Lo ione nitrito è uno ione costituito da un atomo di azoto e due atomi di ossigeno. L'azoto in questo ione ha una carica di +3, quindi la carica dell'intero ione è -1. La particella è univalente. La formula dello ione nitrito è NO2-. L'anione ha una configurazione non lineare. I composti contenenti questa particella sono chiamati nitriti, ad esempio nitrito di sodio - NaNO2, nitrito d'argento - AgNO2.
Proprietà fisiche e chimiche
Alcali, alcalino terrosi e nitriti di ammonio sono sostanze cristalline incolori o leggermente giallastre. I nitriti di potassio, sodio, bario si dissolvono bene in acqua, argento, mercurio, nitriti di rame - male. All'aumentare della temperatura, la solubilità aumenta. Quasi tutti i nitriti sono scarsamente solubili in eteri, alcoli e solventi a bassa polarità.
Tabella. Caratteristiche fisiche di alcuni nitriti.
| Caratteristica | Nitrito di potassio | Nitrito d'argento | Nitrito di calcio | Nitrito di bario |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (scomposto) |
220 (scomposto) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Soluzione in acqua, g in 100 g |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
I nitriti non sono molto resistenti al calore: solo i nitriti di metalli alcalini fondono senza decomporsi. Come risultato della decomposizione, vengono rilasciati prodotti gassosi - O2 , NO, N2, NO2e sostanze solide: ossido di metallo o il metallo stesso. Ad esempio, la decomposizione del nitrito d'argento (già a 40°C) è accompagnata dal rilascio di argento elementare e ossido di azoto (II):
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Poiché la decomposizione procede con il rilascio di una grande quantità di gas, la reazione potrebbe essere esplosiva, ad esempio nel caso del nitrito di ammonio.
Proprietà Redox
L'atomo di azoto nello ione nitrito ha una carica intermedia di +3, motivo per cui i nitriti sono caratterizzati da proprietà sia ossidanti che riducenti. Ad esempio, i nitriti decolorano una soluzione di permanganato di potassio in un ambiente acido, mostrando proprietàossidante:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Gli ioni nitrito mostrano le proprietà di un agente riducente, ad esempio, in una reazione con una soluzione forte di perossido di idrogeno:
NO2- + H2O2=NO3- + H2O
L'agente riducente è il nitrito quando interagisce con il bromato d'argento (soluzione acidificata). Questa reazione viene utilizzata nell'analisi chimica:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Un altro esempio di proprietà riducenti è una reazione qualitativa allo ione nitrito - l'interazione di soluzioni incolori [Fe(H2O)6] 2+ con soluzione di nitrito di sodio acidificato con colorazione marrone.
Fondamenti teorici del rilevamento di NO2¯
L'acido nitroso, quando riscaldato, è sproporzionato per formare ossido nitrico (II) e acido nitrico:
HNO2 + 2HNO2=NO3- + H2O + 2NO↑ + H+
Pertanto, l'acido nitroso non può essere separato dall'acido nitrico mediante ebollizione. Come si può vedere dall'equazione, l'acido nitroso, decomponendosi, si trasforma parzialmente in acido nitrico, il che comporterà errori nella determinazione del contenuto di nitrati.
Quasi tutti i nitriti si dissolvono in acqua, il meno solubile di questi composti è il nitrito d'argento.
Ione nitrito stessoè incolore, quindi viene rilevato da reazioni di formazione di altri composti colorati. Anche i nitriti dei cationi non colorati sono incolori.
Reazioni di qualità
Ci sono diversi modi qualitativi per determinare gli ioni nitrito.
1. Reazione che forma K3[Co(NO2)6].
In una provetta mettere 5 gocce della soluzione test contenente nitrito, 3 gocce di soluzione di nitrato di cob alto, 2 gocce di acido acetico (diluito), 3 gocce di soluzione di cloruro di potassio. Si forma esanitrocob altato (III) K3[Co(NO2)6] si forma - un cristallino giallo precipitato. Lo ione nitrato nella soluzione del test non interferisce con il rilevamento dei nitriti.
2. Reazione di ossidazione dello ioduro.
Gli ioni nitrito ossidano gli ioni ioduro in un ambiente acido.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
Nel corso della reazione si forma iodio elementare, facilmente rilevabile mediante colorazione con amido. Per fare ciò, la reazione può essere condotta su carta da filtro precedentemente impregnata di amido. La risposta è molto sensibile. Il colore blu compare anche in presenza di tracce di nitriti: il minimo di apertura è 0,005 mcg.
La carta da filtro viene impregnata con una soluzione di amido, ad essa vengono aggiunti 1 goccia di una soluzione 2N di acido acetico, 1 goccia di una soluzione sperimentale, 1 goccia di una soluzione 0,1N di ioduro di potassio. In presenza di nitrito appare un anello o una macchia blu. Il rilevamento è ostacolato da altri ossidanti che portano alla formazione di iodio.
