Ionul de nitrit este un ion format dintr-un atom de azot și doi atomi de oxigen. Azotul din acest ion are o sarcină de +3, deci sarcina întregului ion este -1. Particula este univalentă. Formula ionului de nitrit este NO2-. Anionul are o configurație neliniară. Compușii care conțin această particulă se numesc nitriți, de exemplu nitriți de sodiu - NaNO2, nitriți de argint - AgNO2.
Proprietăți fizice și chimice
Nitriții alcalini, alcalino-pământosi și de amoniu sunt substanțe cristaline incolore sau ușor gălbui. Nitriții de potasiu, sodiu, bariu se dizolvă bine în apă, argint, mercur, nitriți de cupru - prost. Pe măsură ce temperatura crește, solubilitatea crește. Aproape toți nitriții sunt slab solubili în eteri, alcooli și solvenți cu polaritate scăzută.
Tabel. Caracteristicile fizice ale unor nitriți.
| Caracteristic | Nitrit de potasiu | Nitrit de argint | Nitrit de calciu | Nitrit de bariu |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (descompus) |
220 (descompus) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Soluție în apă, g în 100 g |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Nitriții nu sunt foarte rezistenți la căldură: doar nitriții de metale alcaline se topesc fără descompunere. Ca urmare a descompunerii, se eliberează produse gazoase - O2 , NO, N2, NO2și substanțe solide - oxid de metal sau metalul însuși. De exemplu, descompunerea nitritului de argint (deja la 40 ° C) este însoțită de eliberarea de argint elementar și oxid de azot (II):
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Deoarece descompunerea are loc cu eliberarea unei cantități mari de gaze, reacția poate fi explozivă, de exemplu, în cazul nitritului de amoniu.
Proprietăți Redox
Atomul de azot din ionul nitrit are o sarcină intermediară de +3, motiv pentru care nitriții sunt caracterizați atât prin proprietăți oxidante, cât și reducătoare. De exemplu, nitriții vor decolora o soluție de permanganat de potasiu într-un mediu acid, prezentând proprietățioxidant:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Ionii de nitrit prezintă proprietățile unui agent reducător, de exemplu, într-o reacție cu o soluție puternică de peroxid de hidrogen:
NO2- + H2O2=NU3- + H2O
Agentul reducător este nitritul când interacționează cu bromatul de argint (soluție acidificată). Această reacție este utilizată în analiza chimică:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Un alt exemplu de proprietăți reducătoare este o reacție calitativă la ionul de nitrit - interacțiunea soluțiilor incolore [Fe(H2O)6] 2+ cu soluție acidificată de nitrit de sodiu cu colorație maro.
Bazele teoretice ale detectării NO2¯
Acidul azot, atunci când este încălzit, se disproporționează pentru a forma oxid azotic (II) și acid azotic:
HNO2 + 2HNO2=NU3- + H2O + 2NO↑ + H+
De aceea, acidul azotat nu poate fi separat de acidul azotic prin fierbere. După cum se poate observa din ecuație, acidul azot, în descompunere, se transformă parțial în acid azotic, ceea ce va duce la erori în determinarea conținutului de nitrați.
Aproape toți nitriții se dizolvă în apă, cel mai puțin solubil dintre acești compuși este nitritul de argint.
Ion de nitrit în sineeste incolor, prin urmare este detectat prin reacții de formare a altor compuși colorați. Nitriții cationilor necolorați sunt, de asemenea, incolori.
Reacții de calitate
Există mai multe moduri calitative de a determina ionii de nitriți.
1. Reacția formând K3[Co(NO2)6].
Într-o eprubetă se pun 5 picături de soluție de testare care conține nitrit, 3 picături de soluție de azotat de cob alt, 2 picături de acid acetic (diluat), 3 picături de soluție de clorură de potasiu. Se formează hexanitrocob altat (III) K3[Co(NO2)6] - un cristalin galben precipitat. Ionul de nitrat din soluția de testat nu interferează cu detectarea nitriților.
2. Reacția de oxidare a iodului.
Ionii de nitrit oxidează ionii de iodură într-un mediu acid.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
În cursul reacției, se formează iod elementar, care este ușor de detectat prin colorarea cu amidon. Pentru a face acest lucru, reacția poate fi efectuată pe hârtie de filtru impregnată anterior cu amidon. Răspunsul este foarte sensibil. Culoarea albastră apare chiar și în prezența urmelor de nitriți: deschiderea minimă este de 0,005 mcg.
Hârtia de filtru este impregnată cu o soluție de amidon, se adaugă 1 picătură dintr-o soluție 2N de acid acetic, 1 picătură dintr-o soluție experimentală, 1 picătură dintr-o soluție 0,1N de iodură de potasiu. În prezența nitriților, apare un inel sau o pată albastră. Detectarea este interferată de alți oxidanți care duc la formarea de iod.
