Nitritjon är en jon som består av en kväveatom och två syreatomer. Kvävet i denna jon har en laddning på +3, så laddningen för hela jonen är -1. Partikeln är univalent. Formeln för nitritjonen är NO2-. Anjonen har en olinjär konfiguration. Föreningar som innehåller denna partikel kallas nitriter, till exempel natriumnitrit - NaNO2, silvernitrit - AgNO2.
Fysiska och kemiska egenskaper
Alkali, jordalkali och ammoniumnitrit är färglösa eller svagt gulaktiga kristallina ämnen. Kalium, natrium, bariumnitrit löser sig bra i vatten, silver, kvicksilver, kopparnitrit - dåligt. När temperaturen ökar ökar lösligheten. Nästan alla nitriter är dåligt lösliga i etrar, alkoholer och lågpolära lösningsmedel.
Bord. Fysikaliska egenskaper hos vissa nitriter.
| Karakteristisk | Kaliumnitrit | Silvernitrit | kalciumnitrit | Bariumnitrit |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (nedbruten) |
220 (nedbruten) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Lösning i vatten, g i 100 g |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Nitrit är inte särskilt resistent mot värme: endast alkalimetallnitrit smälter utan sönderdelning. Som ett resultat av sönderdelning frigörs gasformiga produkter - O2 , NO, N2, NO2, och fasta ämnen - metalloxid eller själva metallen. Nedbrytningen av silvernitrit (redan vid 40 °C) åtföljs till exempel av frisättning av elementärt silver och kväveoxid (II):
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Eftersom sönderdelningen fortskrider med frigörande av en stor mängd gaser kan reaktionen vara explosiv, till exempel när det gäller ammoniumnitrit.
Redox-egenskaper
Kväveatomen i nitritjonen har en mellanladdning på +3, varför nitriter kännetecknas av både oxiderande och reducerande egenskaper. Till exempel kommer nitriter att avfärga en lösning av kaliumpermanganat i en sur miljö, vilket visar egenskaperoxidationsmedel:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Nitritjoner uppvisar egenskaperna hos ett reduktionsmedel, till exempel i en reaktion med en stark lösning av väteperoxid:
NO2- + H2O2=NO3- + H2O
Reduktionsmedlet är nitrit när det interagerar med silverbromat (surgjord lösning). Denna reaktion används i kemisk analys:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Ett annat exempel på reducerande egenskaper är en kvalitativ reaktion på nitritjonen - interaktionen av färglösa lösningar [Fe(H2O)6] 2+ med surgjord natriumnitritlösning med brun färg.
Teoretiska grunder för NO2-detektion¯
Salpetersyrlighet, när den värms upp, blir oproportionerlig för att bilda kväveoxid (II) och salpetersyra:
HNO2 + 2HNO2=NO3- + H2O + 2NO↑ + H+
Därför kan salpetersyrlighet inte skiljas från salpetersyra genom att koka. Som framgår av ekvationen övergår salpetersyrlighet, som sönderfaller, delvis till salpetersyra, vilket kommer att leda till fel vid bestämning av innehållet av nitrater.
Nästan alla nitriter löses i vatten, den minst lösliga av dessa föreningar är silvernitrit.
Nitritjonen självdet är färglöst, därför detekteras det genom reaktioner av bildning av andra färgade föreningar. Nitriterna i ofärgade katjoner är också färglösa.
Kvalitetsreaktioner
Det finns flera kvalitativa sätt att bestämma nitritjoner.
1. Reaktion bildas K3[Co(NO2)6].
I ett provrör lägg 5 droppar av testlösningen som innehåller nitrit, 3 droppar koboltnitratlösning, 2 droppar ättiksyra (utspädd), 3 droppar kaliumkloridlösning. Hexanitrokoboltat (III) K3[Co(NO2)6] bildas - en gul kristallin fällning. Nitratjonen i testlösningen stör inte detekteringen av nitriter.
2. Jodidoxidationsreaktion.
Nitritjoner oxiderar jodidjoner i en sur miljö.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
Under reaktionens gång bildas elementärt jod, som lätt upptäcks genom stärkelsefärgning. För att göra detta kan reaktionen utföras på filterpapper som tidigare impregnerats med stärkelse. Responsen är mycket känslig. Den blå färgen visas även i närvaro av spår av nitriter: öppningsminimum är 0,005 mcg.
Filterpapper är impregnerat med en stärkelselösning, 1 droppe av en 2N lösning av ättiksyra, 1 droppe av en experimentlösning, 1 droppe av en 0,1N lösning av kaliumjodid tillsätts. I närvaro av nitrit uppträder en blå ring eller fläck. Detektion störs av andra oxidanter som leder till bildning av jod.