3. Reazione con permanganatopotassio.
Mettere 3 gocce di soluzione di permanganato di potassio, 2 gocce di acido solforico (diluito) in una provetta. La miscela deve essere riscaldata a 50-60 ° C. Aggiungere con cura qualche goccia di nitrito di sodio o di potassio. La soluzione di permanganato diventa incolore. Altri agenti riducenti presenti nella soluzione in esame, in grado di ossidare lo ione permanganato, interferiranno con il rilevamento di NO2-..
4. Reazione con solfato di ferro (II).
Il solfato ferroso riduce i nitriti in nitrati in un ambiente acido (acido solforico diluito):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (diff.) + 2FeSO4 (solido)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
L'ossido nitrico (II) risultante si forma con un eccesso di Fe2+ (che non hanno ancora reagito) ioni complessi marroni:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Va notato che i nitriti reagiranno con acido solforico diluito e i nitrati reagiranno con acido solforico concentrato. Pertanto, è necessario diluire l'acido per rilevare lo ione nitrito.
5. Reazione con antipirina.
NO2- con antipirina in un mezzo acido dà una soluzione verde.
6. Reazione con rivanolo.
NO2-- con rivanolo o etacridina (I) in un mezzo acido dà una soluzione rossa.
Determinazione quantitativa del contenuto di nitriti nell'acqua
Secondo GOSTil contenuto quantitativo di ioni nitrito nell'acqua è determinato con due metodi fotometrici: utilizzando acido sulfanilico e utilizzando 4-amminobenzensolfonammide. Il primo è l'arbitraggio.
A causa dell'instabilità dei nitriti, questi devono essere determinati immediatamente dopo il campionamento, oppure i campioni possono essere conservati aggiungendo 1 ml di acido solforico (concentrato) o 2-4 ml di cloroformio a 1 litro di acqua; puoi raffreddare il campione fino a 4 °C.
L'acqua torbida o colorata viene pulita con idrossido di alluminio aggiungendo 2-3 ml di sospensione per 250-300 ml di acqua. La miscela viene agitata, uno strato trasparente viene prelevato per l'analisi dopo la chiarificazione.
Determinazione del contenuto di nitriti con acido sulfanilico
L'essenza del metodo: i nitriti del campione analizzato interagiscono con l'acido sulfanilico, il sale risultante reagisce con l'1-naftilamina rilasciando un colorante azoico rosso-viola, la sua quantità viene determinata fotometricamente, quindi la concentrazione di vengono calcolati i nitriti nel campione d'acqua. 1-naftilamina e acido sulfanilico e fanno parte del reagente di Griess.
Determinazione degli ioni nitrito: tecnica
A 50 ml di un campione d'acqua, aggiungere 2 ml di una soluzione di reagente di Griess in acido acetico. Mescolare e incubare per 40 minuti a temperatura normale o 10 minuti a 50-60°C a bagnomaria. Viene quindi misurata la densità ottica della miscela. Come campione bianco viene utilizzata acqua distillata, che viene preparata in modo simile al campione dell'acqua analizzata. La concentrazione di nitriti si calcola con la formula:
X=K∙LA∙50∙f / V, dove: K è il coefficientecaratteristica di calibrazione, A è il valore impostato della densità ottica del campione d'acqua analizzato meno il valore impostato della densità ottica del campione bianco, 50 – volume del matraccio tarato, f – fattore di diluizione (se il campione non è stato diluito, f=1), V è il volume dell'aliquota presa per l'analisi.
Nitriti nell'acqua
Da dove provengono gli ioni nitrito nelle acque reflue? I nitriti sono sempre presenti in piccole quantità nelle acque piovane, superficiali e sotterranee. I nitriti sono un passaggio intermedio nelle trasformazioni di sostanze contenenti azoto effettuate dai batteri. Questi ioni si formano durante l'ossidazione del catione di ammonio in nitrati (in presenza di ossigeno) e nelle reazioni opposte: la riduzione dei nitrati in ammoniaca o azoto (in assenza di ossigeno). Tutte queste reazioni sono svolte da batteri e la materia organica è la fonte di sostanze contenenti azoto. Pertanto, il contenuto quantitativo di nitriti nell'acqua è un importante indicatore sanitario. Il superamento delle norme sul contenuto di nitriti indica l'inquinamento fecale dell'acqua. L'ingresso di deflusso da allevamenti, fabbriche, imprese industriali, inquinamento di corpi idrici con acqua proveniente da campi in cui sono stati utilizzati fertilizzanti azotati sono le ragioni principali dell' alto contenuto di nitriti nell'acqua.
Ricevi
Nell'industria, il nitrito di sodio si ottiene per assorbimento di gas nitroso (una miscela di NO e NO2) con NaOH o Na2 CO soluzioni 3 seguite da cristallizzazione di nitrito di sodio:
NO +NO2 + 2NaOH (freddo)=2NaNO2 + H2O
La reazione in presenza di ossigeno procede con la formazione di nitrato di sodio, quindi devono essere previste condizioni anossiche.
Il nitrito di potassio viene prodotto con lo stesso metodo nell'industria. Inoltre, il nitrito di sodio e di potassio può essere ottenuto ossidando il piombo con nitrato:
KNO3 (conc) + Pb (spugna) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
L'ultima reazione avviene ad una temperatura di 350-400 °C.
