ნიტრიტის იონი არის იონი, რომელიც შედგება ერთი აზოტის ატომისა და ორი ჟანგბადის ატომისგან. ამ იონის აზოტს აქვს მუხტი +3, ამიტომ მთელი იონის მუხტი არის -1. ნაწილაკი ერთვალენტიანია. ნიტრიტის იონის ფორმულა არის NO2-. ანიონს აქვს არაწრფივი კონფიგურაცია. ამ ნაწილაკების შემცველ ნაერთებს ეწოდება ნიტრიტები, მაგალითად, ნატრიუმის ნიტრიტი - NaNO2, ვერცხლის ნიტრიტი - AgNO2..
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
ტუტე, მიწის ტუტე და ამონიუმის ნიტრიტები უფერო ან ოდნავ მოყვითალო კრისტალური ნივთიერებებია. კალიუმის, ნატრიუმის, ბარიუმის ნიტრიტები კარგად იხსნება წყალში, ვერცხლი, ვერცხლისწყალი, სპილენძის ნიტრიტები - ცუდად. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ხსნადობა. თითქმის ყველა ნიტრიტი ცუდად ხსნადია ეთერებში, სპირტებში და დაბალი პოლარობის გამხსნელებში.
მაგიდა. ზოგიერთი ნიტრიტის ფიზიკური მახასიათებლები.
| მახასიათებელი | კალიუმის ნიტრიტი | ვერცხლის ნიტრიტი | კალციუმის ნიტრიტი | ბარიუმის ნიტრიტი |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (დაშლილი) |
220 (დაშლილი) |
277 |
|
∆H0rev, კჯ/მოლ |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(მოლK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| ხსნარი წყალში, გ 100 გ |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
ნიტრიტები არ არის ძალიან მდგრადი სითბოს მიმართ: მხოლოდ ტუტე ლითონის ნიტრიტები დნება დაშლის გარეშე. დაშლის შედეგად გამოიყოფა აირისებრი პროდუქტები - O2 , NO, N2, NO2და მყარი ნივთიერებები - ლითონის ოქსიდი ან თავად მეტალი. მაგალითად, ვერცხლის ნიტრიტის დაშლას (უკვე 40 ° C-ზე) თან ახლავს ელემენტარული ვერცხლის და აზოტის ოქსიდის (II) გამოყოფა:
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
რადგან დაშლა მიმდინარეობს დიდი რაოდენობით გაზების გამოყოფით, რეაქცია შეიძლება იყოს ფეთქებადი, მაგალითად, ამონიუმის ნიტრიტის შემთხვევაში.
რედოქსის თვისებები
ნიტრიტის იონში აზოტის ატომს აქვს +3 შუალედური მუხტი, რის გამოც ნიტრიტები ხასიათდებიან როგორც ჟანგვითი, ასევე აღმდგენი თვისებებით. მაგალითად, ნიტრიტები გააფერადებენ კალიუმის პერმანგანატის ხსნარს მჟავე გარემოში, რაც აჩვენებს თვისებებს.ოქსიდიზატორი:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2ასე4
ნიტრიტის იონები ავლენენ აღმდგენი აგენტის თვისებებს, მაგალითად, რეაქციაში წყალბადის ზეჟანგის ძლიერ ხსნართან:
NO2- + H2O2=NO3- + H2O
აღმდგენი საშუალებაა ნიტრიტი ვერცხლის ბრომატთან (მჟავიან ხსნართან) ურთიერთქმედებისას. ეს რეაქცია გამოიყენება ქიმიურ ანალიზში:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
შემცირების თვისებების კიდევ ერთი მაგალითია ხარისხობრივი რეაქცია ნიტრიტის იონზე - უფერო ხსნარების ურთიერთქმედება [Fe(H2O)6] 2+ მჟავე ნატრიუმის ნიტრიტის ხსნარით ყავისფერი შეფერილობით.
NO2 გამოვლენის თეორიული საფუძვლები¯
აზოტის მჟავა, გაცხელებისას, არაპროპორციულად წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდი (II) და აზოტის მჟავა:
HNO2 + 2HNO2=NO3- + H2O + 2NO↑ + H+
აქედან გამომდინარე, აზოტის მჟავა აზოტის მჟავისგან ადუღებით ვერ გამოიყოფა. როგორც განტოლებიდან ჩანს, აზოტის მჟავა, იშლება, ნაწილობრივ გადაიქცევა აზოტმჟავად, რაც გამოიწვევს შეცდომებს ნიტრატების შემცველობის განსაზღვრაში.
თითქმის ყველა ნიტრიტი იხსნება წყალში, ამ ნაერთებიდან ყველაზე ნაკლებად ხსნადი არის ვერცხლის ნიტრიტი.
თავად ნიტრიტის იონიის უფეროა, ამიტომ ვლინდება სხვა ფერადი ნაერთების წარმოქმნის რეაქციებით. უფერული კათიონების ნიტრიტები ასევე უფეროა.
