亚硝酸
编辑亚硝酸(分子式 HNO2)是一种弱单质子酸,仅存在于溶液、气相和 亚硝酸盐的形式 (NO−2) 盐。 亚硝酸用于从胺中制备重氮盐。 生成的重氮盐是偶氮偶联反应生成偶氮染料的试剂。
结构
编辑在气相中,平面亚硝酸分子可以采用顺式和反式两种形式。 反式在室温下占主导地位,IR 测量表明它在 2.3 kJ/mol 左右更稳定。
准备
编辑亚硝酸通常由亚硝酸钠水溶液用无机酸酸化而成。 酸化通常在冰温下进行,HNO2 就地消耗。 游离亚硝酸不稳定并迅速分解。
N2O3 + H2O → 2 HNO2
反应
编辑亚硝酸是利伯曼试剂中的主要化学基团,用于生物碱的抽检。
分解
2 HNO2 → NO2 + NO + H2O
二氧化氮在水溶液中歧化成硝酸和亚硝酸:
2 NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
在温暖或浓缩的溶液中,整个反应相当于产生硝酸、水和一氧化氮:
3 HNO2 → HNO3 + 2 NO + H2O
一氧化氮随后可以被空气再氧化成硝酸,使总反应:
2 硝酸 + 氧气 → 2 硝酸
减少
I− 和 Fe2+ 离子形成 NO:
2 HNO2 + 2 KI + 2 H2SO4 → I2 + 2 NO + 2 H2O + 2 K2SO42 HNO2 + 2 FeSO4 + 2 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2 NO + 2 H2O + K2SO4
与 Sn2+ 离子形成 N2O:
2 HNO2 + 6 HCl + 2 SnCl2 → 2 SnCl4 + N2O + 3 H2O + 2 KCl
与 SO2 气体形成 NH2OH:
2 HNO2 + 6 H2O + 4 SO2 → 3 H2SO4 + K2SO4 + 2 NH2OH
Zn 在碱溶液中,生成 NH3:
5 H2O + KNO2 + 3 Zn → NH3 + KOH + 3 Zn(OH)2
使用 N2H+5,同时形成 HN3 和(随后)N2 气体:
HNO2 + [N2H5]+ → HN3 + H2O + H3O+HNO2 + HN3 → N2O + N2 + H2O
亚硝酸氧化对热力学控制具有动力学控制,这xxx地说明了稀亚硝酸能够将 I− 氧化为 I2,但稀硝酸不能。
I2 + 2 e− ⇌ 2 I− Eo = +0.54 VNO−3 + 3 H+ + 2 e− ⇌ HNO2 + H2O Eo = +0.93 VHNO2 + H+ + e− ⇌ NO + H2O Eo = +0.98 V
可以看出这些反应的Eocell的值是相似的,但是硝酸是更强的氧化剂 . 根据稀亚硝酸能将碘化物氧化成碘这一事实,可以推断亚硝酸是一种比稀硝酸更快而不是更强的氧化剂。
有机化学
亚硝酸用于制备重氮盐:
HNO2 + ArNH2 + H+ → ArN+2 + 2 H2O
其中 Ar 是芳基。
这种盐广泛用于有机合成,例如用于桑德迈尔反应和制备偶氮染料,颜色鲜艳的化合物是苯胺定性测试的基础。 亚硝酸用于破坏有毒和潜在爆炸性的叠氮化钠。 对于大多数用途,亚硝酸通常是通过无机酸与亚硝酸钠的作用原位形成的:它主要呈蓝色
NaNO2 + HCl → HNO2 + NaCl2 NaN3 + 2 HNO2 → 3 N2 + 2 NO + 2 NaOH
与酮中的两个 α-氢原子反应生成肟,肟可以进一步氧化成羧酸,或还原成胺。 该工艺用于己二酸的商业生产。
亚硝酸与脂肪醇迅速反应生成亚硝酸烷基酯,这是一种有效的血管扩张剂:
(CH3)2CHCH2CH2OH + HNO2 → (CH3)2CHCH2CH2ONO + H2O
称为亚硝胺的致癌物通常是无意地通过亚硝酸与仲胺的反应产生的:
HNO2 + R2NH → R2N-NO + H2O
地球大气层
编辑亚硝酸参与低层大气(对流层)的臭氧收支。 一氧化氮 (NO) 和水的多相反应产生亚硝酸。 当该反应发生在大气气溶胶表面时,产物很容易光解为羟基自由基。
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