Азотистая кислота и нитриты

9 заданий

Неустойчивая кислота

Азотистую кислоту получают только в растворе — подкислением нитрита на холоду: \(\ce{NaNO2 + HCl -> NaCl + HNO2}\) (голубоватый раствор от примеси \(\ce{N2O3}\)). При нагревании и концентрировании она диспропорционирует:

\[\ce{3HNO2 -> HNO3 + 2NO ^ + H2O}\]

Слабая кислота: \(pK_a = 3{,}3\) — сильнее уксусной, но слабее фосфорной по первой ступени.

scienceПолучение нитритов

\(\ce{2NaNO3 ->[t] 2NaNO2 + O2}\) — термическое разложение нитрата щелочного металла.
\(\ce{NaNO3 + Pb ->[t] NaNO2 + PbO}\) — восстановление расплава свинцом (быстрее и полнее).
\(\ce{NO + NO2 + 2NaOH -> 2NaNO2 + H2O}\) — промышленный способ из нитрозных газов.
\(\ce{2NaNO3 + C ->[t] 2NaNO2 + CO2}\).

auto_awesomeНитрит в колбасе

Нитрит натрия (E250) придаёт мясным изделиям розовый цвет (образует нитрозомиоглобин) и подавляет рост ботулинических бактерий. Доза строго ограничена: в желудке из нитритов могут образоваться канцерогенные нитрозамины, а при отравлении нитрит окисляет железо гемоглобина до \(\ce{Fe^3+}\) (метгемоглобин не переносит кислород) — губы синеют. Смертельная доза — всего несколько граммов, поэтому нитрит нельзя путать с солью.

Окислитель или восстановитель

Азот +3 — промежуточная степень окисления, и роль нитрита зависит от партнёра.

scienceНитрит — окислитель

\(\ce{2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 -> 2NO ^ + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O}\) — открытие нитрита (иодкрахмальная бумажка синеет).
\(\ce{NO2- + Fe^2+ + 2H+ -> NO + Fe^3+ + H2O}\), затем \(\ce{Fe^2+ + NO -> [Fe(NO)]^2+}\) — бурое окрашивание.
\(\ce{NaNO2 + NH4Cl ->[t] N2 ^ + NaCl + 2H2O}\) — сопропорционирование.
\(\ce{2HNO2 + (NH2)2CO -> 2N2 + CO2 + 3H2O}\) — карбамид уничтожает азотистую кислоту (используется в анализе).

scienceНитрит — восстановитель

\(\ce{5NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 -> 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O}\) — определение нитритов.
\(\ce{3NaNO2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 -> 3NaNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O}\).
\(\ce{NaNO2 + Cl2 + H2O -> NaNO3 + 2HCl}\).

boltКак понять роль нитрита

Сравните партнёра: если он сам восстановитель (\(\ce{I-}\), \(\ce{Fe^2+}\), \(\ce{H2S}\), \(\ce{NH4+}\)) — нитрит окислитель; если сильный окислитель (\(\ce{MnO4-}\), \(\ce{Cr2O7^2-}\), \(\ce{Cl2}\)) — восстановитель. Нитрат (\(\ce{N^{+5}}\)) — только окислитель, поэтому иодид с нитратом в разбавленном растворе не реагирует, а с нитритом — сразу.

Нитриты в органической химии и анализе

Диазотирование — главное промышленное применение нитрита. Ароматические амины с азотистой кислотой на холоду дают соли диазония, из которых получают азокрасители:

\[\ce{C6H5NH2 + NaNO2 + 2HCl ->[0 °C] [C6H5N2]Cl + NaCl + 2H2O}\]

Алифатические амины с азотистой кислотой выделяют азот: \(\ce{RNH2 + HNO2 -> ROH + N2 + H2O}\) — на этом основан метод Ван-Слайка определения аминогрупп в аминокислотах.

auto_awesomeРеактив Грисса

Нитриты в воде и продуктах определяют по Гриссу (1879): нитрит диазотирует сульфаниловую кислоту, а соль диазония сочетается с нафтиламином — образуется ярко-красный азокраситель. Чувствительность — микрограммы на литр.

scienceНитрит в синтезе

\(\ce{NaNO2 + H2SO4 + ROH -> RONO + NaHSO4 + H2O}\) — алкилнитриты (амилнитрит — старое сосудорасширяющее).
\(\ce{NaNO2 + HCl + RNH2 -> ROH + N2 ^ + NaCl + H2O}\).
\(\ce{NaNO2 + NH2SO3H -> N2 + NaHSO4 + H2O}\) — сульфаминовая кислота количественно разрушает нитрит.

push_pinГлавное

\(\ce{HNO2}\) — слабая кислота (\(pK_a = 3{,}3\)), существует только в разбавленных холодных растворах и диспропорционирует: \(\ce{3HNO2 -> HNO3 + 2NO + H2O}\). Азот +3 — промежуточная степень: с иодидом, \(\ce{Fe^2+}\), сероводородом нитрит — окислитель (до NO; с аммонием — до \(\ce{N2}\)), с перманганатом, дихроматом, хлором — восстановитель (до нитрата). Нитриты получают восстановлением нитратов или поглощением \(\ce{NO + NO2}\) щёлочью. Нитрит натрия — консервант (E250) и реагент диазотирования; в больших дозах ядовит (метгемоглобинемия).

Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.