Nitriet-ion is een ion dat bestaat uit één stikstofatoom en twee zuurstofatomen. De stikstof in dit ion heeft een lading van +3, dus de lading van het gehele ion is -1. Het deeltje is eenwaardig. De formule van het nitrietion is NO2-. Het anion heeft een niet-lineaire configuratie. Verbindingen die dit deeltje bevatten, worden nitrieten genoemd, bijvoorbeeld natriumnitriet - NaNO2, zilvernitriet - AgNO2.
Fysische en chemische eigenschappen
Alkali, aardalkali en ammoniumnitriet zijn kleurloze of licht gelige kristallijne stoffen. Kalium, natrium, bariumnitriet lossen goed op in water, zilver, kwik, kopernitriet - slecht. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de oplosbaarheid toe. Bijna alle nitrieten zijn slecht oplosbaar in ethers, alcoholen en oplosmiddelen met een lage polariteit.
Tafel. Fysieke kenmerken van sommige nitrieten.
| Karakteristiek | Kaliumnitriet | Zilvernitriet | Calciumnitriet | Bariumnitriet |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (ontbonden) |
220 (ontbonden) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Oplossing in water, g in 100 g |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Nitrieten zijn niet erg hittebestendig: alleen alkalimetaalnitrieten smelten zonder ontleding. Als gevolg van de ontbinding komen gasvormige producten vrij - O2 , NO, N2, NO2, en vaste stoffen - metaaloxide of het metaal zelf. Zo gaat de ontleding van zilvernitriet (al bij 40°C) gepaard met het vrijkomen van elementair zilver en stikstofoxide (II):
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Omdat de ontleding plaatsvindt met het vrijkomen van een grote hoeveelheid gassen, kan de reactie explosief zijn, bijvoorbeeld in het geval van ammoniumnitriet.
Redox eigenschappen
Het stikstofatoom in het nitrietion heeft een tussenlading van +3, daarom worden nitrieten gekenmerkt door zowel oxiderende als reducerende eigenschappen. Nitriet zal bijvoorbeeld een oplossing van kaliumpermanganaat in een zure omgeving ontkleuren en eigenschappen vertonenoxidatiemiddel:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Nitriet-ionen vertonen de eigenschappen van een reductiemiddel, bijvoorbeeld in een reactie met een sterke oplossing van waterstofperoxide:
NO2- + H2O2=NEE3- + H2O
Het reductiemiddel is nitriet bij interactie met zilverbromaat (aangezuurde oplossing). Deze reactie wordt gebruikt in chemische analyse:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Een ander voorbeeld van reducerende eigenschappen is een kwalitatieve reactie op het nitrietion - de interactie van kleurloze oplossingen [Fe(H2O)6] 2+ met aangezuurde natriumnitrietoplossing met bruine verkleuring.
Theoretische grondslagen van NO2-detectie¯
Salpeterzuur, bij verhitting, disproportioneel om stikstofmonoxide (II) en salpeterzuur te vormen:
HNO2 + 2HNO2=NEE3- + H2O + 2NO↑ + H+
Daarom kan salpeterzuur niet worden gescheiden van salpeterzuur door te koken. Zoals blijkt uit de vergelijking, wordt salpeterigzuur, dat ontbindt, gedeeltelijk omgezet in salpeterzuur, wat zal leiden tot fouten bij het bepalen van het nitraatgeh alte.
Bijna alle nitrieten lossen op in water, de minst oplosbare van deze verbindingen is zilvernitriet.
Nitriet-ion zelfhet is kleurloos, daarom wordt het gedetecteerd door reacties van vorming van andere gekleurde verbindingen. De nitrieten van ongekleurde kationen zijn ook kleurloos.
Kwaliteitsreacties
Er zijn verschillende kwalitatieve manieren om nitrietionen te bepalen.
1. Reactievorming K3[Co(NO2)6].
Doe in een reageerbuis 5 druppels van de testoplossing die nitriet bevat, 3 druppels kob altnitraatoplossing, 2 druppels azijnzuur (verdund), 3 druppels kaliumchloride-oplossing. Hexanitrokob altaat (III) K3[Co(NO2)6] wordt gevormd - een gele kristallijn neerslag. Het nitraation in de testoplossing interfereert niet met de detectie van nitrieten.
2. Jodide oxidatiereactie.
Nitrietionen oxideren jodide-ionen in een zure omgeving.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
In de loop van de reactie wordt elementair jodium gevormd, dat gemakkelijk kan worden gedetecteerd door zetmeelkleuring. Om dit te doen, kan de reactie worden uitgevoerd op filtreerpapier dat vooraf is geïmpregneerd met zetmeel. De reactie is erg gevoelig. De blauwe kleur verschijnt zelfs in de aanwezigheid van sporen van nitrieten: het openingsminimum is 0,005 mcg.
Filterpapier is geïmpregneerd met een zetmeeloplossing, 1 druppel van een 2N-oplossing van azijnzuur, 1 druppel van een experimentele oplossing, 1 druppel van een 0,1N-oplossing van kaliumjodide worden eraan toegevoegd. In aanwezigheid van nitriet verschijnt een blauwe ring of vlek. Detectie wordt verstoord door andere oxidanten die leiden tot de vorming van jodium.
