亞硝酸
亞硝酸是一種弱的一元酸，化學式為HNO
2，僅在溶液、氣相和亞硝酸鹽中存在。[1]亞硝酸用於從胺製備重氮鹽，所得重氮鹽是重氮偶聯反應中的試劑，可得到偶氮染料。
| 亞硝酸 | |
|---|---|
| |
| IUPAC名 Nitrous acid | |
| 系統名 Hydroxidooxidonitrogen 羥基氧化氮 | |
| 識別 | |
| CAS號 | 7782-77-6 
|
| PubChem | 24529 |
| ChemSpider | 22936 |
| SMILES |
|
| Gmelin | 983 |
| 3DMet | B00022 |
| EINECS | 231-963-7 |
| ChEBI | 25567 |
| KEGG | C00088 |
| MeSH | Nitrous+acid |
| 性質 | |
| 化學式 | HNO2 |
| 摩爾質量 | 47.013 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 淡藍色溶液 |
| 密度 | 約1g/ml |
| pKa | 3.15 |
| 危險性 | |
| NFPA 704 |
 0
4
2
OX
|
| 閃點 | 不可燃 |
| 相關物質 | |
| 其他陰離子 | 硝酸 |
| 其他陽離子 | 亞硝酸鈉 亞硝酸鉀 亞硝酸銨 |
| 相關化學品 | 三氧化二氮 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
結構
在氣相中，平面亞硝酸分子可以採用順式和反式兩種形式。反式在室溫下占主導地位，紅外光譜測量表明它更穩定，約2.3kJ/mol左右。[1]
-
反式結構的尺寸 -
反式結構的模型 -
順式結構
製備
亞硝酸通常通過用無機酸酸化亞硝酸鈉水溶液製備。酸化通常在冰水溫度下進行：[2][3]
- NaNO2 + H+ = HNO2 + Na+
反應
- 2 HNO2 = NO2 + NO + H2O
- 2 NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
在溫熱或濃縮溶液中，整個反應相當於生成硝酸、水和一氧化氮：
- 3 HNO2 = HNO3 + 2 NO + H2O
有機化學
亞硝酸能用於製備重氮鹽：
- HNO2+ RNH2 + H+ = RN+
2 + 2 H2O
其中R是芳基基團。
這種鹽廣泛用於有機合成，例如用於桑德邁爾反應和製備偶氮染料，這種色彩鮮豔的化合物是苯胺定性測試的基礎。[5]亞硝酸用於銷毀有毒和潛在爆炸性的疊氮化鈉。對大部分的用途，亞硝酸通常是通過無機酸對亞硝酸鈉的作用形成的：[6]
- 2 NaN3 + 2 HNO2 = 3 N2 + 2 NO + 2 NaOH
亞硝酸與酮中的兩個α-氫原子反應產生肟，其可進一步氧化成羧酸，或還原成胺。該工藝用於己二酸的商業生產。亞硝酸與脂肪醇快速反應生成亞硝酸酯，它們是有效的血管擴張劑：
- (CH3)2CHCH2CH2OH + HNO2 = (CH3)2CHCH2CH2ONO + H2O
稱為亞硝胺的致癌物質通常不是有意通過亞硝酸與二級胺反應產生的：
- HNO2 + R2NH = R2N-NO + H2O
地球大氣
亞硝酸參與低層大氣（對流層）的臭氧收支。一氧化氮和水的非均相反應產生亞硝酸。當該反應發生在大氣氣溶膠表面時，產物很容易光解成羥基自由基。[7][8]
參見
參考資料
- ^ 1.0 1.1 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. p. 462.
- ^ Y. Petit, M. Larchevêque. Ethyl Glycidate from (S)-Serine: Ethyl (R)-(+)-2,3-Epoxypropanoate. Org. Synth. 1998, 75: 37. doi:10.15227/orgsyn.075.0037.
- ^ Adam P. Smith, Scott A. Savage, J. Christopher Love, Cassandra L. Fraser. Synthesis of 4-, 5-, and 6-methyl-2,2'-bipyridine by a Negishi Cross-coupling Strategy: 5-methyl-2,2'-bipyridine. Org. Synth. 2002, 78: 51. doi:10.15227/orgsyn.078.0051.
- ^ Kameoka, Yohji; Pigford, Robert. Absorption of Nitrogen Dioxide into Water, Sulfuric Acid, Sodium Hydroxide, and Alkaline Sodium Sulfite Aqueous. Ind. Eng. Chem. Fundamen. February 1977, 16 (1): 163–169. doi:10.1021/i160061a031.
- ^ Clarke, H. T.; Kirner, W. R. "Methyl Red" Organic Syntheses, Collected Volume 1, p.374 (1941). Archived copy (PDF). [2007-07-26]. （原始內容 (PDF)存檔於2007-09-30）.
- ^ Prudent practices in the laboratory: handling and disposal of chemicals. Washington, D.C.: National Academy Press. 1995 [2022-09-29]. ISBN 978-0-309-05229-0. doi:10.17226/4911. （原始內容存檔於2015-03-25）.
- ^ Spataro, F; Ianniello, A. Sources of atmospheric nitrous acid: state of the science, current research needs, and future prospects. Journal of the Air & Waste Management Association. November 2014, 64 (11): 1232–1250. PMID 25509545. doi:10.1080/10962247.2014.952846
.
- ^ Anglada, Josef M.; Solé, Albert. The Atmospheric Oxidation of HONO by OH, Cl, and ClO Radicals. The Journal of Physical Chemistry A. November 2017, 121 (51): 9698–9707. Bibcode:2017JPCA..121.9698A. PMID 29182863. doi:10.1021/acs.jpca.7b10715.
