連二次硝酸

連二次硝酸（化學式：H₂N₂O₂），也稱為連二亞硝酸、連二次亞硝酸（Hyponitrous acid），無色小片狀晶體，是氮的含氧酸之一。可溶於水和乙醇。是硝酰胺（H₂N-NO₂）的異構體。

連二次硝酸
IUPAC名 diazenediol
英文名	Hyponitrous acid
別名	連二亞硝酸、 連二次亞硝酸
識別
CAS號	14448-38-5  Y
PubChem	61744
ChemSpider	55636
InChI	1S/H2N2O/c3-1-2-4/h(H,1,4)(H,2,3)
InChIKey	NFMHSPWHNQRFNR-UHFFFAOYSA-N
Gmelin	141300
3DMet	B00354
ChEBI	14428
KEGG	C01818
性質
化學式	H2N2O2
摩爾質量	62.0282 g·mol⁻¹
外觀	白色晶體
溶解性（水）	可溶於水
溶解性（其他）	易溶於乙醇，在氯仿、乙醚 和苯中的溶解度稍差
危險性
主要危害	乾燥時具爆炸性
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

性質

結構寫作HO-N=N-OH，有順式和反式兩種，反式較穩定。固態時為反式結構。^[1]無色晶體，乾燥時極易爆炸，水溶液較穩定，但仍會按下式分解，生成一氧化二氮和水：

${\displaystyle {\rm {H_{2}N_{2}O_{2}=N_{2}O+H_{2}O\,}}}$

但因為此反應不可逆，故不該將${\displaystyle {\rm {N_{2}O\,}}}$視為它的酸酐。

25°C，pH為1-3的水中，該分解反應半衰期為16天。^[1]

連二次硝酸的水溶液為二元弱酸，pk_a1 = 7.21，pK_a2= 11.54。在鹼溶液中稍穩定。

${\displaystyle {\rm {H_{2}N_{2}O_{2}\rightleftharpoons H^{+}+HN_{2}O_{2}^{-};\quad pK_{a_{1}}=7.21\,}}}$

${\displaystyle {\rm {HN_{2}O_{2}^{-}\rightleftharpoons H^{+}+N_{2}O_{2}^{2-};\quad pK_{a_{2}}=11.54\,}}}$

製備

用鈉汞齊在水中還原亞硝酸或亞硝酸鹽（如亞硝酸鈉），可以得到反式-連二次硝酸鹽：^[2][3][4]

${\displaystyle {\rm {2NaNO_{2}+4Na_{\text{(aq)}}{\rm {+2H_{2}O=Na_{2}N_{2}O_{2}+4NaOH}}}}}$

用硝酸銀與水中的連二次硝酸鈉作用，可以得到黃色不溶的連二次硝酸銀：

${\displaystyle {\rm {Na_{2}N_{2}O_{2}+2AgNO_{3}=Ag_{2}N_{2}O_{2}\downarrow +2NaNO_{3}\,}}}$

連二次硝酸銀與無水氯化氫在乙醚中反應後，過濾除去反應產生的氯化銀，待濾液中的乙醚蒸發後，可以得到無色的連二次硝酸晶體：^[1]

${\displaystyle {\rm {Ag_{2}N_{2}O_{2}+2HCl_{(g)}=H_{2}N_{2}O_{2}+2AgCl\downarrow \,}}}$

反應

與鹼金屬或鹼金屬氫氧化物作用成鹽。固體與氫氧化鉀接觸時即起火燃燒。連二次硝酸可以生成兩種鹽，一種是含[HON=NO]⁻的酸式鹽，另一種是含[ON=NO]²⁻的正鹽。

${\displaystyle {\rm {H_{2}N_{2}O_{2}+2Na=Na_{2}N_{2}O_{2}+H_{2}\uparrow \,}}}$

連二次硝酸在不同的酸鹼介質中，表現出還原性和氧化性，但以前者為主，因此常用作還原劑。它被碘氧化的反應可用於連二次硝酸的分析。^[5]

${\displaystyle {\rm {H_{2}N_{2}O_{2}+3I_{2}+3H_{2}O=HNO_{3}+HNO_{2}+6HI\,}}}$

連二次硝酸的稀溶液可將亞硝酸氧化為硝酸：

${\displaystyle {\rm {H_{2}N_{2}O_{2}+HNO_{2}=HNO_{3}+N_{2}\uparrow +H_{2}O\,}}}$

參見

• 次硝酸（H-N=O）；
• 連二次硝酸鹽

參考資料

1. Wiberg, Egon; Arnold F. Holleman. Inorganic Chemistry. Elsevier. 2001. ISBN 0123526515. 引文使用過時參數coauthors (幫助)
2. A. F. Hollemann, E. Wiberg. Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Walter de Gruyter & Co. Berlin 1995, 101. Auflage, ISBN 3-11-012641-9
3. Brauer, G. Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 1 2nd. Academic Press. 1963: 492-6.
4. Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4.
5. 項斯芬、嚴宣申、曹庭禮．《無機化學叢書》第四卷，氮磷砷分族．北京：科學出版社．頁123．ISBN 7030028279．