Distickstoffpentoxid

Distickstoffpentoxid ist das Anhydrid der Salpetersäure und gehört zur Gruppe der Stickoxide.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Distickstoffpentoxid
Andere Namen	DNPO Salpetersäureanhydrid Stickstoff(V)-oxid
Summenformel	N2O5
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 10102-03-1 EG-Nummer 233-264-2 ECHA-InfoCard 100.030.227 PubChem 66242 Wikidata Q408458
Eigenschaften
Molare Masse	108,01 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[1]
Dichte	1,64 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	30–35 °C[1]
Löslichkeit	reagiert mit Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[2]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Darstellung

Distickstoffpentoxid kann aus Salpetersäure durch Entwässern mit Phosphorpentoxid gewonnen werden.^[1]

${\displaystyle \mathrm {6\ HNO_{3}+P_{2}O_{5}\ \longrightarrow \ 2\ H_{3}PO_{4}+3\ N_{2}O_{5}} }$

Salpetersäure reagiert mit Diphosphorpentaoxid zu Phosphorsäure und Distickstoffpentaoxid.

Andere Möglichkeiten der Herstellung bestehen in der Umsetzung von salzartigen Nitraten oder konzentrierter Salpetersäure mit Nitrylfluorid (NO₂F) oder von letzterer mit Fluorwasserstoff oder durch Oxidation des in der Gasphase dimer als N₂O₄ vorliegenden NO₂ mit Ozon.^[1]

${\displaystyle \mathrm {2\ NO_{2}+O_{3}\longrightarrow N_{2}O_{5}+O_{2}} }$

Ab 1983 erfolgt die technische Synthese meist durch Elektrolyse von Salpetersäure in Anwesenheit von Distickstofftetroxid.^[3]

${\displaystyle \mathrm {2\ HNO_{3}\longrightarrow N_{2}O_{5}+H_{2}O} }$

Eigenschaften

Struktur von Distickstoffpentoxid mit Bindungslängen und Winkeln^[4]

Distickstoffpentoxid bildet farblose Kristalle, die sich mit Wasser heftig zu Salpetersäure zersetzen.

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+H_{2}O\ \longrightarrow \ 2\ HNO_{3}} }$

Distickstoffpentoxid reagiert mit Wasser zu Salpetersäure.

Die Verbindung ist löslich in Chloroform, Tetrachlormethan, Trichlorfluormethan und Sulfolan, jedoch müssen die Lösungen auf mindestens 0 °C gekühlt werden. Sie zersetzt sich bei Raumtemperatur zu NO₂ und O₂. Die Halbwertszeit beträgt bei 0 °C etwa 10 Tage, bei 20 °C etwa 10 Stunden.^[1] Bei schnellem Erhitzen erfolgt die Zersetzung oft explosionsartig.

${\displaystyle \mathrm {2\ N_{2}O_{5}\ \longrightarrow 4\ NO_{2}+O_{2}} }$

Im festen Aggregatzustand besitzt Distickstoffpentoxid die Ionenstruktur [NO₂⁺][NO₃⁻]^[5] und besitzt eine hexagonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe P6₃/mmc (Raumgruppen-Nr. 194)Vorlage:Raumgruppe/194^[6]. Es hat sehr stark oxidierende Eigenschaften.

Verwendung

Lösungen von reinem Distickstoffpentoxid in organischen Lösungsmitteln (z. B. Dichlormethan oder Trichlorfluormethan) stellen milde Nitrierungsmittel dar, die eine breite Anwendung gefunden haben.^[3]

Literatur

• Erwin Riedel: Anorganische Chemie. 5. Auflage. De Gruyter, Berlin 2002, ISBN 3-11-017439-1.