- מבנה חומצה חנקנית
- נכסים
- שמות כימיים
- תיאור פיזי
- משקל מולקולרי
- מתן קבוע
- נקודת המסה
- נקודת רתיחה
- היווצרות מלח
- פוטנציאל אש
- הִתפָּרְקוּת
- גורם מקטין
- סוכן חמצון
- מִנוּחַ
- סִינתֶזָה
- סיכונים
- יישומים
- ייצור מלחי דיאזוניום
- חיסול נתרן אזיד
- סינתזה של oximes
- בצורת המלח שלו
- הפניות
חומצה חנקנית היא חומצה אורגנית חלשה, הנוסחה הכימית HNO 2 . הוא נמצא בעיקר בתמיסה מימית עם צבע כחול בהיר. זה מאוד לא יציב, והוא מתפרק במהירות לתחמוצת החנקן, NO וחומצה חנקתית, HNO 3 .
לרוב הוא נמצא בתמיסה מימית בצורה של ניטריטים. זה גם בא באופן טבעי מהאטמוספרה כתוצאה מתגובה של תחמוצת החנקן במים. שם, במיוחד בטרופוספירה, חומצה חנקנית מתערבת בוויסות ריכוז האוזון.
תמיסת חומצה חנקנית בכוס. מקור: לא סופק מחבר קריא במכונה. המדען המטורף ~ commonswiki הניח (בהתבסס על טענות בזכויות יוצרים).
בתמונה למעלה נראה פיתרון של HNO 2 בו ניתן לראות את הצבע הכחול בהיר האופייני של חומצה זו. זה מסונתז על ידי המסת חנקן דו חמצני, N 2 O 3 , במים. כמו כן, זהו תוצר של החמצת תמיסות נתרן ניטריט בטמפרטורות נמוכות.
ל- HNO 2 אין שימוש מסחרי מועט, ומשמש בצורה של ניטריט לשימור בשר. מצד שני, הוא משמש בייצור צבעי אזו.
הוא משמש, יחד עם נתרן תיוסולפט, לטיפול בחולים עם הרעלת נתרן ציאניד. אבל, זהו גורם מוטאנטי, וסברה שהוא יכול לגרום לתחליפים בבסיסי שרשראות ה- DNA, באמצעות דימינציה חמצונית של ציטוזין ואדנין.
לחומצה חנקנית יש התנהגות כפולה, מכיוון שהיא יכולה להתנהג כחומר חמצוני או כחומר מצמצם; כלומר, זה יכול להיות מופחת ל NO או N 2 , או חמצון כדי HNO 3 .
מבנה חומצה חנקנית
איזומרים של סיס (שמאל) וטרנס (ימין) עם המבנים המולקולריים המתאימים של HNO2. מקור: בן מילס.
התמונה העליונה מציגה את המבנה המולקולרי של חומצה חנקתית באמצעות מודל כדורי ומוטות. אטום החנקן (כדור כחול) ממוקם במרכז המבנה ויוצר קשר כפול (N = O) וקשר יחיד (NO) עם אטומי החמצן (כדורים אדומים).
שימו לב כי אטום המימן (כדור לבן) נקשר לאחד מהמצולשים ולא ישירות לחנקן. אז, בידיעה זאת, הנוסחה המבנית של HNO 2 היא או, ואין קשר HN כזה (מכיוון שהנוסחה הכימית עשויה לגרום לכם לחשוב).
המולקולות בתמונה תואמות את אלה של שלב גז; במים הם מוקפים במולקולות מים, אשר יכול לקבל את יון מימן (חלש) כדי ליצור את NO 2 - ו H 3 O + יונים .
המבנים שלהם יכולים ללבוש שתי צורות: ציס או טרנס, המכונים איזומרים גיאומטריים. באיזומר הציס, אטום H מוחלף על ידי אטום החמצן השכן; בעודם באיזומר הטרנס, שניהם במצב אנטי או הפוך.
באיזומר הציס, קרוב לוודאי היווצרות גשר מימן intramolecular (OH-NO), מה שעלול להפריע לאלה intermolecular (ONOH-ONOH).
נכסים
שמות כימיים
חומצה חנקנית
חומצה דו-חמצונית (III)
-ניטרוסיל הידרוקסיד
-הידרוקסידוקסידוניטרוגן (שם שיטת IUPAC)
תיאור פיזי
נוזל כחול בהיר, המתאים לפתרון ניטריט.
