กรดไนตรัส (HNO2): โครงสร้างคุณสมบัติการสังเคราะห์ - เคมี - 2026

กรดไนตรัสเป็นกรดอนินทรีอ่อนแอ HNO สูตรทางเคมี2 ส่วนใหญ่พบในสารละลายที่มีสีฟ้าซีด มันไม่เสถียรมากและแตกตัวเป็นไนตริกออกไซด์ NO และกรดไนตริก HNO ₃อย่างรวดเร็ว

มักพบในสารละลายในรูปของไนไตรต์ นอกจากนี้ยังมาจากชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของไนตริกออกไซด์กับน้ำ ที่นั่นโดยเฉพาะในโทรโพสเฟียร์กรดไนตรัสเข้าไปแทรกแซงการควบคุมความเข้มข้นของโอโซน

สารละลายกรดไนตรัสในบีกเกอร์ ที่มา: ไม่มีผู้เขียนที่อ่านได้โดยเครื่อง นักวิทยาศาสตร์สติเฟื่อง ~ commonswiki สันนิษฐาน (ตามการอ้างลิขสิทธิ์)

ภาพด้านบนแสดงวิธีแก้ปัญหาของ HNO ₂ซึ่งสามารถมองเห็นสีฟ้าอ่อนของกรดนี้ได้ สังเคราะห์โดยการละลายไนโตรเจนไตรออกไซด์ N ₂ O ₃ในน้ำ ในทำนองเดียวกันเป็นผลิตภัณฑ์จากการทำให้เป็นกรดของสารละลายโซเดียมไนไตรต์ที่อุณหภูมิต่ำ

HNO ₂มีการใช้ในเชิงพาณิชย์เพียงเล็กน้อยโดยใช้ในรูปของไนไตรท์ในการถนอมเนื้อสัตว์ ในทางกลับกันใช้ในการผลิตสีย้อมอาโซ

ใช้ร่วมกับโซเดียมไธโอซัลเฟตในการรักษาผู้ป่วยที่เป็นพิษโซเดียมไซยาไนด์ แต่มันเป็นสารก่อกลายพันธุ์และคิดว่ามันสามารถทำให้เกิดการแทนที่ในฐานของสายโซ่ดีเอ็นเอโดยผ่านการกำจัดออกซิเดทีฟของไซโตซีนและอะดีนีน

กรดไนตรัสมีพฤติกรรมคู่เนื่องจากสามารถทำงานเป็นตัวออกซิเดชั่นหรือเป็นตัวรีดิวซ์ นั่นคือมันสามารถลดลงได้หรือไม่ N ₂หรือออกซิเจน HNO 3

โครงสร้างกรดไนตรัส

Cis (ซ้าย) และไอโซเมอร์ทรานส์ (ขวา) ที่มีโครงสร้างโมเลกุลของ HNO2 ที่มา: Ben Mills

ภาพบนแสดงโครงสร้างโมเลกุลของกรดไนตรัสโดยใช้แบบจำลองทรงกลมและแท่ง อะตอมไนโตรเจน (ทรงกลมสีน้ำเงิน) ตั้งอยู่ตรงกลางของโครงสร้างสร้างพันธะคู่ (N = O) และพันธะเดี่ยว (NO) กับอะตอมออกซิเจน (ทรงกลมสีแดง)

โปรดสังเกตว่าอะตอมของไฮโดรเจน (ทรงกลมสีขาว) ถูกผูกมัดกับออกซิเจนตัวใดตัวหนึ่งไม่ใช่โดยตรงกับไนโตรเจน ดังนั้นเมื่อทราบสิ่งนี้แล้วสูตรโครงสร้างของ HNO ₂คือหรือและไม่มีพันธะ HN ดังกล่าว (เนื่องจากสูตรทางเคมีอาจนำไปสู่การคิด)

โมเลกุลในภาพสอดคล้องกับเฟสของก๊าซ ในน้ำที่พวกเขาถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำซึ่งสามารถยอมรับไฮโดรเจนไอออน (อ่อน) ในรูปแบบ NO ₂ ^-และ H ₃ O ⁺ไอออน

