Азотистая кислота

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

Суммиров вкратце

Перспектива

В водных растворах существует равновесие:

{\ce {2 HNO2 <-> N2O3 + H2O <-> NO ^ + NO2 ^ + H2O}}

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

{\ce {3 HNO2 <-> HNO3 + 2 NO ^ + H2O}}

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

{\ce {HNO2 + NaOH -> NaNO2 + H2O}}

HNO₂ является слабой кислотой. В водных растворах диссоциирует (K_D = 4,6⋅10⁻⁴), немного сильнее уксусной кислоты:

{\ce {HNO2 <=> H+ + NO2-}}

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

{\ce {HNO2 + HCl <=> [H2NO2]^+ + Cl- <=> NO+ + H2O + Cl-}}

{\ce {R-OH + NO+ -> R-ONO + H^+}}

Общая реакция:

{\ce {HNO2 + R-OH ->[H^{+}] R-ONO + H2O}}

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

{\ce {HNO2 + H2O2 -> HNO3 + H2O}}

{\ce {HNO2 + Cl2 + H2O -> HNO3 + 2 HCl ^}}

{\ce {5 HNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 -> 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O + 5 HNO3}}

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:

{\ce {2 HNO2 + 2 HI -> 2 NO ^ + I2 v + 2 H2O}}

{\ce {2HNO_2 + 2HBr -> Br_2 + 2NO ^ + 2H_2O}}

{\ce {2HNO_{2}\ +2HCl\rightleftarrows Cl_{2}\uparrow +2NO\uparrow +2H_{2}O}}

${\ce {2HNO_2\ + 2HCl ->[> +100^oC]Cl_2 ^ + 2NO ^ + 2H_2O}}$

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

{\ce {2HNO2 + 2NaN3 -> 3N2 ^ + 2NO + 2NaOH}}

Получение

Суммиров вкратце

Перспектива

Растворение оксида азота(III) N₂O₃ в воде:

{\ce {N2O3 + H2O -> 2 HNO2}}

Растворение оксида азота(IV) NO₂ в воде:

{\ce {2 NO2 + H2O -> HNO3 + HNO2}}

Применение

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

Физиологическое действие

Азотистая кислота (HNO₂) весьма токсична, причём обладает ярко выраженным мутагенным действием, поскольку является дезаминирующим агентом.

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

Ссылки