- Struktura dušikove kisline
- Lastnosti
- Kemična imena
- Fizični opis
- Molekularna teža
- Konstanta disociacije
- Tališče
- Vrelišče
- Tvorba soli
- Požarni potencial
- Razgradnja
- Redukcijsko sredstvo
- Oksidacijsko sredstvo
- Nomenklatura
- Sinteza
- Tveganja
- Prijave
- Proizvodnja diazonijevih soli
- Izločanje natrijevega azida
- Sinteza oksimov
- V svoji slani obliki
- Reference
Dušikovo kislino je šibka anorganska kislina, kemično formulo HNO 2 . Najdemo ga predvsem v vodni raztopini z bledo modro barvo. Je zelo nestabilen in se hitro razgradi na dušikov oksid, NO in dušikovo kislino, HNO 3 .
Običajno ga najdemo v vodni raztopini v obliki nitritov. Prav tako naravno prihaja iz atmosfere kot posledica reakcije dušikovega oksida z vodo. Tam, zlasti v troposferi, dušikova kislina posega v regulacijo koncentracije ozona.
Raztopina dušikove kisline v čaši. Vir: Avtor ni na voljo za branje avtorja. Predpostavljeni nori znanstvenik ~ commonswiki (na podlagi trditev o avtorskih pravicah).
Zgornja slika prikazuje raztopino HNO 2, kjer je vidna značilna bledo modra barva te kisline. Sintetizira se z raztapljanjem dušikovega trioksida N 2 O 3 v vodi. Prav tako je produkt zakisljevanja raztopin natrijevega nitrita pri nizkih temperaturah.
HNO 2 ima malo komercialne uporabe, zato se uporablja v obliki nitrita pri konzerviranju mesa. Po drugi strani se uporablja pri proizvodnji azo barvil.
Uporablja se skupaj z natrijevim tiosulfatom pri zdravljenju bolnikov z zastrupitvijo z natrijevim cianidom. Je pa mutageno sredstvo in domneva se, da lahko povzroči substitucije v bazah verig DNA, in sicer z oksidativnim deaminacijo citozina in adenina.
Dušikova kislina ima dvojno vedenje, saj se lahko obnaša kot oksidativno sredstvo ali kot redukcijsko sredstvo; to pomeni, da lahko zmanjša na NO ali N 2 ali oksidiran do HNO 3 .
Struktura dušikove kisline
Cis (levi) in trans (desni) izomeri z ustreznimi molekularnimi strukturami HNO2. Vir: Ben Mills.
Zgornja slika prikazuje molekulsko strukturo dušikove kisline z modelom kroglic in palic. Atom dušika (modra krogla) se nahaja v središču strukture, tvori dvojno vez (N = O) in enojno vez (NO) z atomi kisika (rdeče krogle).
Upoštevajte, da je atom vodika (bela krogla) vezan na enega od oksigenov in ne neposredno na dušik. Torej, če vem za to, je strukturna formula HNO 2 takšna HN vez ali ne obstaja (ker nas kemična formula lahko vodi k razmišljanju).
Molekule na sliki ustrezajo molekuli plinske faze; v vodi so obdani z vodne molekule, ki lahko sprejme ion vodika (šibko), da se tvori NO 2 - in H 3 O + ionov .
Njihove strukture imajo lahko dve obliki: cis ali trans, imenovane geometrijski izomeri. V cis izomeru H atom zasenči sosednji atom kisika; medtem ko sta v trans izomeru oba v nasprotnem ali nasprotnem položaju.
V cis izomeru je verjetno nastajanje intramolekularnega vodikovega mostu (OH-NO), ki lahko moti medmolekulske (ONOH-ONOH).
Lastnosti
Kemična imena
-Komatna kislina
-Dioksonitrična kislina (III)
-Nitrosil hidroksid
-Hidroksidoksidonitrogen (sistematsko ime IUPAC)
Fizični opis
Bledo modra tekočina, ki ustreza raztopini nitrita.