3. Reacție cu permanganatpotasiu.
Pune 3 picături de soluție de permanganat de potasiu, 2 picături de acid sulfuric (diluat) într-o eprubetă. Amestecul trebuie încălzit la 50-60 ° C. Adăugați cu grijă câteva picături de azotat de sodiu sau de potasiu. Soluția de permanganat devine incoloră. Alți agenți reducători prezenți în soluția de testat, capabili să oxideze ionul permanganat, vor interfera cu detectarea NO2-..
4. Reacție cu sulfat de fier (II).
Sulfatul feros reduce nitritul la nitrat într-un mediu acid (acid sulfuric diluat):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (dif.) + 2FeSO4 (solid)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
Oxidul nitric (II) rezultat se formează cu un exces de Fe2+ (care nu au reacţionat încă) ioni complexi maro:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
De remarcat că nitriții vor reacționa cu acidul sulfuric diluat, iar nitrații vor reacționa cu acidul sulfuric concentrat. Prin urmare, acidul diluat este necesar pentru a detecta ionul de nitrit.
5. Reacție cu antipirină.
NO2- cu antipirină într-un mediu acid dă o soluție verde.
6. Reacție cu rivanol.
NO2-- cu rivanol sau etacridină (I) într-un mediu acid dă o soluție roșie.
Determinarea cantitativă a conținutului de nitriți în apă
Conform GOSTconținutul cantitativ de ioni de nitriți în apă se determină prin două metode fotometrice: folosind acid sulfanilic și folosind 4-aminobenzensulfonamidă. Prima este arbitrajul.
Din cauza instabilității nitriților, aceștia trebuie determinati imediat după prelevare, sau probele pot fi conservate adăugând 1 ml acid sulfuric (concentrat) sau 2-4 ml cloroform la 1 litru de apă; puteți răci proba până la 4 °C.
Apa tulbure sau colorată se curăță cu hidroxid de aluminiu adăugând 2-3 ml suspensie la 250-300 ml apă. Amestecul este agitat, un strat transparent este luat pentru analiză după clarificare.
Determinarea conținutului de nitriți cu acid sulfanilic
Esența metodei: nitriții probei analizate interacționează cu acidul sulfanilic, sarea rezultată reacționează cu 1-naftilamină cu eliberarea unui colorant azo roșu-violet, cantitatea acestuia se determină fotometric, apoi concentrația de se calculează nitriții din proba de apă. 1-naftilamină și acid sulfanilic și fac parte din reactivul Griess.
Determinarea ionilor de nitrit: tehnica
La 50 ml dintr-o probă de apă, adăugați 2 ml dintr-o soluție de reactiv Griess în acid acetic. Se amestecă și se incubează timp de 40 de minute la temperatură normală sau 10 minute la 50-60 ° C într-o baie de apă. Se măsoară apoi densitatea optică a amestecului. Ca probă martor se folosește apă distilată, care este preparată în mod similar cu proba din apa analizată. Concentrația de nitriți se calculează cu formula:
X=K∙A∙50∙f / V, unde: K este coeficientulcaracteristică de calibrare, A este valoarea setată a densității optice a probei de apă analizată minus valoarea setată a densității optice a probei martor, 50 – volumul balonului cotat, f – factor de diluție (dacă proba nu a fost diluată, f=1), V este volumul alicotei luate pentru analiză.
Nitriți în apă
De unde provin ionii de nitriți din apele uzate? Nitriții sunt întotdeauna prezenți în cantități mici în apele pluviale, de suprafață și subterane. Nitriții reprezintă o etapă intermediară în transformările substanțelor care conțin azot efectuate de bacterii. Acești ioni se formează în timpul oxidării cationului de amoniu la nitrați (în prezența oxigenului) și în reacțiile opuse - reducerea nitraților la amoniac sau azot (în absența oxigenului). Toate aceste reacții sunt efectuate de bacterii, iar materia organică este sursa de substanțe care conțin azot. Prin urmare, conținutul cantitativ de nitriți din apă este un indicator sanitar important. Depășirea normelor de conținut de nitriți indică o poluare fecală a apei. Pătrunderea scurgerii de la fermele zootehnice, fabrici, întreprinderi industriale, poluarea corpurilor de apă cu apă din câmpurile în care s-au folosit îngrășăminte cu azot sunt principalele motive pentru conținutul ridicat de nitriți în apă.
Primire
În industrie, nitritul de sodiu este obținut prin absorbția gazului azotat (un amestec de NO și NO2) cu NaOH sau Na2 CO soluții 3 urmate de cristalizarea nitritului de sodiu:
NU +NO2 + 2NaOH (rece)=2NaNO2 + H2O
Reacția în prezența oxigenului are loc cu formarea azotatului de sodiu, așa că trebuie asigurate condiții anoxice.
Nitritul de potasiu este produs prin aceeași metodă în industrie. În plus, nitritul de sodiu și potasiu poate fi obținut prin oxidarea plumbului cu nitrat:
KNO3 (conc) + Pb (burete) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
Ultima reacție are loc la o temperatură de 350-400 °C.