ხარისხის რეაქციები
არის რამდენიმე თვისებრივი გზა ნიტრიტის იონების დასადგენად.
1. რეაქცია წარმოქმნის K3[Co(NO2)6].
სინჯარაში ჩაასხით 5 წვეთი ნიტრიტის შემცველი ხსნარი, 3 წვეთი კობალტის ნიტრატის ხსნარი, 2 წვეთი ძმარმჟავა (განზავებული), 3 წვეთი კალიუმის ქლორიდის ხსნარი. ჰექსანიტროკობალტატი (III) K3[Co(NO2)6] წარმოიქმნება - ყვითელი კრისტალური ილექება. საცდელ ხსნარში ნიტრატის იონი ხელს არ უშლის ნიტრიტების აღმოჩენას.
2. იოდიდის დაჟანგვის რეაქცია.
ნიტრიტის იონები აჟანგავს იოდიდის იონებს მჟავე გარემოში.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
რეაქციის დროს წარმოიქმნება ელემენტარული იოდი, რომელიც ადვილად ვლინდება სახამებლის შეღებვით. ამისათვის რეაქცია შეიძლება განხორციელდეს ფილტრის ქაღალდზე, რომელიც ადრე იყო გაჟღენთილი სახამებლით. პასუხი ძალიან მგრძნობიარეა. ცისფერი ფერი ჩნდება ნიტრიტების კვალის არსებობის შემთხვევაშიც: გახსნის მინიმუმი არის 0,005 მკგ.
ფილტრაციის ქაღალდი გაჟღენთილია სახამებლის ხსნარით, მას ემატება 1 წვეთი ძმარმჟავას 2N ხსნარი, 1 წვეთი ექსპერიმენტული ხსნარი, 1 წვეთი 0,1N კალიუმის იოდიდის ხსნარი. ნიტრიტის თანდასწრებით, ლურჯი რგოლი ან ლაქა ჩნდება. გამოვლენას ერევა სხვა ოქსიდანტები, რაც იწვევს იოდის წარმოქმნას.
3. რეაქცია პერმანგანატთანკალიუმი.
ჩაასხით სინჯარაში 3 წვეთი კალიუმის პერმანგანატის ხსნარი, 2 წვეთი გოგირდის მჟავა (განზავებული). ნარევი უნდა გაცხელდეს 50-60 ° C-მდე. ფრთხილად დაამატეთ ნატრიუმის ან კალიუმის ნიტრიტის რამდენიმე წვეთი. პერმანგანატის ხსნარი ხდება უფერო. საგამოცდო ხსნარში არსებული სხვა შემამცირებელი აგენტები, რომლებსაც შეუძლიათ პერმანგანატის იონის დაჟანგვა, ხელს უშლიან NO2-…
4. რეაქცია რკინის სულფატთან (II).
შავი სულფატი ამცირებს ნიტრიტს ნიტრატად მჟავე გარემოში (განზავებული გოგირდის მჟავა):
2KNO2 (ტელევიზია) + 2H2SO4 (განსხვავებები) + 2FeSO4 (მყარი)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(ასე4)3 + 2H2O
მიღებული აზოტის ოქსიდი (II) წარმოიქმნება ჭარბი Fe2+ (რომლებიც ჯერ არ რეაგირებენ) ყავისფერი რთული იონები:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
უნდა აღინიშნოს, რომ ნიტრიტები რეაგირებენ განზავებულ გოგირდმჟავასთან, ხოლო ნიტრატები - კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან. ამიტომ, ეს არის განზავებული მჟავა, რომელიც საჭიროა ნიტრიტის იონის გამოსავლენად.
5. რეაქცია ანტიპირინთან.
NO2- ანტიპირინთან ერთად მჟავე გარემოში იძლევა მწვანე ხსნარს.
6. რეაქცია რივანოლთან.
NO2-- რივანოლთან ან ეთაკრიდინთან ერთად (I) მჟავე გარემოში იძლევა წითელ ხსნარს.
წყალში ნიტრიტების შემცველობის რაოდენობრივი განსაზღვრა
გოსტ-ის მიხედვითწყალში ნიტრიტების იონების რაოდენობრივი შემცველობა განისაზღვრება ორი ფოტომეტრიული მეთოდით: სულფანილის მჟავას და 4-ამინობენზოლსულფონამიდის გამოყენებით. პირველი არის არბიტრაჟი.
ნიტრიტების არასტაბილურობის გამო, ისინი უნდა განისაზღვროს სინჯის აღებისთანავე, ან სინჯების შენარჩუნება შესაძლებელია 1 მლ გოგირდმჟავას (კონცენტრირებული) ან 2-4 მლ ქლოროფორმის დამატებით 1 ლიტრ წყალში; შეგიძლიათ ნიმუში გაგრილდეთ 4 °C-მდე.
