Acid nitrơ

Acid nitrơ (cấu tạo hóa học HNO
₂) là một acid vô cơ yếu, chủ yếu tồn tại ở dạng dung dịch, khí và muối nitrat. Acid nitrơ tự do không ổn định và phân hủy nhanh chóng.

Acid nitrơ
Cấu trúc của acid nitrơ
Tên hệ thống	Hydroxidooxidonitrogen
Tên khác	Acid nitric(III)
Nhận dạng
Số CAS	7782-77-6
PubChem	24529
Số EINECS	231-963-7
KEGG	C00088
MeSH	Nitric+acid
ChEBI	25567
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ O=NO
ChemSpider	22936
Tham chiếu Gmelin	983
3DMet	B00022
Thuộc tính
Công thức phân tử	HNO2
Khối lượng mol	47,01274 g/mol
Bề ngoài	dung dịch màu xanh lam nhạt
Khối lượng riêng	xấp xỉ 1 g/cm³
Điểm nóng chảy	Chỉ ở dạng dung dịch
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	không rõ (chỉ tồn tại dưới dạng dung dịch)
Độ axit (pKa)	3,398
Các nguy hiểm
Chỉ mục EU	Không liệt kê
Nguy hiểm chính	độc
Điểm bắt lửa	Không cháy
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Acid nitric
Cation khác	Natri nitrit Kali nitrit Amoni nitrit
Hợp chất liên quan	Dinitơ trioxide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). N kiểm chứng (cái gì YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Cấu trúc

Trong pha khí, các phân tử acid nitrơ phẳng có thể tồn tại trong cả hai dạng cis và dạng trans. Các dạng trans ổn định hơn, vì thế chiếm ưu thế ở nhiệt độ phòng.

• 

  Các kích thước chính xác của dạng trans (từ quang phổ vi sóng)

• 

  Cấu trúc của dạng trans

• 

  Cấu trúc của dạng cis

Điều chế

Acid nitrơ chủ yếu được acid hóa cẩn thận một dung dịch chứa ion nitrit NO₂⁻ loãng lạnh. Ngoài ra, có thể điều chế acid nitrơ bằng cách hòa tan dinitrogen trioxide trong nước ở 0 độ C.

Phản ứng

Phân hủy

Xem thêm: Dinitơ trioxide

Acid nitrơ ở dạng khí hiếm gặp phân hủy thành nitơ đioxide, oxide nitric và nước:

${\ce {2 HNO2 -> NO2 + NO + H2O}}$

Nitơ đioxide không cân xứng với nhau tạo thành acid nitric và acid nitrơ trong dung dịch nước:

${\ce {2 NO2 + H2O -> HNO3 + HNO2}}$

Trong các dung dịch ấm hoặc cô đặc, phản ứng tổng thể tạo ra acid nitric, nước và nitơ monoxide:

${\ce {3 HNO2 -> HNO3 + 2 NO + H2O}}$

Nitơ monoxide sau đó có thể bị oxy hóa lại trong không khí tạo thành acid nitric, tạo ra phản ứng tổng thể:

${\ce {2 HNO2 + O2 -> 2 HNO3}}$

Khử

Với ion I^- và Fe²⁺, NO được tạo thành:

${\ce {2 KNO2 + 2 KI + 2 H2SO4 -> I2 + 2 NO + 2 H2O + 2 K2SO4}}$

${\ce {2 KNO2 + 2 FeSO4 + 2 H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + 2 NO + 2 H2O + K2SO4}}$

Với ion Sn²⁺, N₂O được tạo thành:

${\ce {2 KNO2 + 6 HCl + 2 SnCl2 -> 2 SnCl4 + N2O + 3 H2O + 2 KCl}}$

Với khí SO₂, NH₂OH được tạo thành:

${\ce {2 KNO2 + 6 H2O + 4 SO2 -> 3 H2SO4 + K2SO4 + 2 NH2OH}}$

Với Zn trong dung dịch kiềm, NH₃ được tạo thành:

${\ce {5 H2O + KNO2 + 3 Zn -> NH3 + KOH + 3 Zn(OH)2}}$

Với ${\ce {N2NS+5}}$ và HN₃, khí N₂ được tạo thành:

${\ce {HNO2 + [N2H5]+ -> HN3 + H2O + H3O+}}$

${\ce {HNO2 + HN3 -> N2O + N2 + H2O}}$

Quá trình oxy hóa bằng acid nitrơ có sự kiểm soát bằng động lực học nhiều hơn sự kiểm soát bằng nhiệt động lực học, điều này được minh họa rõ nhất bằng việc acid nitrơ loãng có thể oxy hóa I^- thành I₂, nhưng acid nitric loãng thì không thể.

${\ce {I2 + 2 e- <=> 2 I-}}$ (E^o = +0.54 V)

${\ce {NO3 + 3H+ + 2e- <=> HNO2 + H2O}}$ (E^o = +0.93 V)

${\ce {HNO2 + H+ + e- <=> NO + H2O}}$ (E^o = +0.98 V)

Có thể thấy rằng các giá trị E cho những phản ứng này tương tự nhau, nhưng acid nitric oxy hóa mạnh hơn. Dựa trên thực tế là acid nitrơ loãng có thể oxy hóa iodide thành iod, có thể suy ra rằng nitơ là một chất oxy hóa nhanh hơn chứ không phải là một chất oxy hóa mạnh hơn acid nitric loãng.

Hữu cơ

Acid nitrơ được dùng để điều chế muối điazo:

${\ce {HNO2 + ArNH2 + H+ -> ArN+2 + 2 H2O}}$

trong đó Ar là một nhóm aryl.

Các muối này được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ, ví dụ trong phản ứng Sandmeyer và trong điều chế thuốc nhuộm azo, các hợp chất là cơ sở của phép thử định tính anilin. Acid nitrơ còn được sử dụng để phá hủy natri azit độc hại có khả năng gây nổ. Đối với hầu hết các mục đích, acid nitrơ thường được hình thành tại chỗ do tác dụng của acid khoáng với natri nitrit: Nó chủ yếu có màu xanh lam.

${\ce {NaNO2 + HCl -> HNO2 + NaCl}}$

${\ce {2 NaN3 + 2 HNO2 -> 3 N2 + 2 NO + 2 NaOH}}$

Phản ứng với hai nguyên tử α-hydro trong xeton tạo ra các oxim, các nguyên tử này có thể bị oxi hóa thêm thành acid cacboxylic hoặc bị khử để tạo thành amin. Quá trình này được sử dụng trong sản xuất thương mại acid adipic.

Acid nitrơ phản ứng nhanh với rượu béo (hóa học) tạo ra ankyl nitrit, là chất làm giãn mạch mạnh:

${\ce {(CH3)2CHCH2CH2OH + HNO2 -> (CH3)2CHCH2CH2ONO + H2O}}$

Các chất gây ung thư gọi là nitrosamine được tạo ra, thường là do không cố ý, do phản ứng của acid nitrơ với các amin bậc hai:

${\ce {HNO2 + R2NH -> R2N-NO + H2O}}$

Khí quyển Trái đất

Acid nitrơ có liên quan đến ôzôn của tầng khí quyển thấp hơn, tầng đối lưu. Các phản ứng đồng nhất của oxide nitric (NO) và nước tạo ra acid nitrơ. Khi phản ứng này xảy ra trên bề mặt của sol khí trong khí quyển, sản phẩm sẽ dễ dàng quang phân thành các gốc hydroxyl.

Xem thêm

• Acid nitric (HNO₃)
• Nitrous acid