- Salpetersäurestruktur
- Eigenschaften
- Chemische Namen
- Physische Beschreibung
- Molekulargewicht
- Dissoziationskonstante
- Schmelzpunkt
- Siedepunkt
- Salzbildung
- Feuerpotential
- Zersetzung
- Reduktionsmittel
- Oxidationsmittel
- Nomenklatur
- Synthese
- Risiken
- Anwendungen
- Herstellung von Diazoniumsalzen
- Eliminierung von Natriumazid
- Synthese von Oximen
- In seiner salzhaltigen Form
- Verweise
Die salpetrige Säure ist eine schwache anorganische Säure, die chemische Formel HNO 2 . Es kommt hauptsächlich in wässriger Lösung mit hellblauer Farbe vor. Es ist sehr instabil und zerfällt schnell in Stickoxid NO und Salpetersäure HNO 3 .
Es liegt üblicherweise in wässriger Lösung in Form von Nitriten vor. Es kommt auch natürlich aus der Atmosphäre infolge der Reaktion von Stickoxid mit Wasser. Dort, insbesondere in der Troposphäre, greift salpetrige Säure in die Regulierung der Ozonkonzentration ein.
Salpetersäurelösung in einem Becherglas. Quelle: Kein maschinenlesbarer Autor angegeben. Der verrückte Wissenschaftler ~ commonswiki vermutete (basierend auf Urheberrechtsansprüchen).
Das obige Bild zeigt eine Lösung von HNO 2, wobei die charakteristische hellblaue Farbe dieser Säure zu sehen ist. Es wird durch Auflösen von Stickstofftrioxid N 2 O 3 in Wasser synthetisiert . Ebenso ist es das Produkt der Ansäuerung von Natriumnitritlösungen bei niedrigen Temperaturen.
HNO 2 hat wenig kommerzielle Verwendung und wird in Form von Nitrit zur Konservierung von Fleisch verwendet. Andererseits wird es zur Herstellung von Azofarbstoffen verwendet.
Es wird zusammen mit Natriumthiosulfat zur Behandlung von Patienten mit Natriumcyanidvergiftung eingesetzt. Es ist jedoch ein mutagenes Mittel, und es wird angenommen, dass es durch oxidative Desaminierung von Cytosin und Adenin Substitutionen in den Basen der DNA-Ketten verursachen kann.
Salpetersäure hat ein doppeltes Verhalten, da sie sich als Oxidationsmittel oder als Reduktionsmittel verhalten kann; das heißt, es kann zu NO oder N 2 reduziert oder zu HNO 3 oxidiert werden .
Salpetersäurestruktur
Cis (links) und trans (rechts) Isomere mit den jeweiligen Molekülstrukturen von HNO2. Quelle: Ben Mills.
Das obere Bild zeigt die Molekülstruktur von salpetriger Säure unter Verwendung eines Kugel- und Stabmodells. Das Stickstoffatom (blaue Kugel) befindet sich im Zentrum der Struktur und bildet mit den Sauerstoffatomen (rote Kugeln) eine Doppelbindung (N = O) und eine Einfachbindung (NO).
Beachten Sie, dass das Wasserstoffatom (weiße Kugel) an einen der Sauerstoffatome und nicht direkt an Stickstoff gebunden ist. Wenn Sie dies wissen, lautet die Strukturformel von HNO 2 oder, und es gibt keine solche HN-Bindung (wie die chemische Formel Sie möglicherweise zum Nachdenken anregt).
Die Moleküle im Bild entsprechen denen einer Gasphase; In Wasser sind sie von Wassermolekülen umgeben, die das Wasserstoffion (schwach) aufnehmen können, um die NO 2 - und H 3 O + -Ionen zu bilden .
Ihre Strukturen können zwei Formen annehmen: cis oder trans, sogenannte geometrische Isomere. Im cis-Isomer wird das H-Atom vom benachbarten Sauerstoffatom verdunkelt; während sie sich im trans-Isomer befinden, befinden sich beide in anti oder entgegengesetzten Positionen.
