L'ió nitrit és un ió format per un àtom de nitrogen i dos àtoms d'oxigen. El nitrogen d'aquest ió té una càrrega de +3, de manera que la càrrega de tot l'ió és -1. La partícula és univalent. La fórmula de l'ió nitrit és NO2-. L'anió té una configuració no lineal. Els compostos que contenen aquesta partícula s'anomenen nitrits, per exemple nitrit de sodi - NaNO2, nitrit de plata - AgNO2.
Propietats físiques i químiques
Els nitrits alcalins, alcalinoterrosos i d'amoni són substàncies cristal·lines incolores o lleugerament groguenques. Els nitrits de potassi, sodi i bari es dissolen bé en aigua, plata, mercuri, nitrits de coure, malament. A mesura que augmenta la temperatura, augmenta la solubilitat. Gairebé tots els nitrits són poc solubles en èters, alcohols i dissolvents de baixa polaritat.
Taula. Característiques físiques d'alguns nitrits.
| Característica | Nitrit de potassi | Nitrit de plata | Nitrit de calci | Nitrit de bari |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (descompost) |
220 (descompost) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Solució en aigua, g en 100 g |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Els nitrits són poc resistents a la calor: només els nitrits de metalls alcalins es fonen sense descomposició. Com a resultat de la descomposició, s'alliberen productes gasosos - O2 , NO, N2, NO2, i substàncies sòlides: òxid metàl·lic o el propi metall. Per exemple, la descomposició del nitrit de plata (ja a 40 °C) va acompanyada de l'alliberament de plata elemental i òxid de nitrogen (II):
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Com que la descomposició es produeix amb l'alliberament d'una gran quantitat de gasos, la reacció pot ser explosiva, per exemple, en el cas del nitrit d'amoni.
Propietats redox
L'àtom de nitrogen de l'ió nitrit té una càrrega intermèdia de +3, per això els nitrits es caracteritzen per tenir propietats tant oxidants com reductores. Per exemple, els nitrits decoloraran una solució de permanganat de potassi en un ambient àcid, mostrant propietatsoxidant:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Els ions de nitrit presenten les propietats d'un agent reductor, per exemple, en una reacció amb una solució forta de peròxid d'hidrogen:
NO2- + H2O2=NO3- + H2O
L'agent reductor és el nitrit quan interacciona amb el bromat de plata (solució acidificada). Aquesta reacció s'utilitza en l'anàlisi química:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Un altre exemple de propietats reductores és una reacció qualitativa a l'ió nitrit: la interacció de solucions incolores [Fe(H2O)6] 2+ amb solució de nitrit de sodi acidificat amb coloració marró.
Fonaments teòrics de la detecció de NO2¯
L'àcid nitrós, quan s'escalfa, es desproporciona per formar òxid nítric (II) i àcid nítric:
HNO2 + 2HNO2=NO3- + H2O + 2NO↑ + H+
Per tant, l'àcid nitrós no es pot separar de l'àcid nítric per ebullició. Com es pot veure a l'equació, l'àcid nitrós, en descomposició, es converteix parcialment en àcid nítric, la qual cosa comportarà errors en la determinació del contingut de nitrats.
Gairebé tots els nitrits es dissolen en aigua, el menys soluble d'aquests compostos és el nitrit de plata.
Ió nitrit en siés incolor, per tant es detecta per reaccions de formació d' altres compostos acolorits. Els nitrits dels cations sense color també són incolors.
Reaccions de qualitat
Hi ha diverses maneres qualitatives de determinar els ions de nitrit.
1. Reacció formant K3[Co(NO2)6].
En un tub d'assaig poseu 5 gotes de la solució de prova que conté nitrit, 3 gotes de solució de nitrat de cob alt, 2 gotes d'àcid acètic (diluït), 3 gotes de solució de clorur de potassi. Es forma l'hexanitrocob altat (III) K3[Co(NO2)6] - un cristal·lí groc precipitar. L'ió nitrat de la solució de prova no interfereix amb la detecció de nitrits.
2. Reacció d'oxidació del iodur.
Els ions nitrit oxiden els ions iodur en un ambient àcid.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
En el transcurs de la reacció, es forma iode elemental, que es detecta fàcilment mitjançant la tinció de midó. Per fer-ho, la reacció es pot dur a terme sobre paper de filtre prèviament impregnat amb midó. La resposta és molt sensible. El color blau apareix fins i tot en presència de traces de nitrits: el mínim d'obertura és de 0,005 mcg.
El paper de filtre s'impregna amb una solució de midó, s'hi afegeix 1 gota d'una solució 2N d'àcid acètic, 1 gota d'una solució experimental, 1 gota d'una solució 0,1N de iodur de potassi. En presència de nitrit, apareix un anell o taca blava. La detecció està interferida per altres oxidants que condueixen a la formació de iode.
3. Reacció amb permanganatpotassi.
Col·loqueu 3 gotes de solució de permanganat de potassi, 2 gotes d'àcid sulfúric (diluït) en un tub d'assaig. La mescla s'ha d'escalfar a 50-60 ° C. Afegiu amb cura unes gotes de nitrit de sodi o potassi. La solució de permanganat es torna incolora. Altres agents reductors presents a la solució de prova, capaços d'oxidar l'ió permanganat, interferiran amb la detecció de NO2-..
