Азотистая кислота

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Азо́тистая кислота́ (химическая формула — HNO₂) — слабая одноосновная высокотоксичная неорганическая кислота. При стандартных условиях неустойчива.

Строение

В газовой фазе планарная молекула азотистой кислоты существует в виде двух конфигураций: цис- и транс-.

цис-изомер	транс-изомер

При комнатной температуре преобладает транс-изомер: эта структура является более устойчивой. Так, для цис-HNO₂(г) ΔG°_f = −42,59 кДж/моль, а для транс-HNO₂(г) ΔG°_f = −44,65 кДж/моль.

Физические свойства

Азотистая кислота — это неустойчивая кислота, существующая только в разбавленных водных растворах, окрашенных в слабый голубой цвет, и в газовой фазе. Кислота весьма токсична (в больших концентрациях).

Химические свойства

В водных растворах существует равновесие:

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟷\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟷\mathrm{N}\mathrm{O}\uparrow +\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

При нагревании раствора азотистая кислота распадается с выделением NO и образованием азотной кислоты:

$3\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟷\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{N}\mathrm{O}\uparrow +\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

По действием щелочей образует соли, называемые нитритами (или азотистокислыми), которые гораздо более устойчивы, чем HNO₂:

$\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

HNO₂ является слабой кислотой. В водных растворах диссоциирует (K_D = 4,6Шаблон:E), немного сильнее уксусной кислоты:

$\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{-}$

Используется в органическом синтезе для получения органических нитритов (изопропилнитрита, изоамилнитрита и других). Реакция протекает в присутствии сильных кислот:

$\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}[\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2]{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}^{-}$

$\mathrm{R}-\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}⟶\mathrm{R}-\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$

Общая реакция:

$\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{R}-\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}}{\to }\mathrm{R}-\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Азотистая кислота проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства. При действии более сильных окислителей (пероксид водорода, хлор, перманганат калия) окисляется в азотную кислоту:

$\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\uparrow$

$5\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶2\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{K}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+5\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

В то же время она способна окислять вещества, обладающие восстановительными свойствами. Реакция с соляной кислотой при незначительном нагревании протекает обратимо, а при температуре выше +100°C идёт необратимо:

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{I}⟶2\mathrm{N}\mathrm{O}\uparrow +\mathrm{I}{\phantom{A}}_2\downarrow +2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}⟶\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{O}\uparrow +2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\rightleftarrows \mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\uparrow +2\mathrm{N}\mathrm{O}\uparrow +2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\stackrel{>+100{\phantom{A}}^o\mathrm{C}}{\to }\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\uparrow +2\mathrm{N}\mathrm{O}\uparrow +2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Может вступать в реакцию с азидами с образованием более безопасных продуктов, что является способом их утилизации:

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\phantom{A}}_3⟶3\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\uparrow +2\mathrm{N}\mathrm{O}+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Получение

Растворение оксида азота(III) N₂O₃ в воде:

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Растворение оксида азота(IV) NO₂ в воде:

$2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Применение

• Диазотирование первичных ароматических аминов и образование солей диазония;
• Применение нитритов в органическом синтезе при производстве органических красителей.

Физиологическое действие

Азотистая кислота (HNOШаблон:Sub) весьма токсична, причём обладает ярко выраженным мутагенным действием, поскольку является дезаминирующим агентом.

ПДК в рабочей зоне 5 мг/м³ (по диоксиду азота).

Источники

• Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.: Химия, 1994.

Ссылки

• Шаблон:ВТ-ЭСБЕ