משקל מולקולרי
47.013 גרם / מול.
מתן קבוע
זו חומצה חלשה. ה- pKa שלה הוא 3.35 על 25 מעלות צלזיוס.
נקודת המסה
זה ידוע רק בפתרון. לכן לא ניתן לחשב את נקודת ההיתוך שלה, וגם לא ניתן לבודד את גבישיה.
נקודת רתיחה
מכיוון שהוא אינו קיים טהור אלא במים, המדידות של נכס זה אינן מדויקות. מצד אחד זה תלוי בריכוז ה- HNO 2 , ומצד שני, החימום שלו גורם לפירוקו. לכן לא מדווחים על נקודת רתיחה מדויקת.
היווצרות מלח
יוצר ניטריטים מסיסים במים עם Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ . אבל, הוא לא יוצר מלחים עם קטיונים רב-ערך, כמו: Al 3+ ו / או Be 2+ (בגלל צפיפות המטען הגבוהה שלו). הוא מסוגל ליצור אסטרים יציבים עם אלכוהולים.
פוטנציאל אש
זה דליק בתגובות כימיות. עלול להתפוצץ במגע עם טריכלוריד זרחן.
הִתפָּרְקוּת
זהו תרכובת לא יציבה מאוד, ובתמיסה מימית היא מתפרקת לתחמוצת החנקן וחומצה חנקתית:
2 HNO 2 => NO 2 + NO + H 2 O
4 HNO 2 => 2 HNO 3 + N 2 O + H 2 O
גורם מקטין
חומצה חנקתית בתמיסה מימית מתרחשת בצורה של יוני ניטריט, NO 2 - העוברים תגובות הפחתה שונות.
מגיבה עם יוני I - ו- Fe 2+ , בצורה של אשלגן ניטריט, ליצירת תחמוצת החנקן:
2 KNO 2 + KI + H 2 SO 4 => I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 2
אשלגן ניטריט בנוכחות יוני פח מצטמצם ליצירת תחמוצת החנקן:
KNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 => 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl
אשלגן ניטריט מופחת על ידי Zn במדיום אלקליין ויוצר אמוניה:
5 H 2 O + KNO 2 + 3 Zn => NH 3 + KOH + 3 Zn (OH) 2
סוכן חמצון
בנוסף להיותו גורם מצמצם, חומצה חנקנית יכולה להתערב בתהליכי חמצון. לדוגמא: היא מחמצנת מימן גופרתי והופכת לתחמוצת חנקן או אמוניה, תלוי בחומציות של המדיום בו התגובה מתרחשת.
2 HNO 2 + H 2 S => S + 2 NO + 2 H 2 O
HNO 2 + 3 H 2 S => S + NH 3 + 2 H 2 O
חומצה חנקתית, בסביבת pH חומצית, יכולה לחמצן יון יוד ליוד.
HNO 2 + I - + 6 H + => 3 I 2 + NH 3 + 2 H 2 O
זה יכול גם לפעול כחומר צמצום, הפועל על Cu 2+ , וגורם לחומצה חנקתית.
מִנוּחַ
ניתן לתת HNO 2 שמות אחרים, התלויים בסוג הננומטוריה. חומצה חנקתית תואמת את הנוטוריה המסורתית; חומצה דיוקסוניטרית (III), לנומטרי המניה; ומימן דיוקסוניטרט (III), לשיטתי.
סִינתֶזָה
ניתן לסנתז חומצה חנקנית על ידי המסת חנקן דו חמצני במים:
N 2 O 3 + H 2 O => 2 HNO 2
שיטת הכנה נוספת מורכבת מתגובה של נתרן ניטריט, NaNO 3 , עם חומצות מינרליות; כמו חומצה הידרוכלורית וחומצה הידרו-ברומית. התגובה מתבצעת בטמפרטורה נמוכה והחומצה החנקנית נצרכת במקום.
NaNO 3 + H + => HNO 2 + Na +
יון H + מגיע מ- HCl או HBr.
סיכונים
בהתחשב בתכונותיו ובמאפייניו הכימיים, אין מעט מידע על ההשפעות הרעילות הישירות של HNO 2 . אולי כמה השפעות מזיקות שלפי ההערכה על ידי תרכובת זו נגרמות למעשה על ידי חומצה חנקתית, שיכולה להיגרם מהתמוטטות חומצה חנקנית.
