A nitrit ion egy nitrogénatomból és két oxigénatomból álló ion. Ebben az ionban a nitrogén töltése +3, tehát az egész ion töltése -1. A részecske egyértékű. A nitrit ion képlete: NO2-. Az anion nemlineáris konfigurációjú. Az ezt a részecskét tartalmazó vegyületeket nitriteknek nevezzük, például nátrium-nitrit - NaNO2, ezüst-nitrit - AgNO2.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
Az alkáli-, alkáliföldfém- és ammónium-nitritek színtelen vagy enyhén sárgás kristályos anyagok. A kálium-, nátrium-, bárium-nitritek jól oldódnak vízben, az ezüst, a higany, a réz-nitritek - rosszul. A hőmérséklet emelkedésével az oldhatóság nő. Szinte minden nitrit rosszul oldódik éterekben, alkoholokban és alacsony polaritású oldószerekben.
Táblázat. Egyes nitritek fizikai jellemzői.
| Jellemző | Kálium-nitrit | Ezüst-nitrit | Kalcium-nitrit | Bárium-nitrit |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (lebontva) |
220 (lebontva) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Vizes oldat, g 100 g-ban |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
A nitritek nem nagyon ellenállnak a hőnek: csak az alkálifém-nitritek olvadnak meg bomlás nélkül. A bomlás következtében gáznemű termékek szabadulnak fel - O2 , NO, N2, NO2, és szilárd anyagok - fém-oxid vagy maga a fém. Például az ezüst-nitrit bomlását (már 40 °C-on) elemi ezüst és nitrogén-oxid (II) felszabadulása kíséri:
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Mivel a bomlás nagy mennyiségű gáz felszabadulásával megy végbe, a reakció robbanásveszélyes lehet, például ammónium-nitrit esetében.
Redox tulajdonságok
A nitrit ion nitrogénatomjának közbenső töltése +3, ezért a nitriteket oxidáló és redukáló tulajdonságok is jellemzik. Például a nitritek elszíntelenítik a kálium-permanganát oldatát savas környezetben, ami tulajdonságait mutat.oxidálószer:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
A nitrit-ionok redukálószer tulajdonságait mutatják, például erős hidrogén-peroxid-oldattal való reakcióban:
NO2- + H2O2=NEM3- + H2O
A redukálószer a nitrit, ha ezüst-bromáttal (savanyított oldat) lép kölcsönhatásba. Ezt a reakciót a kémiai elemzésben használják:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
A redukáló tulajdonságok másik példája a nitrit-ionra adott kvalitatív reakció – színtelen oldatok kölcsönhatása [Fe(H2O)6] 2+ savanyított, barna színű nátrium-nitrit oldattal.
A NO2 kimutatásának elméleti alapjai¯
A salétromsav hevítéskor aránytalanul nitrogén-oxidot (II) és salétromsavat képez:
HNO2 + 2HNO2=NEM3- + H2O + 2NO↑ + H+
Ezért a salétromsav nem választható el forralással a salétromsavtól. Amint az egyenletből látható, a salétromsav a bomlás során részben salétromsavvá alakul, ami hibás nitráttartalom meghatározásához vezet.
Szinte minden nitrit oldódik vízben, ezek közül a vegyületek közül a legkevésbé oldódik az ezüst-nitrit.
Maga a nitrit-ionszíntelen, ezért más színű vegyületek képződési reakcióival kimutatható. A színtelen kationok nitritjei is színtelenek.
Minőségi reakciók
Több minőségi módszer létezik a nitrit-ionok meghatározására.
1. K3[Co(NO2)6].
Tegyen egy kémcsőbe 5 csepp nitritet tartalmazó tesztoldatot, 3 csepp kob alt-nitrát oldatot, 2 csepp ecetsavat (hígítva), 3 csepp kálium-klorid oldatot. Hexanitrokob altát (III) K3[Co(NO2)6] keletkezik - sárga kristályos anyag kicsapódik. A vizsgálati oldatban lévő nitrátion nem zavarja a nitritek kimutatását.
2. Jodid oxidációs reakció.
A nitrit-ionok savas környezetben oxidálják a jodidionokat.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
A reakció során elemi jód képződik, amely keményítőfestéssel könnyen kimutatható. Ehhez a reakciót előzőleg keményítővel impregnált szűrőpapíron hajthatjuk végre. A válasz nagyon érzékeny. A kék szín még nyomokban nitritek jelenlétében is megjelenik: a nyitó minimum 0,005 mcg.
A szűrőpapírt keményítőoldattal impregnáljuk, 1 csepp 2 N ecetsavoldatot, 1 csepp kísérleti oldatot, 1 csepp 0,1 N kálium-jodid oldatot adunk hozzá. Nitrit jelenlétében kék gyűrű vagy folt jelenik meg. Az észlelést más oxidálószerek zavarják, amelyek jódképződéshez vezetnek.