3. Reactie met permanganaatkalium.
Doe 3 druppels kaliumpermanganaatoplossing, 2 druppels zwavelzuur (verdund) in een reageerbuisje. Het mengsel moet worden verwarmd tot 50-60 ° C. Voeg voorzichtig enkele druppels natrium- of kaliumnitriet toe. De permanganaatoplossing wordt kleurloos. Andere reductiemiddelen die in de testoplossing aanwezig zijn en die het permanganaat-ion kunnen oxideren, zullen de detectie van NO2-. verstoren.
4. Reactie met ijzersulfaat (II).
Ijzersulfaat reduceert nitriet tot nitraat in een zure omgeving (verdund zwavelzuur):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (diff.) + 2FeSO4 (vast)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
Het resulterende stikstofmonoxide (II) vormt zich met een overmaat aan Fe2+ (die nog niet gereageerd hebben) bruine complexe ionen:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Opgemerkt moet worden dat nitrieten zullen reageren met verdund zwavelzuur en nitraten zullen reageren met geconcentreerd zwavelzuur. Daarom is het verdund zuur nodig om het nitrietion te detecteren.
5. Reactie met antipyrine.
NO2- met antipyrine in een zuur medium geeft een groene oplossing.
6. Reactie met rivanol.
NO2-- met rivanol of ethacridine (I) in een zuur medium geeft een rode oplossing.
Kwantitatieve bepaling van het nitrietgeh alte in water
Volgens GOSThet kwantitatieve geh alte aan nitrietionen in water wordt bepaald door twee fotometrische methoden: met sulfanilzuur en met 4-aminobenzeensulfonamide. De eerste is arbitrage.
Vanwege de instabiliteit van nitrieten moeten ze onmiddellijk na de bemonstering worden bepaald, of monsters kunnen worden bewaard door 1 ml zwavelzuur (geconcentreerd) of 2-4 ml chloroform toe te voegen aan 1 liter water; u kunt het monster afkoelen tot 4 °C.
Troebel of gekleurd water wordt gereinigd met aluminiumhydroxide door 2-3 ml suspensie per 250-300 ml water toe te voegen. Het mengsel wordt geschud, een transparante laag wordt na opheldering genomen voor analyse.
Bepaling van het nitrietgeh alte met sulfanilzuur
De essentie van de methode: nitrieten van het geanalyseerde monster interageren met sulfanilzuur, het resulterende zout reageert met 1-naftylamine met de afgifte van een roodviolette azokleurstof, de hoeveelheid wordt fotometrisch bepaald, vervolgens wordt de concentratie van nitrieten in het watermonster worden berekend. 1-naftylamine en sulfanilzuur en maken deel uit van het Griess-reagens.
Bepaling van nitrietionen: techniek
Voeg aan 50 ml van een watermonster 2 ml van een oplossing van Griess-reagens in azijnzuur toe. Meng en incubeer gedurende 40 minuten bij normale temperatuur of 10 minuten bij 50-60 ° C in een waterbad. Vervolgens wordt de optische dichtheid van het mengsel gemeten. Als blanco monster wordt gedestilleerd water gebruikt, dat op dezelfde manier wordt bereid als het monster van het geanalyseerde water. De concentratie van nitrieten wordt berekend met de formule:
X=K∙A∙50∙f / V, waar: K is de coëfficiëntkalibratiekarakteristiek, A is de ingestelde waarde van de optische dichtheid van het geanalyseerde watermonster minus de ingestelde waarde van de optische dichtheid van het blanco monster, 50 – volume maatkolf, f – verdunningsfactor (als het monster niet verdund was, f=1), V is het volume van het monster dat voor analyse is genomen.
Nitrieten in water
Waar komen nitrietionen vandaan in afvalwater? Nitrieten zijn altijd in kleine hoeveelheden aanwezig in regenwater, oppervlakte- en grondwater. Nitrieten zijn een tussenstap in de omzetting van stikstofhoudende stoffen door bacteriën. Deze ionen worden gevormd tijdens de oxidatie van het ammoniumkation tot nitraten (in aanwezigheid van zuurstof) en in de tegenovergestelde reacties - de reductie van nitraten tot ammoniak of stikstof (in afwezigheid van zuurstof). Al deze reacties worden uitgevoerd door bacteriën en organische stof is de bron van stikstofhoudende stoffen. Daarom is het kwantitatieve geh alte aan nitrieten in water een belangrijke sanitaire indicator. Overschrijding van de normen voor nitrietgeh alte duidt op fecale vervuiling van water. Het binnendringen van afvoer van veehouderijen, fabrieken, industriële ondernemingen, vervuiling van waterlichamen met water uit velden waar stikstofmeststoffen werden gebruikt, zijn de belangrijkste redenen voor het hoge geh alte aan nitrieten in water.
Ontvangen
In de industrie wordt natriumnitriet verkregen door absorptie van nitreus gas (een mengsel van NO en NO2) met NaOH of Na2 CO oplossingen 3 gevolgd door natriumnitrietkristallisatie:
NEE +NO2 + 2NaOH (koud)=2NaNO2 + H2O
De reactie in aanwezigheid van zuurstof verloopt met de vorming van natriumnitraat, dus er moeten zuurstofloze omstandigheden worden gecreëerd.
Kaliumnitriet wordt in de industrie op dezelfde manier geproduceerd. Bovendien kunnen natrium- en kaliumnitriet worden verkregen door lood te oxideren met nitraat:
KNO3 (conc) + Pb (spons) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
De laatste reactie vindt plaats bij een temperatuur van 350-400 °C.