Molekularna teža
47.013 g / mol.
Konstanta disociacije
To je šibka kislina. Njegova pKa je 3,35 pri 25ºC.
Tališče
Znano je le v rešitvi. Zato njegove tališča ni mogoče izračunati, prav tako je ni mogoče izolirati kristalov.
Vrelišče
Ker ne obstaja čisto, ampak v vodi, meritve te lastnosti niso natančne. Po eni strani je odvisno od koncentracije HNO 2 , na drugi pa njegovo segrevanje povzroči razpad. Zato se ne poroča o natančnem vrelišču.
Tvorba soli
V vodi topne nitrite tvori z Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ . Vendar ne tvori soli s polivalentnimi kationi, kot sta: Al 3+ in / ali Be 2+ (zaradi visoke gostote naboja). Z alkoholi lahko tvori stabilne estre.
Požarni potencial
Vnetljivo je zaradi kemičnih reakcij. Lahko eksplodira ob stiku s fosfornim trikloridom.
Razgradnja
Je zelo nestabilna spojina, v vodni raztopini pa razpade na dušikov oksid in dušikovo kislino:
2 HNO 2 => NO 2 + NO + H 2 O
4 HNO 2 => 2 HNO 3 + N 2 O + H 2 O
Redukcijsko sredstvo
Dušikovo kislino v vodni raztopini se pojavlja v obliki nitritnih ionov, NO 2 - , ki so podvrženi različne redukcijske reakcije.
Reagira z ioni I - in Fe 2+ v obliki kalijevega nitrita, da tvori dušikov oksid:
2 KNO 2 + KI + H 2 SO 4 => I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 2
Kalijev nitrit v prisotnosti kositrnih ionov se reducira in tvori dušikov oksid:
KNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 => 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl
Kalijev nitrit se v alkalnem mediju zmanjša za Zn in tvori amoniak:
5H 2 O + KNO 2 + 3 Zn => NH 3 + KOH + 3 Zn (OH) 2
Oksidacijsko sredstvo
Poleg tega, da je dušikova kislina, lahko deluje tudi v procesih oksidacije. Na primer: oksidira vodikov sulfid, ki se pretvori v dušikov oksid ali amonijak, odvisno od kislosti medija, v katerem se reakcija pojavi.
2 HNO 2 + H 2 S => S + 2 NO + 2 H 2 O
HNO 2 + 3H 2 S => N + NH 3 + 2 H 2 O
Dušikova kislina v kislem okolju pH lahko oksidira jodidni ion v jod.
HNO 2 + I - + 6H + => 3 I 2 + NH 3 + 2 H 2 O
Prav tako lahko deluje kot reducent, deluje na Cu 2+ , kar povzroča dušikovo kislino.
Nomenklatura
HNO 2 lahko damo druga imena, ki so odvisna od vrste nomenklature. Dušikova kislina ustreza tradicionalni nomenklaturi; dioksonitrična kislina (III), v nomenklaturo zalog; in vodikov dioksonitrat (III), sistematično.
Sinteza
Dušikovo kislino lahko sintetiziramo z raztapljanjem dušikovega trioksida v vodi:
N 2 O 3 + H 2 O => 2 HNO 2
Druga metoda priprave je sestavljena iz reakcije natrijevega nitrita, NaNO 3 , z mineralnimi kislinami; kot so klorovodikova kislina in bromovodikova kislina. Reakcijo izvedemo pri nizki temperaturi in dušikovo kislino porabimo in situ.
NaNO 3 + H + => HNO 2 + Na +
Ion H + prihaja bodisi iz HCl bodisi iz HBr.
Tveganja
Glede na njegove lastnosti in kemijske lastnosti je malo informacij o neposrednih strupenih učinkih HNO 2 . Morda nekatere škodljive učinke, za katere domneva, da jih ta spojina povzroča, dejansko povzroči dušikova kislina, ki jo lahko povzroči razpad dušikove kisline.
