Nitritiioon on ioon, mis koosneb ühest lämmastiku- ja kahest hapnikuaatomist. Selle iooni lämmastiku laeng on +3, seega on kogu iooni laeng -1. Osake on ühevalentne. Nitritiooni valem on NO2-. Anioonil on mittelineaarne konfiguratsioon. Seda osakest sisaldavaid ühendeid nimetatakse nitrititeks, näiteks naatriumnitrit - NaNO2, hõbenitrit - AgNO2.
Füüsikalised ja keemilised omadused
Leelis-, leelismuld- ja ammooniumnitritid on värvitud või kergelt kollakad kristalsed ained. Kaalium, naatrium, baariumnitritid lahustuvad vees hästi, hõbe, elavhõbe, vasknitritid - halvasti. Temperatuuri tõustes suureneb lahustuvus. Peaaegu kõik nitritid lahustuvad halvasti eetrites, alkoholides ja madala polaarsusega lahustites.
Tabel. Mõnede nitritite füüsikalised omadused.
| Iseloomulik | Kaaliumnitrit | Hõbenitrit | K altsiumnitrit | baariumnitrit |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (lagunenud) |
220 (lagunenud) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Veelahus, g 100 g-s |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Nitritid ei ole eriti kuumakindlad: ainult leelismetallide nitritid sulavad lagunemata. Lagunemise tulemusena eralduvad gaasilised saadused - O2 , NO, N2, NO2ja tahked ained - metallioksiid või metall ise. Näiteks hõbenitriti lagunemisega (juba 40 ° C juures) kaasneb hõbeda ja lämmastikoksiidi (II) eraldumine:
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Kuna lagunemine toimub koos suure hulga gaaside eraldumisega, võib reaktsioon olla plahvatusohtlik, näiteks ammooniumnitriti puhul.
Redox-omadused
Nitritioonis sisalduva lämmastikuaatomi vahelaeng on +3, mistõttu nitrititele on iseloomulikud nii oksüdeerivad kui redutseerivad omadused. Näiteks muudavad nitritid värvituks kaaliumpermanganaadi lahuse happelises keskkonnas, millel on omadusedoksüdeerija:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Nitritioonidel on redutseeriva aine omadused, näiteks reaktsioonis tugeva vesinikperoksiidi lahusega:
EI2- + H2O2=EI3- + H2O
Hõbebromaadiga (hapendatud lahus) koostoimel on redutseerijaks nitrit. Seda reaktsiooni kasutatakse keemilises analüüsis:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Teine näide redutseerivatest omadustest on kvalitatiivne reaktsioon nitritioonile – värvitute lahuste interaktsioon [Fe(H2O)6] 2+ pruuni värvusega hapendatud naatriumnitriti lahusega.
NO2 tuvastamise teoreetilised alused¯
Lämmastikhape on kuumutamisel ebaproportsionaalne, moodustades lämmastikoksiidi (II) ja lämmastikhapet:
HNO2 + 2HNO2=EI3- + H2O + 2NO↑ + H+
Seetõttu ei saa lämmastikhapet keetmise teel lämmastikhappest eraldada. Nagu võrrandist näha, muutub lämmastikhape lagunedes osaliselt lämmastikhappeks, mis põhjustab nitraatide sisalduse määramisel vigu.
Peaaegu kõik nitritid lahustuvad vees, kõige vähem lahustuv neist ühenditest on hõbenitrit.
Nitriteioon isesee on värvitu, seetõttu tuvastatakse see teiste värviliste ühendite moodustumise reaktsioonide kaudu. Värvitu katioonide nitritid on samuti värvitud.
Kvaliteetsed reaktsioonid
Nitritiioonide määramiseks on mitu kvalitatiivset viisi.
1. Moodustav reaktsioon K3[Co(NO2)6].
Testi katseklaasi 5 tilka katselahust, mis sisaldab nitritit, 3 tilka koob altnitraadi lahust, 2 tilka äädikhapet (lahjendatud), 3 tilka kaaliumkloriidi lahust. Tekib heksanitrokob altaat (III) K3[Co(NO2)6] - kollane kristalne sade. Nitraadiioon uuritavas lahuses ei sega nitritite tuvastamist.
2. Jodiidi oksüdatsioonireaktsioon.
Nitritioonid oksüdeerivad happelises keskkonnas jodiidiioone.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
Reaktsiooni käigus moodustub elementaarne jood, mis on tärklisega värvimisel kergesti tuvastatav. Selleks võib reaktsiooni läbi viia eelnev alt tärklisega immutatud filterpaberil. Vastus on väga tundlik. Sinine värvus ilmneb isegi nitritijälgede olemasolul: avanemise miinimum on 0,005 mcg.
Filterpaber immutatakse tärkliselahusega, sellele lisatakse 1 tilk 2N äädikhappe lahust, 1 tilk katselahust, 1 tilk 0,1 N kaaliumjodiidi lahust. Nitriti juuresolekul ilmub sinine rõngas või laik. Tuvastamist segavad teised oksüdeerijad, mis põhjustavad joodi moodustumist.