3. Reakció permanganáttalkálium.
Helyezzen 3 csepp kálium-permanganát oldatot és 2 csepp kénsavat (hígítva) egy kémcsőbe. A keveréket 50-60 °C-ra kell melegíteni. Óvatosan adjunk hozzá néhány csepp nátrium- vagy kálium-nitritet. A permanganát oldat színtelenné válik. A vizsgálati oldatban jelen lévő egyéb redukálószerek, amelyek képesek oxidálni a permanganátiont, zavarják a NO2-..
4. Reakció vas-szulfáttal (II).
A vas-szulfát savas környezetben (híg kénsav) a nitritet nitráttá redukálja:
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (különbség) + 2FeSO4 (szilárd)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
A kapott nitrogén-monoxid (II) Fe2+ (még nem reagált) barna komplexionok feleslegével képződik:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Megjegyzendő, hogy a nitritek híg kénsavval, a nitrátok pedig tömény kénsavval reagálnak. Ezért a nitrit-ion kimutatásához híg savra van szükség.
5. Reakció antipirinnel.
NO2- antipirinnel savas közegben zöld oldatot kapunk.
6. Reakció rivanollal.
NO2-- rivanollal vagy etakridinnel (I) savas közegben vörös oldatot kapunk.
A víz nitrittartalmának mennyiségi meghatározása
A GOST szerinta vízben lévő nitrit ionok mennyiségi tartalmát két fotometriai módszerrel határozzuk meg: szulfanilsav és 4-aminobenzolszulfonamid felhasználásával. Az első az arbitrázs.
A nitritek instabilitása miatt a mintavétel után azonnal meg kell határozni, vagy a minták tartósíthatók 1 liter vízhez 1 ml kénsav (tömény) vagy 2-4 ml kloroform hozzáadásával; lehűtheti a mintát 4 °C-ra.
A zavaros vagy színes vizet alumínium-hidroxiddal kell megtisztítani, 250-300 ml vízhez 2-3 ml szuszpenziót adva. A keveréket összerázzuk, a derítés után átlátszó réteget veszünk elemzésre.
Nitrittartalom meghatározása szulfanilsavval
A módszer lényege: a vizsgált minta nitritjei kölcsönhatásba lépnek a szulfanilsavval, a keletkező só 1-naftilaminnal reagál vörös-ibolya azofesték felszabadulásával, ennek mennyiségét fotometriásan határozzuk meg, majd a vízmintában lévő nitriteket számítjuk ki. 1-naftilamin és szulfanilsav, és a Griess-reagens részét képezik.
Nitrit-ionok meghatározása: technika
50 ml vízmintához adjon 2 ml Griess-reagens ecetsavas oldatát. Keverjük össze és inkubáljuk 40 percig normál hőmérsékleten vagy 10 percig 50-60 ° C-on vízfürdőben. Ezután megmérjük a keverék optikai sűrűségét. Vakmintaként desztillált vizet használunk, amelyet a vizsgált víz mintájához hasonlóan készítünk el. A nitritek koncentrációját a következő képlettel számítjuk ki:
X=K∙A∙50∙f / V, ahol: K az együtthatókalibrálási karakterisztika, A az elemzett vízminta optikai sűrűségének beállított értéke mínusz a vakminta optikai sűrűségének beállított értéke, 50 – mérőlombik térfogata, f – hígítási tényező (ha a minta nem volt hígítva, f=1), V az elemzéshez vett alikvot térfogata.
Nitritek a vízben
Honnan származnak nitrit-ionok a szennyvízből? A nitritek mindig kis mennyiségben jelen vannak az esővízben, a felszíni és a talajvízben. A nitritek a nitrogéntartalmú anyagok baktériumok általi átalakulásának közbenső lépései. Ezek az ionok az ammónium-kation nitrátokká történő oxidációja során (oxigén jelenlétében) és az ellenkező reakciók során keletkeznek - a nitrátok ammóniává vagy nitrogénné történő redukciója során (oxigén hiányában). Mindezeket a reakciókat baktériumok hajtják végre, és a szerves anyagok a nitrogéntartalmú anyagok forrása. Ezért a víz mennyiségi nitrittartalma fontos egészségügyi mutató. A nitrittartalom normáinak túllépése a víz székletszennyezését jelzi. A víz magas nitrittartalmának fő oka az állattartó telepekről, gyárakból, ipari vállalkozásokból származó lefolyás, a víztestek vízzel való szennyezése olyan területekről, ahol nitrogénműtrágyát használtak.
Fogadás
Az iparban a nátrium-nitritet nitrózus gáz (NO és NO2 keveréke) NaOH-val vagy NaOH-val vagy Na2 CO oldatok 3, majd nátrium-nitrit kristályosítás:
NEM +NO2 + 2NaOH (hideg)=2NaNO2 + H2O
A reakció oxigén jelenlétében nátrium-nitrát képződésével megy végbe, ezért anoxikus körülményeket kell biztosítani.
A kálium-nitritet ugyanezzel a módszerrel állítják elő az iparban. Ezenkívül nátrium- és kálium-nitritet nyerhetünk ólom nitráttal történő oxidálásával:
KNO3 (konc) + Pb (szivacs) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
Az utolsó reakció 350-400 °C hőmérsékleten megy végbe.
