Nitrittion er et ion som består av ett nitrogenatom og to oksygenatomer. Nitrogenet i dette ionet har en ladning på +3, så ladningen til hele ionet er -1. Partikkelen er univalent. Formelen til nitrittionet er NO2-. Anionet har en ikke-lineær konfigurasjon. Forbindelser som inneholder denne partikkelen kalles nitritt, for eksempel natriumnitritt - NaNO2, sølvnitritt - AgNO2.
Fysiske og kjemiske egenskaper
Alkali, jordalkali og ammoniumnitritt er fargeløse eller svakt gulaktige krystallinske stoffer. Kalium, natrium, bariumnitritt løses godt opp i vann, sølv, kvikksølv, kobbernitritt - dårlig. Når temperaturen øker, øker løseligheten. Nesten alle nitritter er dårlig løselige i etere, alkoholer og lavpolaritetsløsninger.
Bord. Fysiske egenskaper til noen nitritter.
| Karakteristisk | Kaliumnitritt | Sølvnitritt | kalsiumnitritt | Bariumnitritt |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (dekomponert) |
220 (dekomponert) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Løsning i vann, g i 100 g |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Nitritt er lite motstandsdyktig mot varme: bare alkalimetallnitritt smelter uten nedbrytning. Som et resultat av dekomponering frigjøres gassformige produkter - O2 , NO, N2, NO2, og faste stoffer - metalloksid eller selve metallet. For eksempel er nedbrytningen av sølvnitritt (allerede ved 40 °C) ledsaget av frigjøring av elementært sølv og nitrogenoksid (II):
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Fordi dekomponeringen fortsetter med frigjøring av store mengder gasser, kan reaksjonen være eksplosiv, for eksempel når det gjelder ammoniumnitritt.
Redox-egenskaper
Nitrogenatomet i nitritt-ionet har en mellomladning på +3, som er grunnen til at nitritt kjennetegnes av både oksiderende og reduserende egenskaper. For eksempel vil nitritt avfarge en løsning av kaliumpermanganat i et surt miljø, og vise egenskaperoksidasjonsmiddel:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Nitrittioner viser egenskapene til et reduksjonsmiddel, for eksempel i en reaksjon med en sterk løsning av hydrogenperoksid:
NO2- + H2O2=NO3- + H2O
Reduksjonsmidlet er nitritt når det interagerer med sølvbromat (forsuret løsning). Denne reaksjonen brukes i kjemisk analyse:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Et annet eksempel på reduserende egenskaper er en kvalitativ reaksjon på nitrittionet - samspillet mellom fargeløse løsninger [Fe(H2O)6] 2+ med surgjort natriumnitrittløsning med brun farge.
Teoretisk grunnlag for NO2-deteksjon¯
Nitrogensyre, når den varmes opp, blir uforholdsmessig og danner nitrogenoksid (II) og salpetersyre:
HNO2 + 2HNO2=NO3- + H2O + 2NO↑ + H+
Derfor kan salpetersyre ikke skilles fra salpetersyre ved å koke. Som det fremgår av ligningen, blir salpetersyre, som dekomponerer, delvis til salpetersyre, noe som vil føre til feil ved å bestemme innholdet av nitrater.
Nesten alle nitritt oppløses i vann, den minst løselige av disse forbindelsene er sølvnitritt.
Nitrittion i seg selvdet er fargeløst, derfor oppdages det ved reaksjoner med dannelse av andre fargede forbindelser. Nitrittene til ufargede kationer er også fargeløse.
Kvalitetsreaksjoner
Det er flere kvalitative måter å bestemme nitrittioner på.
1. Reaksjonsdannelse K3[Co(NO2)6].
I et reagensrør legg 5 dråper av testløsningen som inneholder nitritt, 3 dråper koboltnitratløsning, 2 dråper eddiksyre (fortynnet), 3 dråper kaliumkloridløsning. Heksanitrokoboltat (III) K3[Co(NO2)6] dannes - en gul krystallinsk forhaste. Nitrationet i testløsningen forstyrrer ikke påvisningen av nitritter.
2. Jodidoksidasjonsreaksjon.
Nitrittioner oksiderer jodidioner i et surt miljø.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
I løpet av reaksjonen dannes det elementært jod, som lett oppdages ved stivelsesfarging. For å gjøre dette kan reaksjonen utføres på filterpapir som tidligere er impregnert med stivelse. Responsen er veldig følsom. Den blå fargen vises selv i nærvær av spor av nitritt: minimumsåpningen er 0,005 mcg.
Filterpapir er impregnert med en stivelsesløsning, 1 dråpe av en 2N løsning av eddiksyre, 1 dråpe av en eksperimentell løsning, 1 dråpe av en 0,1N løsning av kaliumjodid tilsettes. I nærvær av nitritt vises en blå ring eller flekk. Deteksjon forstyrres av andre oksidanter som fører til dannelse av jod.