3. Reaktsioon permanganaadigakaalium.
Asetage katseklaasi 3 tilka kaaliumpermanganaadi lahust, 2 tilka väävelhapet (lahjendatud). Segu tuleb kuumutada temperatuurini 50-60 ° C. Lisage ettevaatlikult paar tilka naatrium- või kaaliumnitritit. Permanganaadi lahus muutub värvituks. Muud uuritavas lahuses sisalduvad redutseerivad ained, mis on võimelised permanganaadi ioone oksüdeerima, segavad NO2-..
4. Reaktsioon raudsulfaadiga (II).
Raud(II)sulfaat redutseerib happelises keskkonnas nitriti nitraadiks (lahjendatud väävelhape):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (erinevus) + 2FeSO4 (tahke)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
Saadud lämmastikoksiid (II) moodustub Fe2+ (mis pole veel reageerinud) pruunide kompleksioonidega:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Tuleb märkida, et nitritid reageerivad lahjendatud väävelhappega ja nitraadid reageerivad kontsentreeritud väävelhappega. Seetõttu on nitritioonide tuvastamiseks vaja lahjendatud hapet.
5. Reaktsioon antipüriiniga.
EI2- antipüriiniga happelises keskkonnas annab rohelise lahuse.
6. Reaktsioon rivanooliga.
NO2-- koos rivanooli või etakridiiniga (I) happelises keskkonnas annab punase lahuse.
Nitritisisalduse kvantitatiivne määramine vees
Vastav alt GOST-ilenitritiioonide kvantitatiivne sisaldus vees määratakse kahe fotomeetrilise meetodiga: kasutades sulfaniilhapet ja kasutades 4-aminobenseensulfoonamiidi. Esimene on arbitraaž.
Nitritite ebastabiilsuse tõttu tuleb need määrata kohe pärast proovide võtmist või proove saab konserveerida, lisades 1 liitrile veele 1 ml väävelhapet (kontsentreeritud) või 2-4 ml kloroformi; võite proovi jahutada temperatuurini 4 °C.
Hägune või värviline vesi puhastatakse alumiiniumhüdroksiidiga, lisades 2-3 ml suspensiooni 250-300 ml vee kohta. Segu loksutatakse, pärast selgitamist võetakse analüüsiks läbipaistev kiht.
Nitritisisalduse määramine sulfaniilhappega
Meetodi olemus: analüüsitud proovi nitritid interakteeruvad sulfaniilhappega, tekkiv sool reageerib 1-naftüülamiiniga, vabastades punakasvioletset asovärvi, selle kogus määratakse fotomeetriliselt, seejärel nitritite sisaldus veeproovis arvutatakse. 1-naftüülamiin ja sulfaniilhape ning need on osa Griessi reagendist.
Nitritiioonide määramine: tehnika
50 ml veeproovile lisage 2 ml Griessi reagendi lahust äädikhappes. Segage ja inkubeerige 40 minutit norma altemperatuuril või 10 minutit 50–60 °C juures veevannis. Seejärel mõõdetakse segu optiline tihedus. Pimeproovina kasutatakse destilleeritud vett, mis valmistatakse sarnaselt analüüsitava vee prooviga. Nitritite kontsentratsioon arvutatakse järgmise valemiga:
X=K∙A∙50∙f / V, kus: K on koefitsientkalibreerimiskarakteristikud, A on analüüsitud veeproovi optilise tiheduse seadeväärtus, millest on lahutatud pimeproovi optilise tiheduse seadeväärtus, 50 – mõõtekolvi maht, f – lahjendustegur (kui proovi ei lahjendatud, f=1), V on analüüsiks võetud alikvoodi maht.
Nitritid vees
Kust tulevad reoveest nitritioonid? Nitriteid on alati väikestes kogustes vihmavees, pinna- ja põhjavees. Nitritid on bakterite poolt läbiviidava lämmastikku sisaldavate ainete muundamise vaheetapp. Need ioonid tekivad ammooniumkatiooni oksüdeerumisel nitraatideks (hapniku juuresolekul) ja vastupidistes reaktsioonides – nitraatide redutseerimisel ammoniaagiks või lämmastikuks (hapniku puudumisel). Kõiki neid reaktsioone viivad läbi bakterid ja orgaaniline aine on lämmastikku sisaldavate ainete allikas. Seetõttu on nitritite kvantitatiivne sisaldus vees oluline sanitaarnäitaja. Nitritisisalduse normide ületamine viitab vee fekaalsele reostusele. Vede suure nitritisisalduse peamised põhjused on loomakasvatusettevõtete, tehaste, tööstusettevõtete äravoolu sattumine, veekogude reostumine põldudelt, kus kasutati lämmastikväetisi.
Võta vastu
Tööstuses saadakse naatriumnitrit lämmastikgaasi (NO ja NO segu2) ja NaOH või Na2 absorbeerimisel. CO lahused 3, millele järgneb naatriumnitriti kristallisatsioon:
EI +NO2 + 2NaOH (külm)=2NaNO2 + H2O
Reaktsioon hapniku juuresolekul kulgeb naatriumnitraadi moodustumisega, seega tuleb tagada anoksilised tingimused.
Kaaliumnitritit toodetakse tööstuses samal meetodil. Lisaks saab naatrium- ja kaaliumnitritit saada plii nitraadiga oksüdeerimisel:
KNO3 (konts.) + Pb (käsn) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
Viimane reaktsioon toimub temperatuuril 350–400 °C.