Im cis-Isomer ist die Bildung einer intramolekularen Wasserstoffbrücke (OH-NO) wahrscheinlich, die die intermolekularen (ONOH-ONOH) stören kann.
Eigenschaften
Chemische Namen
-Salpetersäure
-Dioxonitsäure (III)
-Nitrosylhydroxid
-Hydroxydoxydonitrogen (IUPAC Systematic Name)
Physische Beschreibung
Hellblaue Flüssigkeit, entsprechend der Nitritlösung.
Molekulargewicht
47,013 g / mol.
Dissoziationskonstante
Es ist eine schwache Säure. Sein pKa beträgt 3,35 bei 25 ° C.
Schmelzpunkt
Es ist nur in Lösung bekannt. Daher kann weder sein Schmelzpunkt berechnet noch seine Kristalle isoliert werden.
Siedepunkt
Da es nicht rein, sondern in Wasser existiert, sind die Messungen dieser Eigenschaft nicht genau. Einerseits hängt es von der Konzentration von HNO 2 ab , andererseits verursacht seine Erwärmung seine Zersetzung. Aus diesem Grund wird kein genauer Siedepunkt angegeben.
Salzbildung
Bildet mit Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ wasserlösliche Nitrite . Es bildet jedoch keine Salze mit mehrwertigen Kationen wie Al 3+ und / oder Be 2+ (aufgrund seiner hohen Ladungsdichte). Es ist in der Lage, mit Alkoholen stabile Ester zu bilden.
Feuerpotential
Es ist durch chemische Reaktionen entflammbar. Kann bei Kontakt mit Phosphortrichlorid explodieren.
Zersetzung
Es ist eine sehr instabile Verbindung und zersetzt sich in wässriger Lösung in Stickoxid und Salpetersäure:
2 HNO 2 => NO 2 + NO + H 2 O.
4 HNO 2 => 2 HNO 3 + N 2 O + H 2 O.
Reduktionsmittel
Salpetersäure in wässriger Lösung kommt in Form von Nitritionen, NO 2 - vor , die verschiedene Reduktionsreaktionen eingehen.
Reagiert mit I - und Fe 2+ -Ionen in der Form von Kaliumnitrit, Stickstoffmonoxid zu bilden:
2 KNO 2 + KI + H 2 SO 4 => I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 2
Kaliumnitrit wird in Gegenwart von Zinnionen unter Bildung von Lachgas reduziert:
KNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 => 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl
Kaliumnitrit wird durch Zn in einem alkalischen Medium unter Bildung von Ammoniak reduziert:
5 H 2 O + KNO 2 + 3 Zn => NH 3 + KOH + 3 Zn (OH) 2
Oxidationsmittel
Salpetersäure ist nicht nur ein Reduktionsmittel, sondern kann auch in Oxidationsprozesse eingreifen. Zum Beispiel: Es oxidiert Schwefelwasserstoff und wird in Abhängigkeit von der Säure des Mediums, in dem die Reaktion stattfindet, zu Stickoxid oder Ammoniak.
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.
Salpetersäure kann in einer sauren pH-Umgebung Iodidionen zu Iod oxidieren.
HNO 2 + I - + 6 H + => 3 I 2 + NH 3 + 2 H 2 O.
Es kann auch als Reduktionsmittel wirken, das auf Cu 2+ einwirkt und Salpetersäure verursacht.
Nomenklatur
HNO 2 kann andere Namen geben, die von der Art der Nomenklatur abhängen. Salpetersäure entspricht der traditionellen Nomenklatur; Dioxonitsäure (III) nach der Bestandsnomenklatur; und Wasserstoffdioxonitrat (III) zur Systematik.
Synthese
Salpetersäure kann durch Auflösen von Stickstofftrioxid in Wasser synthetisiert werden:
N 2 O 3 + H 2 O => 2 HNO 2
Ein anderes Herstellungsverfahren besteht in der Reaktion von Natriumnitrit, NaNO 3 , mit Mineralsäuren; wie Salzsäure und Bromwasserstoffsäure. Die Reaktion wird bei niedriger Temperatur durchgeführt und die salpetrige Säure wird in situ verbraucht.