יצוין כי ל- HNO 2 יכולות להיות השפעות מזיקות על דרכי הנשימה ולהיות מסוגלות לייצר תסמינים מגרים אצל חולי אסטמה.
בצורה של נתרן ניטריט, הוא מופחת על ידי deoxyhemoglobin, מייצר תחמוצת החנקן. זהו מרסס כלי דם חזק המייצר הרפיה של שרירים חלקים בכלי הדם, ומעריך מינון LD50 של 35 מ"ג לק"ג לצריכה דרך הפה בבני אדם.
הרעילות של נתרן ניטריט באה לידי ביטוי בהתמוטטות לב וכלי דם, ואחריה תת לחץ דם חמור, כתוצאה מפעולת הווסילטור של תחמוצת החנקן, המיוצרת מניטריט.
חנקן דו חמצני, NO 2 , הנמצא באוויר מזוהם (ערפיח), בתנאים מסוימים יכול להוליד חומצה חנקתית; שיכולים בתגובה להגיב עם אמינים ליצירת ניטרוסמינים, גאמה של תרכובות מסרטנות.
תגובה דומה מתרחשת עם עשן סיגריות. נמצאו שאריות ניטרוסמין הדבוקות בדופן הפנים של כלי רכב מעשנים.
יישומים
ייצור מלחי דיאזוניום
חומצה חנקנית משמשת בתעשייה בייצור מלחי דיאזוניום, דרך תגובתה עם אמינים ופנולים ארומטיים.
HNO 2 + ArNH 2 + H + => ArN = NAr + H 2 O
מלחי דיזוניום משמשים בתגובות סינתזה אורגנית; למשל, בתגובת סנדמאייר. בתגובה זו, החלפה של קבוצת אמינו (H 2 N-), בתוך אמין ארומטי העיקרי, על ידי קבוצות Cl - , Br - ו CN - מתרחשת . כדי להשיג מוצרים ארומטיים אלו, יש צורך במלחי כוסות.
מלחי דיאזוניום יכולים ליצור תרכובות אזו בהירות המשמשות כצבעוניות ומשמשים גם כמבחן איכותי לנוכחות אמינים ארומטיים.
חיסול נתרן אזיד
חומצה חנקנית משמשת למיגור נתרן אזיד (NaN 3 ), שעלול להיות מסוכן בגלל נטייתו להתפוצץ.
2 NaN 3 + 2 HNO 2 => 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
סינתזה של oximes
חומצה חנקנית יכולה להגיב עם קבוצות קטון ליצירת חמצן. אלה יכולים להיות מחומצנים ליצירת חומצות קרבוקסיליות או להפחתתם ליצירת אמינים.
תהליך זה משמש בהכנה מסחרית של חומצה אדיפית, המונומר המשמש בייצור ניילון. הוא מעורב גם בייצור פוליאוריתן והאסתר שלו הם פלסטייזרים, בעיקר ב- PVC.
בצורת המלח שלו
חומצה חנקתית, בצורת נתרן ניטריט, משמשת לטיפול ושימור בשר; מכיוון שהוא מונע צמיחת חיידקים ומסוגל להגיב עם מיוגלובין, לייצר צבע אדום כהה שהופך את הבשר לאטרקטיבי יותר לצריכה.
אותו מלח משמש בשילוב עם נתרן תיוסולפט, לטיפול תוך ורידי בהרעלת נתרן ציאניד.
הפניות
- גרהם סולומונס TW, קרייג ב. פרלה. (2011). כימיה אורגנית. אמינים. (10 th Edition.). וויילי פלוס.
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
- PubChem. (2019). חומצה חנקנית. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Softschools. (2019). חומצה חנקנית. התאושש מ: Softschools.com
- ויקיפדיה. (2019). חומצה חנקנית. התאושש מ: en.wikipedia.org
- החברה המלכותית לכימיה. (2015). חומצה חנקנית. התאושש מ: chemspider.com
- אנציקלופדיה עולמית חדשה. (2015). חומצה חנקנית. התאושש מ: newworldencyclopedia.org
- סמים. (2019). חומצה חנקנית. התאושש מ: drugbank.ca
- ניסוח כימי. (2018). HNO 2 . התאושש מ: formulacionquimica.com