მღვრიე ან შეღებილი წყალი იწმინდება ალუმინის ჰიდროქსიდით 250-300 მლ წყალზე 2-3 მლ სუსპენზიის დამატებით. ნარევი შეირყევა, გამჭვირვალე ფენა იღება გასაანალიზებლად დასუფთავების შემდეგ.
ნიტრიტების შემცველობის განსაზღვრა სულფანილის მჟავით
მეთოდის არსი: გაანალიზებული ნიმუშის ნიტრიტები ურთიერთქმედებენ სულფანილის მჟავასთან, მიღებული მარილი რეაგირებს 1-ნაფთილამინთან წითელ-იისფერი აზო საღებავის გამოყოფით, მისი რაოდენობა განისაზღვრება ფოტომეტრულად, შემდეგ კონცენტრაცია. გამოითვლება ნიტრიტები წყლის ნიმუშში. 1-ნაფთილამინი და სულფანილის მჟავა და წარმოადგენს გრისის რეაგენტის ნაწილს.
ნიტრიტის იონების განსაზღვრა: ტექნიკა
50 მლ წყლის ნიმუშს დაამატეთ 2 მლ გრისის რეაგენტის ხსნარი ძმარმჟავაში. შეურიეთ და გააჩერეთ 40 წუთის განმავლობაში ნორმალურ ტემპერატურაზე ან 10 წუთის განმავლობაში 50-60 ° C-ზე წყლის აბაზანაში. შემდეგ იზომება ნარევის ოპტიკური სიმკვრივე. ცარიელი ნიმუშის სახით გამოიყენება გამოხდილი წყალი, რომელიც მზადდება გაანალიზებული წყლის ნიმუშის მსგავსად. ნიტრიტების კონცენტრაცია გამოითვლება ფორმულით:
X=K∙A∙50∙f / V, სადაც: K არის კოეფიციენტიკალიბრაციის მახასიათებელი, A არის გაანალიზებული წყლის ნიმუშის ოპტიკური სიმკვრივის დაყენებული მნიშვნელობა გამოკლებული ცარიელი ნიმუშის ოპტიკური სიმკვრივის დაყენებული მნიშვნელობა, 50 – მოცულობითი კოლბის მოცულობა, f – განზავების ფაქტორი (თუ ნიმუში არ იყო განზავებული, f=1), V არის ანალიზისთვის აღებული ალიკვოტის მოცულობა.
ნიტრიტები წყალში
საიდან მოდის ნიტრიტის იონები ჩამდინარე წყლებში? ნიტრიტები ყოველთვის მცირე რაოდენობით გვხვდება წვიმის, ზედაპირული და მიწისქვეშა წყლებში. ნიტრიტები შუალედური ეტაპია ბაქტერიების მიერ აზოტის შემცველი ნივთიერებების გარდაქმნაში. ეს იონები წარმოიქმნება ამონიუმის კათიონის ნიტრატებამდე დაჟანგვის დროს (ჟანგბადის თანდასწრებით) და საპირისპირო რეაქციებში - ნიტრატების რედუქცია ამიაკად ან აზოტად (ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში). ყველა ამ რეაქციას ახორციელებენ ბაქტერიები, ხოლო ორგანული ნივთიერებები აზოტის შემცველი ნივთიერებების წყაროა. ამიტომ წყალში ნიტრიტების რაოდენობრივი შემცველობა მნიშვნელოვანი სანიტარული მაჩვენებელია. ნიტრიტების შემცველობის ნორმების გადაჭარბება მიუთითებს წყლის ფეკალურ დაბინძურებაზე. მეცხოველეობის ფერმებიდან, ქარხნებიდან, სამრეწველო საწარმოებიდან ჩამონადენის შეღწევა, წყლის ობიექტების წყლით დაბინძურება მინდვრებიდან, სადაც აზოტოვანი სასუქები გამოიყენებოდა, არის წყალში ნიტრიტების მაღალი შემცველობის ძირითადი მიზეზები..
მიიღე
მრეწველობაში ნატრიუმის ნიტრიტი მიიღება აზოტოვანი აირის (NO და NO-ის ნარევი2) NaOH ან Na2 შეწოვით. CO ხსნარი 3 მოჰყვა ნატრიუმის ნიტრიტის კრისტალიზაცია:
არა +NO2 + 2NaOH (ცივი)=2NaNO2 + H2O
რეაქცია ჟანგბადის თანდასწრებით მიმდინარეობს ნატრიუმის ნიტრატის წარმოქმნით, ამიტომ უნდა იყოს უზრუნველყოფილი ანოქსიური პირობები.
კალიუმის ნიტრიტი იგივე მეთოდით იწარმოება ინდუსტრიაში. გარდა ამისა, ნატრიუმის და კალიუმის ნიტრიტის მიღება შესაძლებელია ტყვიის ნიტრატით დაჟანგვით:
KNO3 (კონკ) + Pb (სპონგი) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
ბოლო რეაქცია მიმდინარეობს 350-400 °C ტემპერატურაზე.