3. Reaksjon med permanganatkalium.
Plasser 3 dråper kaliumpermanganatløsning, 2 dråper svovelsyre (fortynnet) i et reagensrør. Blandingen må varmes opp til 50-60 ° C. Tilsett forsiktig noen dråper natrium- eller kaliumnitritt. Permanganatløsningen blir fargeløs. Andre reduksjonsmidler tilstede i testløsningen, som er i stand til å oksidere permanganationet, vil forstyrre påvisningen av NO2-..
4. Reaksjon med jernsulfat (II).
Jernsulfat reduserer nitritt til nitrat i et surt miljø (fortynnet svovelsyre):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (differ.) + 2FeSO4 (solid)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
Det resulterende nitrogenoksidet (II) dannes med et overskudd av Fe2+ (som ennå ikke har reagert) brune komplekse ioner:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Det skal bemerkes at nitritter vil reagere med fortynnet svovelsyre, og nitrater vil reagere med konsentrert svovelsyre. Derfor er det fortynnet syre som skal til for å påvise nitrittionen.
5. Reaksjon med antipyrin.
NO2- med antipyrin i surt medium gir en grønn løsning.
6. Reaksjon med rivanol.
NO2-- med rivanol eller etacridin (I) i surt medium gir en rød løsning.
Kvantitativ bestemmelse av nitrittinnhold i vann
Ifølge GOSTdet kvantitative innholdet av nitrittioner i vann bestemmes ved to fotometriske metoder: ved bruk av sulfanilsyre og ved bruk av 4-aminobenzensulfonamid. Den første er arbitrasje.
På grunn av ustabiliteten til nitritt, må de bestemmes umiddelbart etter prøvetaking, eller prøvene kan konserveres ved å tilsette 1 ml svovelsyre (konsentrert) eller 2-4 ml kloroform til 1 liter vann; du kan kjøle prøven ned til 4 °C.
Turbidt eller farget vann rengjøres med aluminiumhydroksid ved å tilsette 2-3 ml suspensjon per 250-300 ml vann. Blandingen ristes, et gjennomsiktig lag tas for analyse etter klaring.
Bestemmelse av nitrittinnhold med sulfanilsyre
Essensen av metoden: nitrittene i den analyserte prøven interagerer med sulfanilsyre, det resulterende s altet reagerer med 1-naftylamin med frigjøring av et rødfiolett azofargestoff, mengden bestemmes fotometrisk, deretter konsentrasjonen av nitritt i vannprøven beregnes. 1-naftylamin og sulfanilsyre og er en del av Griess-reagenset.
Bestemmelse av nitrittioner: teknikk
Til 50 ml av en vannprøve, tilsett 2 ml av en løsning av Griess-reagens i eddiksyre. Bland og inkuber i 40 minutter ved normal temperatur eller 10 minutter ved 50-60 °C i vannbad. Den optiske tettheten til blandingen måles deretter. Som blindprøve brukes destillert vann, som tilberedes på samme måte som prøven av det analyserte vannet. Konsentrasjonen av nitritt beregnes med formelen:
X=K∙A∙50∙f / V, hvor: K er koeffisientenkalibreringskarakteristikk, A er den innstilte verdien for den optiske tettheten til den analyserte vannprøven minus den innstilte verdien for den optiske tettheten til den blanke prøven, 50 – volumet av målekolben, f – fortynningsfaktor (hvis prøven ikke ble fortynnet, f=1), V er volumet av alikvoten tatt for analyse.
Nitritt i vann
Hvor kommer nitrittioner fra i avløpsvannet? Nitritt er alltid tilstede i små mengder i regnvann, overflate og grunnvann. Nitritt er et mellomtrinn i omdannelsen av nitrogenholdige stoffer utført av bakterier. Disse ionene dannes under oksidasjonen av ammoniumkationet til nitrater (i nærvær av oksygen) og i de motsatte reaksjonene - reduksjonen av nitrater til ammoniakk eller nitrogen (i fravær av oksygen). Alle disse reaksjonene utføres av bakterier, og organisk materiale er kilden til nitrogenholdige stoffer. Derfor er det kvantitative innholdet av nitritt i vann en viktig sanitær indikator. Overskridelse av normene for nitrittinnhold indikerer fekal forurensning av vann. Inntrenging av avrenning fra husdyrbruk, fabrikker, industribedrifter, forurensning av vannforekomster med vann fra åkre der det ble brukt nitrogengjødsel er hovedårsakene til det høye innholdet av nitritt i vannet.
Motta
I industrien oppnås natriumnitritt ved absorpsjon av nitrøs gass (en blanding av NO og NO2) med NaOH eller Na2 CO løsninger 3 etterfulgt av natriumnitrittkrystallisering:
NO +NO2 + 2NaOH (kald)=2NaNO2 + H2O
Reaksjonen i nærvær av oksygen fortsetter med dannelsen av natriumnitrat, så anoksiske forhold må sørges for.
Kaliumnitritt produseres etter samme metode i industrien. I tillegg kan natrium- og kaliumnitritt oppnås ved å oksidere bly med nitrat:
KNO3 (kons.) + Pb (svamp) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
Den siste reaksjonen finner sted ved en temperatur på 350-400 °C.
