Նիտրիտ իոնը իոն է, որը բաղկացած է մեկ ազոտի ատոմից և երկու թթվածնի ատոմից: Այս իոնի ազոտն ունի +3 լիցք, ուստի ամբողջ իոնի լիցքը -1 է: Մասնիկը միարժեք է։ Նիտրիտ իոնի բանաձևը NO2- է: Անիոնն ունի ոչ գծային կոնֆիգուրացիա։ Այս մասնիկ պարունակող միացությունները կոչվում են նիտրիտներ, օրինակ՝ նատրիումի նիտրիտ՝ NaNO2, արծաթի նիտրիտ՝ AgNO2.
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Ալկալին, հողալկալային և ամոնիումի նիտրիտները անգույն կամ թեթևակի դեղնավուն բյուրեղային նյութեր են: Կալիումի, նատրիումի, բարիումի նիտրիտները լավ են լուծվում ջրի մեջ, արծաթը, սնդիկը, պղնձի նիտրիտները՝ վատ։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ավելանում է լուծելիությունը։ Գրեթե բոլոր նիտրիտները վատ են լուծվում եթերներում, սպիրտներում և ցածր բևեռականությամբ լուծիչներում։
Սեղան. Որոշ նիտրիտների ֆիզիկական բնութագրերը.
| Բնութագիր | Կալիումի նիտրիտ | Արծաթի նիտրիտ | Կալցիումի նիտրիտ | Բարիումի նիտրիտ |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (քայքայված) |
220 (քայքայված) |
277 |
|
∆H0rev, կՋ/մոլ |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| լուծույթ ջրի մեջ, գ 100 գ-ում |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Նիտրիտները ջերմակայուն չեն. միայն ալկալիական մետաղների նիտրիտներն են հալվում առանց քայքայվելու: Քայքայման արդյունքում արտազատվում են գազային արգասիքներ՝ O2 , NO, N2, NO2, իսկ պինդ նյութերը՝ մետաղի օքսիդը կամ հենց մետաղը։ Օրինակ, արծաթի նիտրիտի տարրալուծումը (արդեն 40 ° C ջերմաստիճանում) ուղեկցվում է տարրական արծաթի և ազոտի օքսիդի (II) արտազատմամբ՝
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Քանի որ տարրալուծումն ընթանում է մեծ քանակությամբ գազերի արտազատմամբ, ռեակցիան կարող է լինել պայթյունավտանգ, օրինակ՝ ամոնիումի նիտրիտի դեպքում։
Redox հատկություններ
Ազոտի ատոմը նիտրիտ իոնում ունի +3 միջանկյալ լիցք, այդ իսկ պատճառով նիտրիտները բնութագրվում են ինչպես օքսիդացնող, այնպես էլ վերականգնող հատկություններով։ Օրինակ՝ նիտրիտները թթվային միջավայրում գունաթափում են կալիումի պերմանգանատի լուծույթը՝ ցույց տալով հատկություններօքսիդիչ՝
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Նիտրիտային իոնները ցուցադրում են վերականգնող նյութի հատկություններ, օրինակ՝ ջրածնի պերօքսիդի ուժեղ լուծույթով ռեակցիայի ժամանակ:
NO2- + H2O2=NO3- + H2O
Արծաթի բրոմատի (թթվացված լուծույթ) հետ փոխազդեցության դեպքում վերականգնող նյութը նիտրիտն է: Այս ռեակցիան օգտագործվում է քիմիական վերլուծության մեջ՝
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Նվազեցնող հատկությունների մեկ այլ օրինակ է որակական ռեակցիան նիտրիտ իոնի նկատմամբ՝ անգույն լուծույթների փոխազդեցությունը [Fe(H2O)6] 2+ թթվացված նատրիումի նիտրիտի լուծույթով շագանակագույն գունավորմամբ:
NO2-ի հայտնաբերման տեսական հիմունքները¯
Ազոտական թթուն, երբ տաքացվում է, անհամամասնորեն առաջանում է ազոտի օքսիդ (II) և ազոտաթթու:
HNO2 + 2HNO2=NO3- + H2O + 2NO↑ + H+
Ուստի ազոտական թթուն չի կարելի եռալով առանձնացնել ազոտական թթվից։ Ինչպես երևում է հավասարումից, ազոտաթթուն, քայքայվելով, մասամբ վերածվում է ազոտաթթվի, ինչը կհանգեցնի նիտրատների պարունակության որոշման սխալների։
Գրեթե բոլոր նիտրիտները լուծվում են ջրի մեջ, այդ միացություններից ամենաքիչ լուծվողը արծաթի նիտրիտն է:
Նիտրիտ իոն ինքնինայն անգույն է, հետևաբար այն հայտնաբերվում է այլ գունավոր միացությունների առաջացման ռեակցիաներով։ Անգույն կատիոնների նիտրիտները նույնպես անգույն են։
Որակի ռեակցիաներ
Նիտրիտների իոնները որոշելու մի քանի որակական եղանակներ կան:
1. Ռեակցիա ձևավորող K3[Co(NO2)6].