โครงสร้างของพวกมันสามารถมีได้สองรูปแบบ: ซิสหรือทรานส์เรียกว่าไอโซเมอร์ทางเรขาคณิต ในไอโซเมอร์ cis อะตอม H ถูกบดบังโดยอะตอมออกซิเจนที่อยู่ใกล้เคียง ในขณะที่อยู่ในทรานส์ไอโซเมอร์ทั้งสองอยู่ในตำแหน่งต่อต้านหรือตรงกันข้าม

ในไอโซเมอร์ของซิสมีแนวโน้มที่จะก่อตัวของสะพานไฮโดรเจนภายในโมเลกุล (OH-NO) ซึ่งอาจรบกวนระหว่างโมเลกุล (ONOH-ONOH)

คุณสมบัติ

ชื่อทางเคมี

- กรดไนตรัส

- กรดไดออกโซไนตริก (III)

- ไนโตรซิลไฮดรอกไซด์

-Hydroxydoxydonitrogen (ชื่อระบบ IUPAC)

รายละเอียดทางกายภาพ

ของเหลวสีฟ้าซีดซึ่งสอดคล้องกับสารละลายไนไตรต์

น้ำหนักโมเลกุล

47.013 ก. / โมล.

ค่าคงที่การแยกตัว

เป็นกรดอ่อน ๆ pKa คือ 3.35 ที่25ºC

จุดหลอมเหลว

เป็นที่รู้จักกันในวิธีการแก้ปัญหาเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถคำนวณจุดหลอมเหลวของมันและไม่สามารถแยกผลึกของมันได้

จุดเดือด

เนื่องจากไม่มีความบริสุทธิ์ แต่อยู่ในน้ำการวัดคุณสมบัตินี้จึงไม่แม่นยำ ในแง่หนึ่งมันขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ HNO ₂และอีกด้านหนึ่งความร้อนทำให้เกิดการสลายตัว นั่นคือเหตุผลที่ไม่มีการรายงานจุดเดือดที่แน่นอน

การก่อตัวของเกลือ

ไนไตรต์ในรูปแบบที่ละลายน้ำกับหลี่⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , บา2+ แต่จะไม่ก่อตัวเป็นเกลือที่มีโพลีวาเลนต์ไอออนบวกเช่น Al ³⁺และ / หรือ Be ²⁺ (เนื่องจากมีความหนาแน่นของประจุไฟฟ้าสูง) สามารถสร้างเอสเทอร์ที่เสถียรด้วยแอลกอฮอล์

ศักยภาพในการดับเพลิง

เป็นสารไวไฟจากปฏิกิริยาทางเคมี อาจระเบิดเมื่อสัมผัสกับฟอสฟอรัสไตรคลอไรด์

การจำแนก

เป็นสารประกอบที่ไม่เสถียรมากและในสารละลายในน้ำจะสลายตัวเป็นไนตริกออกไซด์และกรดไนตริก:

2 HNO ₂ => ไม่₂ + ไม่ + H ₂ O

4 HNO ₂ => 2 HNO ₃ + N ₂ O + H ₂ O

สารลด

กรดไนตรัสในสารละลายในน้ำเกิดขึ้นในรูปของไนไตรต์ไอออน NO ₂ ^-ซึ่งผ่านปฏิกิริยารีดักชันต่างๆ

ทำปฏิกิริยากับ I ^-และ Fe ²⁺ไอออนในรูปของโพแทสเซียมไนไตรต์เพื่อสร้างไนตริกออกไซด์:

2 KNO ₂ + KI + H ₂ SO ₄ => I ₂ + 2 NO + 2 H ₂ O + K ₂ SO ₂

โพแทสเซียมไนไตรต์ต่อหน้าไอออนของดีบุกจะลดลงเป็นไนตรัสออกไซด์:

KNO ₂ + 6 HCl + 2 SnCl ₂ => 2 SnCl ₄ + N ₂ O + 3 H ₂ O + 2 KCl

โพแทสเซียมไนไตรต์ถูกลดลงโดย Zn ในตัวกลางที่เป็นด่างทำให้เกิดแอมโมเนีย:

5 H ₂ O + KNO ₂ + 3 Zn => NH ₃ + KOH + 3 Zn (OH) ₂

ออกซิไดซ์

นอกเหนือจากการเป็นตัวรีดิวซ์แล้วกรดไนตรัสสามารถแทรกแซงกระบวนการออกซิเดชั่นได้ ตัวอย่างเช่นมันออกซิไดซ์ไฮโดรเจนซัลไฟด์เปลี่ยนเป็นไนตริกออกไซด์หรือแอมโมเนียขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของตัวกลางที่เกิดปฏิกิริยา

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

กรดไนตรัสในสภาพแวดล้อม pH ที่เป็นกรดสามารถออกซิไดซ์ไอโอไดด์ไอออนเป็นไอโอดีนได้

HNO ₂ + I ^- + 6 H ⁺ => 3 I ₂ + NH ₃ + 2 H ₂ O

นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ทำหน้าที่ Cu ²⁺ทำให้เกิดกรดไนตริก

ศัพท์เฉพาะ

HNO ₂สามารถตั้งชื่ออื่นได้ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของระบบการตั้งชื่อ กรดไนตรัสสอดคล้องกับระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิม กรดไดออกโซไนตริก (III) ต่อระบบการตั้งชื่อหุ้น และไฮโดรเจนไดออกโซไนเตรต (III) ให้เป็นระบบ

สังเคราะห์

กรดไนตรัสสามารถสังเคราะห์ได้โดยการละลายไนโตรเจนไตรออกไซด์ในน้ำ:

N ₂ O ₃ + H ₂ O => 2 HNO ₂

การเตรียมอีกวิธีหนึ่งประกอบด้วยปฏิกิริยาของโซเดียมไนไตรต์ NaNO ₃กับกรดแร่ เช่นกรดไฮโดรคลอริกและกรดไฮโดรโบรมิก ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำและใช้กรดไนตรัสในแหล่งกำเนิด

NaNO ₃ + H ⁺ => HNO ₂ + Na ⁺

H ⁺ ion มาจาก HCl หรือ HBr

ความเสี่ยง

ที่กำหนดคุณสมบัติและลักษณะทางเคมีของมันมีข้อมูลเล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นพิษโดยตรงของ HNO 2 บางทีผลกระทบที่เป็นอันตรายบางอย่างที่เชื่อว่าเกิดจากสารประกอบนี้อาจเกิดจากกรดไนตริกซึ่งเกิดขึ้นได้จากการสลายกรดไนตรัส

มีข้อสังเกตว่า HNO ₂อาจมีผลเสียต่อทางเดินหายใจและสามารถทำให้เกิดอาการระคายเคืองในผู้ป่วยโรคหืด

ในรูปของโซเดียมไนไตรต์จะลดลงโดย deoxyhemoglobin ผลิตไนตริกออกไซด์ นี่คือยาขยายหลอดเลือดที่มีประสิทธิภาพซึ่งจะทำให้กล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือดคลายตัวโดยมีปริมาณ LD50 ประมาณ 35 มก. / กก. สำหรับการบริโภคทางปากในมนุษย์

ความเป็นพิษของโซเดียมไนไตรต์เกิดจากการยุบตัวของหัวใจและหลอดเลือดตามมาด้วยความดันเลือดต่ำอย่างรุนแรงเนื่องจากการขยายหลอดเลือดของไนตริกออกไซด์ซึ่งผลิตจากไนไตรต์

ไนโตรเจนไดออกไซด์ NO _{2 ที่}มีอยู่ในอากาศเสีย (หมอกควัน) ภายใต้เงื่อนไขบางประการสามารถทำให้เกิดกรดไนตรัสได้ ซึ่งในทางกลับกันสามารถทำปฏิกิริยากับเอมีนเพื่อสร้างไนโตรซามีนซึ่งเป็นแกมมาของสารก่อมะเร็ง