3. Reaktion med permanganatkalium.
Placera 3 droppar kaliumpermanganatlösning, 2 droppar svavelsyra (utspädd) i ett provrör. Blandningen måste värmas till 50-60 ° C. Tillsätt försiktigt några droppar natrium- eller kaliumnitrit. Permanganatlösningen blir färglös. Andra reduktionsmedel som finns i testlösningen och som kan oxidera permanganatjonen kommer att störa detekteringen av NO2-..
4. Reaktion med järnsulfat (II).
Järnsulfat reducerar nitrit till nitrat i en sur miljö (utspädd svavelsyra):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (diff.) + 2FeSO4 (fast)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
Den resulterande kväveoxiden (II) bildas med ett överskott av Fe2+ (som ännu inte har reagerat) bruna komplexa joner:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Det bör noteras att nitriter kommer att reagera med utspädd svavelsyra, och nitrater kommer att reagera med koncentrerad svavelsyra. Därför är det utspädd syra som behövs för att detektera nitritjonen.
5. Reaktion med antipyrin.
NO2- med antipyrin i surt medium ger en grön lösning.
6. Reagerar med rivanol.
NO2-- med rivanol eller etakridin (I) i surt medium ger en röd lösning.
Kvantitativ bestämning av nitrith alt i vatten
Enligt GOSTdet kvantitativa innehållet av nitritjoner i vatten bestäms med två fotometriska metoder: med användning av sulfanilsyra och med användning av 4-aminobensensulfonamid. Den första är arbitrage.
På grund av nitriternas instabilitet måste de bestämmas omedelbart efter provtagning, eller prover kan konserveras genom att tillsätta 1 ml svavelsyra (koncentrerad) eller 2-4 ml kloroform till 1 liter vatten; du kan kyla ner provet till 4 °C.
Grumligt eller färgat vatten rengörs med aluminiumhydroxid genom att tillsätta 2-3 ml suspension per 250-300 ml vatten. Blandningen skakas, ett transparent skikt tas för analys efter klarning.
Bestämning av nitrith alt med sulfanilsyra
Kynen av metoden: nitriter i det analyserade provet interagerar med sulfanilsyra, det resulterande s altet reagerar med 1-naftylamin med frigöring av ett rödviolett azofärgämne, dess mängd bestäms fotometriskt, sedan koncentrationen av nitriter i vattenprovet beräknas. 1-naftylamin och sulfanilsyra och är en del av Griess-reagenset.
Bestämning av nitritjoner: teknik
Till 50 ml av ett vattenprov, tillsätt 2 ml av en lösning av Griess-reagens i ättiksyra. Blanda och inkubera i 40 minuter vid normal temperatur eller 10 minuter vid 50-60 ° C i ett vattenbad. Blandningens optiska densitet mäts sedan. Som blankprov används destillerat vatten, som framställs på samma sätt som provet av det analyserade vattnet. Koncentrationen av nitriter beräknas med formeln:
X=K∙A∙50∙f / V, där: K är koefficientenkalibreringskarakteristik, A är det inställda värdet för den optiska densiteten för det analyserade vattenprovet minus det inställda värdet för den optiska densiteten för det blankprov, 50 – volym av mätkolven, f – utspädningsfaktor (om provet inte späddes ut, f=1), V är volymen av alikvoten som tas för analys.
Nitrit i vatten
Var kommer nitritjoner ifrån i avloppsvattnet? Nitriter finns alltid i små mängder i regnvatten, yt- och grundvatten. Nitriter är ett mellansteg i omvandlingen av kväveh altiga ämnen som utförs av bakterier. Dessa joner bildas under oxidationen av ammoniumkatjonen till nitrater (i närvaro av syre) och i motsatta reaktioner - reduktionen av nitrater till ammoniak eller kväve (i frånvaro av syre). Alla dessa reaktioner utförs av bakterier, och organiskt material är källan till kväveh altiga ämnen. Därför är det kvantitativa innehållet av nitriter i vatten en viktig sanitär indikator. Att överskrida normerna för nitrith alt indikerar fekal förorening av vatten. Inträngande av avrinning från djurgårdar, fabriker, industriföretag, förorening av vattendrag med vatten från åkrar där kvävegödsel har använts är de främsta orsakerna till det höga innehållet av nitriter i vattnet.
Receive
Inom industrin erhålls natriumnitrit genom absorption av nitrös gas (en blandning av NO och NO2) med NaOH eller Na2 CO lösningar 3 följt av natriumnitritkristallisation:
NO +NO2 + 2NaOH (kallt)=2NaNO2 + H2O
Reaktionen i närvaro av syre fortskrider med bildning av natriumnitrat, så anoxiska förhållanden måste tillhandahållas.
Kaliumnitrit framställs med samma metod inom industrin. Dessutom kan natrium- och kaliumnitrit erhållas genom att oxidera bly med nitrat:
KNO3 (konc) + Pb (svamp) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
Den sista reaktionen sker vid en temperatur på 350-400 °C.