NaNO 3 + H + => HNO 2 + Na +
Das H + -Ion stammt entweder aus HCl oder HBr.
Risiken
Aufgrund seiner Eigenschaften und chemischen Eigenschaften gibt es nur wenige Informationen über die direkten toxischen Wirkungen von HNO 2 . Möglicherweise werden einige schädliche Wirkungen, von denen angenommen wird, dass sie durch diese Verbindung hervorgerufen werden, tatsächlich durch Salpetersäure verursacht, die durch den Abbau von salpetriger Säure verursacht werden kann.
Es wird angemerkt, dass HNO 2 schädliche Auswirkungen auf die Atemwege haben und bei Asthmatikern reizende Symptome hervorrufen kann.
In Form von Natriumnitrit wird es durch Desoxyhämoglobin reduziert, wodurch Stickoxid entsteht. Dies ist ein starker Vasodilatator, der eine Entspannung der glatten Gefäßmuskulatur bewirkt und eine LD50-Dosis von 35 mg / kg für den oralen Verzehr beim Menschen schätzt.
Die Toxizität von Natriumnitrit äußert sich in einem kardiovaskulären Kollaps, gefolgt von einer schweren Hypotonie aufgrund der vasodilatatorischen Wirkung von Stickoxid, das aus Nitrit hergestellt wird.
Stickstoffdioxid NO 2 , das in verschmutzter Luft (Smog) unter bestimmten Bedingungen vorhanden ist, kann zu salpetriger Säure führen. die wiederum mit Aminen unter Bildung von Nitrosaminen reagieren können, einem Gamma krebserregender Verbindungen.
Eine ähnliche Reaktion tritt bei Zigarettenrauch auf. Es wurde festgestellt, dass Nitrosaminreste an der Innenverkleidung von Rauchfahrzeugen haften.
Anwendungen
Herstellung von Diazoniumsalzen
Salpetersäure wird in der Industrie zur Herstellung von Diazoniumsalzen durch Reaktion mit aromatischen Aminen und Phenolen verwendet.
HNO 2 + ArNH 2 + H + => ArN = NAr + H 2 O.
Diazoniumsalze werden in organischen Synthesereaktionen verwendet; zum Beispiel in der Sandmeyer-Reaktion. Bei dieser Reaktion erfolgt die Substitution einer Aminogruppe (H 2 N-) in einem primären aromatischen Amin durch die Gruppen Cl - , Br - und CN - . Um diese aromatischen Produkte zu erhalten, sind Kupfersalze erforderlich.
Diazoniumsalze können helle Azoverbindungen bilden, die als Farbstoffe verwendet werden und auch als qualitativer Test für das Vorhandensein aromatischer Amine dienen.
Eliminierung von Natriumazid
Salpetersäure wird zur Eliminierung von Natriumazid (NaN 3 ) verwendet, das aufgrund seiner Explosionsneigung möglicherweise gefährlich ist.
2 NaN 3 + 2 HNO 2 => 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
Synthese von Oximen
Salpetersäure kann mit Ketongruppen unter Bildung von Oximen reagieren. Diese können zu Carbonsäuren oxidiert oder zu Aminen reduziert werden.
Dieses Verfahren wird bei der kommerziellen Herstellung von Adipinsäure verwendet, dem Monomer, das bei der Herstellung von Nylon verwendet wird. Es ist auch an der Herstellung von Polyurethan beteiligt und seine Ester sind Weichmacher, hauptsächlich in PVC.
In seiner salzhaltigen Form
Salpetersäure in Form von Natriumnitrit wird zur Behandlung und Konservierung von Fleisch verwendet. da es das Bakterienwachstum verhindert und mit Myoglobin reagieren kann, entsteht eine dunkelrote Farbe, die das Fleisch für den Verzehr attraktiver macht.
Das gleiche Salz wird in Verbindung mit Natriumthiosulfat zur intravenösen Behandlung von Natriumcyanidvergiftungen verwendet.
Verweise
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