4. Reacció amb sulfat de ferro (II).
El sulfat ferroós redueix el nitrit a nitrat en un ambient àcid (àcid sulfúric diluït):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (diferència) + 2FeSO4 (sòlid)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
L'òxid nítric (II) resultant es forma amb un excés de Fe2+ (que encara no han reaccionat) ions complexos marrons:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
S'ha de tenir en compte que els nitrits reaccionaran amb l'àcid sulfúric diluït i els nitrats amb l'àcid sulfúric concentrat. Per tant, és l'àcid diluït el que es necessita per detectar l'ió nitrit.
5. Reacció amb antipirina.
NO2- amb antipirina en un medi àcid dóna una solució verda.
6. Reacció amb rivanol.
NO2-- amb rivanol o etacridina (I) en un medi àcid dóna una solució vermella.
Determinació quantitativa del contingut de nitrits a l'aigua
Segons GOSTel contingut quantitatiu d'ions de nitrit a l'aigua es determina mitjançant dos mètodes fotomètrics: utilitzant àcid sulfanílic i utilitzant 4-aminobenzenosulfonamida. El primer és l'arbitratge.
A causa de la inestabilitat dels nitrits, s'han de determinar immediatament després del mostreig, o bé es poden conservar les mostres afegint 1 ml d'àcid sulfúric (concentrat) o 2-4 ml de cloroform a 1 litre d'aigua; podeu refredar la mostra fins a 4 °C.
L'aigua tèrbola o acolorida es neteja amb hidròxid d'alumini afegint 2-3 ml de suspensió per 250-300 ml d'aigua. La mescla s'agita, s'agafa una capa transparent per a l'anàlisi després de la clarificació.
Determinació del contingut de nitrits amb àcid sulfanílic
L'essència del mètode: els nitrits de la mostra analitzada interaccionen amb l'àcid sulfanílic, la sal resultant reacciona amb 1-naftilamina amb l'alliberament d'un colorant azoic vermell-violeta, la seva quantitat es determina fotomètricament i després la concentració de es calculen els nitrits de la mostra d'aigua. 1-naftilamina i àcid sulfanílic i formen part del reactiu de Griess.
Determinació d'ions nitrit: tècnica
A 50 ml d'una mostra d'aigua, afegiu 2 ml d'una solució de reactiu de Griess en àcid acètic. Barrejar i incubar durant 40 minuts a temperatura normal o 10 minuts a 50-60 ° C al bany maria. A continuació, es mesura la densitat òptica de la mescla. Com a mostra en blanc s'utilitza aigua destil·lada, que es prepara de manera similar a la mostra de l'aigua analitzada. La concentració de nitrits es calcula amb la fórmula:
X=K∙A∙50∙f / V, on: K és el coeficientcaracterística de calibratge, A és el valor establert de la densitat òptica de la mostra d'aigua analitzada menys el valor establert de la densitat òptica de la mostra en blanc, 50 – volum del matràs aforat, f – factor de dilució (si la mostra no es va diluir, f=1), V és el volum de l'aliquota presa per a l'anàlisi.
Nitrits a l'aigua
D'on provenen els ions de nitrit a les aigües residuals? Els nitrits sempre estan presents en petites quantitats a les aigües pluvials, superficials i subterrànies. Els nitrits són un pas intermedi en les transformacions de substàncies que contenen nitrogen realitzades pels bacteris. Aquests ions es formen durant l'oxidació del catió amoni a nitrats (en presència d'oxigen) i en les reaccions oposades: la reducció dels nitrats a amoníac o nitrogen (en absència d'oxigen). Totes aquestes reaccions les duen a terme els bacteris, i la matèria orgànica és la font de substàncies que contenen nitrogen. Per tant, el contingut quantitatiu de nitrits a l'aigua és un indicador sanitari important. Superar les normes de contingut de nitrits indica contaminació fecal de l'aigua. L'entrada d'escorrentia d'explotacions ramaderes, fàbriques, empreses industrials, la contaminació de masses d'aigua amb aigua dels camps on s'utilitzaven fertilitzants nitrogenats són els principals motius de l' alt contingut de nitrits a l'aigua.
Rebre
A la indústria, el nitrit de sodi s'obté per absorció de gas nitrós (una barreja de NO i NO2) amb NaOH o Na2 CO solucions 3 seguides per la cristal·lització de nitrit de sodi:
NO +NO2 + 2NaOH (fred)=2NaNO2 + H2O
La reacció en presència d'oxigen es produeix amb la formació de nitrat de sodi, per la qual cosa s'han de proporcionar condicions anòxiques.
El nitrit de potassi es produeix pel mateix mètode a la indústria. A més, el nitrit de sodi i potassi es pot obtenir oxidant el plom amb nitrat:
KNO3 (conc) + Pb (esponja) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
La darrera reacció té lloc a una temperatura de 350-400 °C.
