硝酸盐

提示：此条目的主题不是亚硝酸盐（Nitrite，NO₂⁻）。

硝酸盐（英语：nitrate）是一个多原子离子其分子式NO₃⁻和分子量62.0049克/mol。关于含有机官能团RONO₂的物质，参见硝酸酯。

硝酸盐
系统名 Nitrate
识别
CAS号	14797-55-8  Y
PubChem	943
ChemSpider	918
SMILES	[N+](=O)([O-])[O-]
InChI	1/NO3/c2-1(3)4/q-1
InChIKey	NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYAI
ChEBI	17632
性质
化学式	NO3−
摩尔质量	62.004 g·mol⁻¹
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

硝酸根离子，其中氮氧键介于单双键之间。

许多金属都能形成硝酸盐，包括无水盐或水合物。

结构

与碳酸根离子类似，硝酸根离子的分子构型是平面三角形，并且具有以下共振式：

制备

硝酸与金属、金属氧化物或碳酸盐反应是最简单的制备硝酸盐的方法。某些含水的硝酸盐如Be(NO₃)₂，Mg(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂加热后会分解 ，因此得不到相应的无水硝酸盐。无水硝酸盐可通过下列途径制得：^[1]

• 在液态N₂O₄中反应：

Ni(CO)₄ + N₂O₄ → Ni(NO₃)₂ + 2NO + 4CO

• 在纯HNO₃-N₂O₅或液态N₂O₅中反应：

TiCl₄ + 4N₂O₅ → Ti(NO₃)₄ + 2N₂O₄ + 2Cl₂

• 与卤素的硝酸盐在低温反应。如硝酸氯ClNO₃：

TiCl₄ + 4ClNO₃ −(-80℃)→ Ti(NO₃)₄ + 2Cl₂

某些金属还可形成通式为MO_x(NO₃)_y的碱式硝酸盐，如BiO(NO₃)₂。

大多数硝酸盐为离子型晶体，易溶于水。某些无水盐具有挥发性。

性质

热不稳定性

硝酸盐分解的产物可以分为以下几类：

• 碱金属和碱土金属的硝酸盐分解产生亚硝酸盐和氧气：

2 KNO₃ → 2 KNO₂ + O₂↑

• 金属活动性顺序表在铜之前的其他硝酸盐分解产生金属氧化物和氮氧化物：

2 Pb(NO₃)₂ → 2 PbO + 4 NO₂↑ + O₂↑

4 Bi(NO₃)₃ → 2 Bi₂O₃ + 12 NO₂↑ + 3 O₂↑

Th(NO₃)₄ → ThO₂ + 4 NO₂ + O₂↑

• 金属活动性位于Cu之后的产生金属单质：

2 AgNO₃ → 2 Ag + 2 NO₂↑+ O₂↑

• 含有还原性阳离子的硝酸盐热分解时，会和硝酸根发生氧化还原反应：

NH₄NO₃ → N₂O、N₂ + ……

Mn(NO₃)₂ → MnO₂ + ……

Ce(NO₃)₃ → CeO₂ + ……

• 需要注意的是，一些物质在分解至最终产物之前，会产生中间产物，如La(NO₃)₃ → LaONO₃ → La₂O₃等。
• 铜(II)、钛(IV)、钴(III)、锆(IV)的无水硝酸盐受热可以以气态的形式存在。

氧化性

硝酸盐都是氧化剂，其固态或液态的氧化性远大于溶液中的氧化性。如硝酸钾溶液和碳不会反应，但是硝酸钾固体和碳加热，会剧烈反应（反应热使硝酸钾熔化）。

检验

硝酸根离子可在酸性介质中，通过和铁（II）反应产生棕色环加以定性检出。参见棕色环实验。

总反应为：

3Fe²⁺ + NO₃⁻ + 4H⁺ → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

虽然该反应已有很久的历史，但其机理却是不久前经分光光度法及电位滴定法的系统研究后才弄清楚的：^[2]

Fe²⁺ + NO₃⁻ + 2H⁺ → Fe³⁺ + NO₂ + H₂O

Fe²⁺ + NO₂ + H⁺ → Fe³⁺ + HNO₂

Fe²⁺ + HNO₂ + H⁺ → Fe³⁺ + NO + H₂O

Fe²⁺ + NO → FeNO²⁺

2NO₂ + H₂O → HNO₂ + NO₃⁻ + H⁺

2HNO₂ → NO + NO₂ + H₂O

NO + NO₃⁻ + H⁺ → NO₂ + HNO₂

其中棕色环是由FeNO²⁺（第四步）引起的，速控步则是最后一步。

硫酸-二苯胺法也能用于硝酸根的检验。

配位化合物

硝酸根和金属离子可以按多种方式配位，包括单齿、双齿、叁齿或端梢、桥式等。

参见

• 硝酸酯
• 硝酸

参考文献

1. 张青莲等。《无机化学丛书》第四卷 氮磷砷分族。北京：科学出版社。
2. I. R. Epstein, K. Kustin and L. J. Warshaw, J. Am. Chem. Soc. 102:3751 (1980).