Փորձանոթում լցրեք 5 կաթիլ նիտրիտ պարունակող փորձնական լուծույթ, 3 կաթիլ կոբալտի նիտրատի լուծույթ, 2 կաթիլ քացախաթթու (նոսրացված), 3 կաթիլ կալիումի քլորիդի լուծույթ։ Hexanitrocob altate (III) K3[Co(NO2)6] առաջանում է դեղին բյուրեղային նստվածք. Փորձարկման լուծույթի նիտրատ իոնը չի խանգարում նիտրիտների հայտնաբերմանը:
2. Յոդիդի օքսիդացման ռեակցիա.
Նիտրիտ իոնները թթվային միջավայրում օքսիդացնում են յոդի իոնները:
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
Ռեակցիայի ընթացքում առաջանում է տարրական յոդ, որը հեշտությամբ հայտնաբերվում է օսլայի ներկման միջոցով։ Դրա համար ռեակցիան կարող է իրականացվել նախկինում օսլայով ներծծված ֆիլտրի թղթի վրա։ Արձագանքը շատ զգայուն է. Կապույտ գույնը հայտնվում է նույնիսկ նիտրիտների հետքերի առկայության դեպքում՝ բացման նվազագույնը 0,005 մկգ է։
Զտիչ թուղթը ներծծվում է օսլայի լուծույթով, դրան ավելացնում են 1 կաթիլ քացախաթթվի 2Ն լուծույթ, 1 կաթիլ փորձնական լուծույթ, 1 կաթիլ կալիումի յոդիդի 0,1Ն լուծույթ։ Նիտրիտի առկայության դեպքում հայտնվում է կապույտ օղակ կամ բծ: Հայտնաբերումը խանգարում է այլ օքսիդանտներին, ինչը հանգեցնում է յոդի ձևավորմանը:
3. Ռեակցիան պերմանգանատի հետկալիում.
Փորձանոթի մեջ լցրեք 3 կաթիլ կալիումի պերմանգանատի լուծույթ, 2 կաթիլ ծծմբաթթու (նոսրացված): Խառնուրդը պետք է տաքացվի մինչև 50-60 ° C: Զգուշորեն ավելացրեք մի քանի կաթիլ նատրիումի կամ կալիումի նիտրիտ: Պերմանգանատի լուծույթը դառնում է անգույն: Փորձարկման լուծույթում առկա այլ վերականգնող նյութեր, որոնք կարող են օքսիդացնել պերմանգանատ իոնը, կխանգարեն NO2-: հայտնաբերմանը.
4. Ռեակցիա երկաթի սուլֆատի հետ (II).
Երկաթի սուլֆատը թթվային միջավայրում վերածում է նիտրիտների նիտրատի (նոսր ծծմբաթթու):
2KNO2 (հեռուստացույց) + 2H2SO4 (տարբերակ.) + 2FeSO4 (պինդ)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
Ստացված ազոտի օքսիդը (II) ձևավորվում է Fe2+ (որոնք դեռ չեն արձագանքել) շագանակագույն բարդ իոնների ավելցուկով:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Հարկ է նշել, որ նիտրիտները փոխազդելու են նոսր ծծմբաթթվի հետ, իսկ նիտրատները՝ խտացված ծծմբաթթվի հետ։ Հետևաբար, նիտրիտ իոնը հայտնաբերելու համար անհրաժեշտ է նոսր թթու:
5. Ռեակցիան հակապիրինի հետ:
NO2- թթվային միջավայրում հակապիրինով տալիս է կանաչ լուծույթ:
6. Արձագանք ռիվանոլի հետ։
NO2-- թթվային միջավայրում ռիվանոլով կամ էթակրիդինով (I) տալիս է կարմիր լուծույթ:
Ջրում նիտրիտների պարունակության քանակական որոշում
Ըստ ԳՕՍՏՋրում նիտրիտների իոնների քանակական պարունակությունը որոշվում է երկու ֆոտոմետրիկ եղանակով՝ օգտագործելով սուլֆանիլաթթու և 4-ամինոբենզոլսուլֆոնամիդ: Առաջինը արբիտրաժն է։
Նիտրիտների անկայունության պատճառով դրանք պետք է որոշվեն նմուշառումից անմիջապես հետո, կամ նմուշները կարող են պահպանվել՝ 1 լիտր ջրին ավելացնելով 1 մլ ծծմբաթթու (խտացված) կամ 2-4 մլ քլորոֆորմ; դուք կարող եք սառեցնել նմուշը մինչև 4 °C:
Պղտոր կամ գունավոր ջուրը մաքրվում է ալյումինի հիդրօքսիդով՝ 250-300 մլ ջրին ավելացնելով 2-3 մլ կախույթ։ Խառնուրդը թափահարում են, պարզաբանումից հետո վերցվում է թափանցիկ շերտ՝ անալիզի համար։