ปฏิกิริยาที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับควันบุหรี่ พบสารตกค้างของไนโตรซามีนเกาะอยู่ที่เยื่อบุภายในของยานพาหนะที่สูบบุหรี่

การประยุกต์ใช้งาน

การผลิตเกลือไดโซเนียม

กรดไนตรัสใช้ในอุตสาหกรรมในการผลิตเกลือไดโซเนียมโดยทำปฏิกิริยากับอะโรมาติกเอมีนและฟีนอล

HNO ₂ + ArNH ₂ + H ⁺ => ArN = NAr + H ₂ O

เกลือ Diazonium ใช้ในปฏิกิริยาการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ตัวอย่างเช่นในปฏิกิริยา Sandmeyer ในการตอบสนองนี้แทนที่ของกลุ่มอะมิโน (H ₂ N-) ใน amine หอมหลักโดยกลุ่ม Cl ^- , BR ^-และ CN ^-เกิดขึ้น เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีกลิ่นหอมเหล่านี้จำเป็นต้องใช้เกลือเป็นรูปถ้วย

เกลือไดโซเนียมสามารถสร้างสารประกอบอาโซสว่างที่ใช้เป็นสีและยังใช้เป็นการทดสอบเชิงคุณภาพสำหรับการมีอยู่ของเอมีนอะโรมาติก

การกำจัดโซเดียมเอไซด์

กรดไนตรัสใช้ในการกำจัดโซเดียมเอไซด์ (NaN ₃ ) ซึ่งอาจเป็นอันตรายเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะระเบิด

2 NaN ₃ + 2 HNO ₂ => 3 N ₂ + 2 NO + 2 NaOH

การสังเคราะห์ oximes

กรดไนตรัสสามารถทำปฏิกิริยากับกลุ่มคีโตนเพื่อสร้างออกไซด์ สิ่งเหล่านี้สามารถถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างกรดคาร์บอกซิลิกหรือลดลงเป็นเอมีน

กระบวนการนี้ใช้ในการเตรียมกรดอะดิปิกในเชิงพาณิชย์ซึ่งเป็นโมโนเมอร์ที่ใช้ในการผลิตไนลอน นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการผลิตโพลียูรีเทนและเอสเทอร์เป็นพลาสติไซเซอร์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพีวีซี

ในรูปแบบน้ำเกลือ

กรดไนตรัสในรูปของโซเดียมไนไตรต์ใช้ในการบำบัดและรักษาเนื้อสัตว์ เนื่องจากป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและสามารถทำปฏิกิริยากับไมโอโกลบินทำให้มีสีแดงเข้มซึ่งทำให้เนื้อสัตว์น่าสนใจยิ่งขึ้นสำหรับการบริโภค

เกลือชนิดเดียวกันนี้ใช้ร่วมกับโซเดียมไธโอซัลเฟตในการรักษาพิษโซเดียมไซยาไนด์ทางหลอดเลือดดำ

อ้างอิง

1. Graham Solomons TW, Craig B.Fryhle (2011) เคมีอินทรีย์. เอมีน (10 ^THฉบับ.) ไวลีย์พลัส
2. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
3. PubChem (2019) กรดไนตรัส. สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Softschools (2019) กรดไนตรัส. ดึงมาจาก: Softschools.com
5. วิกิพีเดีย (2019) กรดไนตรัส. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
6. ราชสมาคมเคมี. (2015) กรดไนตรัส. สืบค้นจาก: chemspider.com
7. สารานุกรมโลกใหม่. (2015) กรดไนตรัส. สืบค้นจาก: newworldencyclopedia.org
8. ดรักแบงก์ (2019) กรดไนตรัส. กู้คืนจาก: drugbank.ca
9. สูตรทางเคมี (2018) HNO ₂ . ดึงมาจาก: formulacionquimica.com