该亚硝酸是弱无机酸,其化学式HNO 2。主要在淡蓝色的水溶液中发现。它非常不稳定,会迅速分解为一氧化氮NO和硝酸HNO 3。
它通常以亚硝酸盐的形式存在于水溶液中。一氧化氮与水反应的结果也自然来自大气。在那里,特别是在对流层中,亚硝酸介入了对臭氧浓度的调节。
烧杯中的亚硝酸溶液。资料来源:未提供机器可读的作者。假定为疯狂的科学家〜CommonsWiki(基于版权主张)。
上图显示了HNO 2的溶液,可以看到该酸的特征性淡蓝色。它是通过将三氧化二氮N 2 O 3溶解在水中来合成的。同样,它是低温下亚硝酸钠溶液酸化的产物。
HNO 2几乎没有商业用途,以亚硝酸盐形式用于肉类的保存。另一方面,它用于偶氮染料的生产。
它与硫代硫酸钠一起用于治疗氰化钠中毒患者。但是,它是诱变剂,并且认为它可以通过胞嘧啶和腺嘌呤的氧化脱氨作用而引起DNA链碱基的取代。
亚硝酸具有双重作用,因为它可以充当氧化剂或还原剂。即,可以将其还原为NO或N 2或氧化为HNO 3。
亚硝酸结构
具有HNO2各自分子结构的顺式(左)和反式(右)异构体。资料来源:本·米尔斯。
上图使用球棒模型显示了亚硝酸的分子结构。氮原子(蓝色球)位于结构的中心,与氧原子(红色球)形成双键(N = O)和单键(NO)。
注意,氢原子(白色球体)与氧之一键合,而不是直接与氮键合。因此,知道这一点,HNO 2的结构式为或,并且不存在这样的HN键(因为化学式可能会引起思考)。
图像中的分子与气相中的分子相对应;在水中它们被水分子,它可以接受(弱)的氢离子,以形成包围NO 2 -和H 3 ö +离子。
它们的结构可以采取两种形式:顺式或反式,称为几何异构体。在顺式异构体中,H原子被相邻的氧原子所遮盖;在反式异构体中,两者都处于反或相反位置。
在顺式异构体中,可能形成分子内氢桥(OH-NO),这可能会干扰分子间氢桥(ONOH-ONOH)。
物产
化学名称
-亚硝酸
-二恶酸(III)
-氢氧化亚硝基
-羟基双氧氮(IUPAC系统名称)
物理描述
淡蓝色液体,对应于亚硝酸盐溶液。
分子量
47.013克/摩尔
离解常数
它是一种弱酸。它在25ºC时的pKa为3.35。
熔点
仅在解决方案中已知。因此,不能计算其熔点,也不能分离其晶体。
沸点
由于它不是纯净的,而是存在于水中,因此该特性的测量并不精确。一方面,它取决于HNO 2的浓度,另一方面,它的加热导致其分解。这就是为什么未报告确切沸点的原因。
成盐
与Li +,Na +,K +,Ca 2 +,Sr 2 +,Ba 2+形成水溶性亚硝酸盐。但是,它不会与多价阳离子形成盐,例如:Al 3+和/或Be 2+(由于其高电荷密度)。它能够与醇形成稳定的酯。
潜在火灾
通过化学反应可燃。与三氯化磷接触可能爆炸。
分解
它是非常不稳定的化合物,在水溶液中会分解成一氧化氮和硝酸:
2 HNO 2 => NO 2 + NO + H 2 O
4 HNO 2 => 2 HNO 3 + N 2 O + H 2 O
还原剂
在水溶液中亚硝酸发生在亚硝酸根离子,NO的形式2 - ,其经历各种还原反应。
与I反应-和Fe 2+离子,在亚硝酸钾的形式,以形成氧化氮:
2 KNO 2 + KI + H 2 SO 4 => I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 2
在锡离子存在下的亚硝酸钾被还原形成一氧化二氮:
KNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 => 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl
亚硝酸钾在碱性介质中被锌还原,形成氨:
5 H 2 O + KNO 2 + 3 Zn => NH 3 + KOH + 3 Zn(OH)2
氧化剂
除了作为还原剂外,亚硝酸还可以参与氧化过程。例如:根据发生反应的介质的酸度,它氧化硫化氢,变成一氧化氮或氨。
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
在酸性pH环境中,亚硝酸可将碘离子氧化为碘。
HNO 2 + I - + 6 H + => 3 I 2 + NH 3 + 2小时2 ö
它也可以作为还原剂,作用于Cu 2+,引起硝酸。
命名法
可以给HNO 2其他名称,这取决于术语的类型。亚硝酸对应于传统命名法;二氧肟酸(III),以库存命名法;与二氧肟酸氢盐(Ⅲ),去系统化。
合成
亚硝酸可以通过将三氧化二氮溶解在水中来合成:
N 2 O 3 + H 2 O => 2 HNO 2
另一种制备方法是亚硝酸钠NaNO 3与无机酸反应。如盐酸和氢溴酸。反应在低温下进行,亚硝酸就地消耗掉。
NaNO 3 + H + => HNO 2 + Na +
H +离子来自HCl或HBr。
风险性
鉴于其性质和化学特性,关于HNO 2的直接毒性作用的信息很少。可能据认为由该化合物产生的某些有害影响实际上是由硝酸引起的,硝酸可以通过亚硝酸的分解而产生。
应当指出,HNO 2可能对呼吸道产生有害影响,并能够在哮喘患者中产生刺激性症状。
它以亚硝酸钠的形式被脱氧血红蛋白还原,生成一氧化氮。这是一种有效的血管扩张剂,可使血管平滑肌松弛,估计供人类口服的LD50剂量为35 mg / kg。
亚硝酸钠的毒性表现为心血管衰竭,随后由于亚硝酸盐产生的一氧化氮的血管扩张作用,导致严重的低血压。
在某些条件下,受污染的空气(烟雾)中存在的二氧化氮NO 2会产生亚硝酸。进而可以与胺反应形成亚硝胺,这是一种致癌化合物。
香烟烟雾也会发生类似的反应。已发现亚硝胺残留物粘附在吸烟车的内衬上。
应用领域
重氮盐的生产
亚硝酸通过与芳族胺和酚反应,在工业上用于重氮盐的生产。
HNO 2 + ArNH 2 + H + => ArN = NAr + H 2 O
重氮盐用于有机合成反应中。例如,在桑德迈尔反应中 在该反应中,(H氨基的取代2 N - ),在芳香伯胺,由基氯- ,溴-和CN -发生。为了获得这些芳族产物,需要亚铜盐。
重氮盐可以形成明亮的偶氮化合物,用作着色剂,还可以作为芳香族胺存在的定性测试。
消除叠氮化钠
亚硝酸用于消除叠氮化钠(NaN 3),由于其易于爆炸,因此具有潜在的危险。
2 NaN 3 + 2 HNO 2 => 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
肟的合成
亚硝酸可与酮基反应形成肟。这些可以被氧化形成羧酸或被还原形成胺。
该方法用于己二酸的商业制备中,己二酸是用于生产尼龙的单体。它还参与聚氨酯的生产,其酯类是增塑剂,主要在PVC中。
盐形式
亚硝酸钠形式的亚硝酸用于肉类的处理和保存;因为它可以防止细菌生长,并且能够与肌红蛋白反应,产生深红色,使肉类更具食用吸引力。
该相同的盐与硫代硫酸钠一起用于静脉内治疗氰化钠中毒。
参考文献
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