Ugotovljeno je, da ima HNO 2 lahko škodljive učinke na dihala in lahko povzroči dražilne simptome pri astmatičnih bolnikih.
V obliki natrijevega nitrita se zmanjša z deoksihemoglobinom, pri čemer nastane dušikov oksid. To je močan vazodilatator, ki povzroči sprostitev žilnih gladkih mišic in oceni odmerek LD50 v odmerku 35 mg / kg za oralno uživanje pri ljudeh.
Toksičnost natrijevega nitrita se kaže v srčno-žilnem kolapsu, ki mu sledi huda hipotenzija zaradi vazodilatacijskega učinka dušikovega oksida, proizvedenega iz nitrita.
Dušikov dioksid NO 2 , ki je prisoten v onesnaženem zraku (smog), pod določenimi pogoji lahko povzroči dušikovo kislino; ki lahko reagirajo z amini in tvorijo nitrozamine, gama rakotvornih spojin.
Podobna reakcija se pojavi tudi pri cigaretnem dimu. Ugotovljeno je, da ostanki nitrozamina držijo notranje obloge kajenje vozil.
Prijave
Proizvodnja diazonijevih soli
Dušikova kislina se v industriji uporablja za proizvodnjo diazonijevih soli z reakcijo z aromatičnimi amini in fenoli.
HNO 2 + ArNH 2 + H + => ARN = nar + H 2 O
Diazonijeve soli se uporabljajo v reakcijah organske sinteze; na primer v reakciji Sandmeyer. Pri tej reakciji substitucije amino skupine (H 2 N) v primarni aromatski amin, ki ga skupin r - , Br - in CN - pojavi . Za pridobitev teh aromatičnih izdelkov so potrebne bakrove soli.
Diazonijeve soli lahko tvorijo svetle azo spojine, ki se uporabljajo kot barvila in služijo tudi kot kvalitativni test za prisotnost aromatičnih aminov.
Izločanje natrijevega azida
Dušikova kislina se uporablja za izločanje natrijevega azida (NaN 3 ), ki je potencialno nevaren zaradi svoje nagnjenosti k eksploziji.
2 NaN 3 + 2 HNO 2 => 3N 2 + 2 NO + 2 NaOH
Sinteza oksimov
Dušikova kislina lahko reagira s ketonskimi skupinami in tvori oksime. Te se lahko oksidirajo, da nastanejo karboksilne kisline ali se reducirajo v amine.
Ta postopek se uporablja pri komercialni pripravi adipinske kisline, monomera, ki se uporablja pri proizvodnji najlona. Sodeluje tudi pri proizvodnji poliuretana, njegovi estri pa so mehčalci, predvsem iz PVC-ja.
V svoji slani obliki
Dušikova kislina v obliki natrijevega nitrita se uporablja pri obdelavi in konzerviranju mesa; ker preprečuje rast bakterij in je sposoben reagirati z mioglobinom, kar daje temno rdečo barvo, zaradi česar je meso bolj privlačno za uživanje.
Ta ista sol se uporablja v povezavi z natrijevim tiosulfatom pri intravenskem zdravljenju zastrupitve z natrijevim cianidom.
Reference
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. Amini. (10 th izdaja.). Wiley Plus.
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- PubChem. (2019). Dušikova kislina. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Softschools. (2019). Dušikova kislina. Pridobljeno od: Softschools.com
- Wikipedija. (2019). Dušikova kislina. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Royal Society of Chemistry. (2015). Dušikova kislina. Pridobljeno: chemspider.com
- Nova svetovna enciklopedija. (2015). Dušikova kislina. Pridobljeno: newworldencyclopedia.org
- DrugBank. (2019). Dušikova kislina. Pridobljeno: drugbank.ca
- Kemična formulacija. (2018). HNO 2 . Pridobljeno: formulacionquimica.com