Նիտրիտների պարունակության որոշում սուլֆանիլաթթվով
Մեթոդի էությունը. վերլուծված նմուշի նիտրիտները փոխազդում են սուլֆանիլաթթվի հետ, ստացված աղը փոխազդում է 1-նաֆթիլամինի հետ կարմիր-մանուշակագույն ազոներկի արտազատմամբ, դրա քանակը որոշվում է ֆոտոմետրիկորեն, այնուհետև կոնցենտրացիան. նիտրիտները ջրի նմուշում հաշվարկվում են: 1-նաֆթիլամին և սուլֆանիլաթթուն և հանդիսանում են Griess ռեագենտի մի մասը:
Նիտրիտ իոնների որոշում. տեխնիկա
50 մլ ջրի նմուշին ավելացրեք 2 մլ Griess ռեագենտի լուծույթ քացախաթթվի մեջ: Խառնել և ինկուբացնել 40 րոպե նորմալ ջերմաստիճանում կամ 10 րոպե 50-60°C ջերմաստիճանում ջրային բաղնիքում։ Այնուհետեւ չափվում է խառնուրդի օպտիկական խտությունը: Որպես դատարկ նմուշ օգտագործվում է թորած ջուր, որը պատրաստվում է վերլուծված ջրի նմուշի նմանությամբ: Նիտրիտների կոնցենտրացիան հաշվարկվում է բանաձևով՝
X=K∙A∙50∙f / V, որտեղ՝ K-ն գործակիցն էտրամաչափման հատկանիշ, A-ն վերլուծված ջրի նմուշի օպտիկական խտության սահմանված արժեքն է՝ հանած դատարկ նմուշի օպտիկական խտության սահմանված արժեքը, 50 – ծավալային կոլբայի ծավալ, f – նոսրացման գործակից (եթե նմուշը նոսրացված չէ, f=1), V-ը վերլուծության համար վերցված մասնաբաժնի ծավալն է:
Նիտրիտներ ջրի մեջ
Որտեղի՞ց են առաջանում նիտրիտների իոնները կեղտաջրերում: Նիտրիտները միշտ փոքր քանակությամբ առկա են անձրեւաջրերում, մակերեսային եւ ստորերկրյա ջրերում: Նիտրիտները միջանկյալ քայլ են բակտերիաների կողմից ազոտ պարունակող նյութերի փոխակերպման մեջ: Այս իոնները առաջանում են ամոնիումի կատիոնի նիտրատների օքսիդացման ժամանակ (թթվածնի առկայության դեպքում) և հակառակ ռեակցիաներում՝ նիտրատների վերածումը ամոնիակի կամ ազոտի (թթվածնի բացակայության դեպքում)։ Այս բոլոր ռեակցիաներն իրականացվում են բակտերիաների կողմից, իսկ օրգանական նյութերը ազոտ պարունակող նյութերի աղբյուր են։ Ուստի ջրում նիտրիտների քանակական պարունակությունը կարևոր սանիտարական ցուցանիշ է։ Նիտրիտների պարունակության նորմերը գերազանցելը վկայում է ջրի ֆեկալային աղտոտման մասին։ Անասնաբուծական տնտեսություններից, գործարաններից, արդյունաբերական ձեռնարկություններից արտահոսքի ներթափանցումը, ջրային մարմինների ջրով աղտոտումը այն դաշտերից, որտեղ ազոտական պարարտանյութեր են օգտագործվել, ջրի մեջ նիտրիտների բարձր պարունակության հիմնական պատճառներն են։։
Ստանալ
Արդյունաբերության մեջ նատրիումի նիտրիտը ստացվում է ազոտային գազի (NO-ի և NO-ի խառնուրդ2) NaOH-ի կամ Na2 ներծծման միջոցով: CO լուծույթներ 3, որին հաջորդում է նատրիումի նիտրիտի բյուրեղացումը.
ՈՉ +NO2 + 2NaOH (սառը)=2NaNO2 + H2O
Թթվածնի առկայության դեպքում ռեակցիան ընթանում է նատրիումի նիտրատի ձևավորմամբ, ուստի պետք է ապահովվեն անօքսիկ պայմաններ։
Կալիումի նիտրիտը նույն մեթոդով արտադրվում է արդյունաբերության մեջ։ Բացի այդ, նատրիումի և կալիումի նիտրիտը կարելի է ձեռք բերել կապարի նիտրատով օքսիդացնելու միջոցով:
KNO3 (համակցված) + Pb (սպունգ) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
Վերջին ռեակցիան տեղի է ունենում 350-400 °C ջերմաստիճանում։
