamines te vormen, een gamma van kankerverwekkende verbindingen.
Een vergelijkbare reactie treedt op bij sigarettenrook. Er zijn nitrosamine-residuen aangetroffen die aan de binnenbekleding van rokende voertuigen hechten.
Toepassingen
Productie van diazoniumzouten
Salpeterigzuur wordt in de industrie gebruikt bij de productie van diazoniumzouten, door reactie met aromatische aminen en fenolen.
HNO 2 + ArNH 2 + H + => ArN = NAr + H 2 O
Diazoniumzouten worden gebruikt in organische synthesereacties; bijvoorbeeld in de Sandmeyer-reactie. Bij deze reactie vindt de substitutie van een aminogroep (H 2 N-), in een primair aromatisch amine, door de groepen Cl - , Br - en CN - plaats . 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.
Eliminatie van natriumazide
Salpeterigzuur wordt gebruikt voor de eliminatie van natriumazide (NaN 3 ), dat potentieel gevaarlijk is vanwege de neiging tot ontploffing.
2 NaN 3 + 2 HNO 2 => 3 N 2 + 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 de esters ervan zijn weekmakers, voornamelijk in 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 kan reageren met myoglobine, waardoor het een donkerrode kleur produceert die het vlees aantrekkelijker maakt voor consumptie.
Ditzelfde zout wordt, in combinatie met natriumthiosulfaat, gebruikt bij de intraveneuze behandeling van natriumcyanidevergiftiging.
Referenties
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organische chemie. Amines. (10 e editie.). Wiley Plus.
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
- PubChem. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Softschools. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: Softschools.com
- Wikipedia. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: en.wikipedia.org
- Royal Society of Chemistry. (2015). Salpeterig zuur. Hersteld van: chemspider.com
- New World Encyclopedia. (2015). Salpeterig zuur. Hersteld van: newworldencyclopedia.org
- DrugBank. (2019). Salpeterig zuur. Hersteld van: drugbank.ca
- Chemische formulering. (2018). HNO 2 . Hersteld van: Formulacionquimica.com