Ion nitrit: sifat fizikal dan kimia, formula, penyediaan

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-18 04:22

Ion nitrit ialah ion yang terdiri daripada satu atom nitrogen dan dua atom oksigen. Nitrogen dalam ion ini mempunyai cas +3, jadi cas keseluruhan ion ialah -1. Zarah adalah univalen. Formula ion nitrit ialah NO₂^-. Anion mempunyai konfigurasi tak linear. Sebatian yang mengandungi zarah ini dipanggil nitrit, contohnya natrium nitrit - NaNO₂, nitrit perak - AgNO_2.

Sifat fizikal dan kimia

Alkali, tanah beralkali dan ammonium nitrit ialah bahan kristal tidak berwarna atau sedikit kekuningan. Kalium, natrium, nitrit barium larut dengan baik dalam air, perak, merkuri, nitrit kuprum - kurang baik. Apabila suhu meningkat, keterlarutan meningkat. Hampir semua nitrit tidak larut dalam eter, alkohol dan pelarut kekutuban rendah.

Jadual. Ciri fizikal beberapa nitrit.

Ciri	Kalium nitrit	Nitrit perak	Kalsium nitrit	Barium nitrit
T_{pl, °С}	440	120 (reput)	220 (reput)	277
∆H⁰_{rev, kJ/mol}	- 380, 0	- 40, 0	-766, 0	- 785, 5
S⁰_{298, J/(molK)}	117, 2	128, 0	175, 0	183, 0
Pelarut dalam air, g dalam 100 g	306, 7 (200C)	0, 41 (250C)	84, 5 (180C)	67, 5 (200C)

Nitrit tidak begitu tahan kepada haba: hanya nitrit logam alkali cair tanpa penguraian. Hasil daripada penguraian, produk gas dibebaskan - O₂ , NO, N₂, NO_{2, dan bahan pepejal - oksida logam atau logam itu sendiri. Sebagai contoh, penguraian perak nitrit (sudah pada 40 ° C) disertai dengan pembebasan unsur perak dan nitrogen oksida (II):}

2AgNO₂=AgNO_{3 + Ag + NO↑}

Oleh kerana penguraian diteruskan dengan pembebasan sejumlah besar gas, tindak balas mungkin meletup, contohnya, dalam kes ammonium nitrit.

Sifat redoks

Atom nitrogen dalam ion nitrit mempunyai cas perantaraan +3, itulah sebabnya nitrit dicirikan oleh kedua-dua sifat pengoksidaan dan pengurangan. Sebagai contoh, nitrit akan menyahwarnakan larutan kalium permanganat dalam persekitaran berasid, menunjukkan sifatpengoksida:

5KNO₂ + 2KMnO₄ +3J₂SO₄ =3H₂O + 5KNO₃ + 2MnSO₄ + K 2_SO4

Ion nitrit mempamerkan sifat agen penurunan, contohnya, dalam tindak balas dengan larutan hidrogen peroksida yang kuat:

NO₂^- + H₂O_2=TIDAK3- ^{+ H}2_O

Agen penurun ialah nitrit apabila berinteraksi dengan bromat perak (larutan berasid). Tindak balas ini digunakan dalam analisis kimia:

2NO₂^- + Ag⁺ + BrO₂ ^-=2NO₃^{- + AgBr↓}

Contoh lain sifat pengurangan ialah tindak balas kualitatif kepada ion nitrit - interaksi larutan tidak berwarna [Fe(H₂O)_6] 2+ ^{dengan larutan natrium nitrit berasid dengan pewarna perang.}

Asas teori pengesanan NO2¯

Asid nitrus, apabila dipanaskan, tidak seimbang untuk membentuk nitrik oksida (II) dan asid nitrik:

HNO₂ + 2HNO₂=TIDAK₃^- + H₂O + 2NO↑ + H⁺

Oleh itu, asid nitrus tidak boleh dipisahkan daripada asid nitrik dengan mendidih. Seperti yang dapat dilihat daripada persamaan, asid nitrus, terurai, sebahagiannya bertukar menjadi asid nitrik, yang akan membawa kepada kesilapan dalam menentukan kandungan nitrat.

Hampir semua nitrit larut dalam air, sebatian yang paling kurang larut ialah nitrit perak.

Ion nitrit itu sendiriia tidak berwarna, oleh itu ia dikesan melalui tindak balas pembentukan sebatian berwarna lain. Nitrit kation tidak berwarna juga tidak berwarna.

Reaksi berkualiti

Terdapat beberapa cara kualitatif untuk menentukan ion nitrit.

1. Tindak balas membentuk K₃[Co(NO₂)_6].

Dalam tabung uji masukkan 5 titis larutan ujian yang mengandungi nitrit, 3 titis larutan kob alt nitrat, 2 titis asid asetik (dicairkan), 3 titis larutan kalium klorida. Hexanitrocob altate (III) K₃[Co(NO₂)_{6] terbentuk - hablur kuning mendakan. Ion nitrat dalam larutan ujian tidak mengganggu pengesanan nitrit.}

2. Tindak balas pengoksidaan iodida.

Ion nitrit mengoksidakan ion iodida dalam persekitaran berasid.

2HNO₂ + 2I^- + 2J⁺ =2NO↑ + I 2_{↓ + 2J}2_O

Semasa tindak balas, unsur iodin terbentuk, yang mudah dikesan dengan pewarnaan kanji. Untuk melakukan ini, tindak balas boleh dilakukan pada kertas penapis yang sebelumnya diresapi dengan kanji. Responsnya sangat sensitif. Warna biru kelihatan walaupun dengan kehadiran kesan nitrit: minimum pembukaan ialah 0.005 mcg.

Kertas turas diresapi dengan larutan kanji, 1 titis larutan 2N asid asetik, 1 titis larutan eksperimen, 1 titis larutan kalium iodida 0.1N ditambah kepadanya. Dengan kehadiran nitrit, cincin atau bintik biru muncul. Pengesanan diganggu oleh oksidan lain yang membawa kepada pembentukan iodin.

3. Tindak balas dengan permanganatkalium.

Letakkan 3 titis larutan kalium permanganat, 2 titis asid sulfurik (dicairkan) dalam tabung uji. Campuran mesti dipanaskan hingga 50-60 ° C. Tambah berhati-hati beberapa titis natrium atau kalium nitrit. Larutan permanganat menjadi tidak berwarna. Agen penurun lain yang terdapat dalam larutan ujian, yang mampu mengoksidakan ion permanganat, akan mengganggu pengesanan NO₂^-..

4. Tindak balas dengan besi sulfat (II).

Ferus sulfat mengurangkan nitrit kepada nitrat dalam persekitaran berasid (asid sulfurik cair):

2KNO₂ (TV) + 2J₂SO₄ (perbezaan) + 2FeSO₄ (pepejal)=2NO↑ + K₂SO₄ + Fe2_(SO4₎3 _{+ 2J}2_O

Nitrik oksida (II) yang terhasil terbentuk dengan lebihan Fe2+ (yang belum bertindak balas) ion kompleks coklat:

NO + Fe²⁺=[FeNO]²⁺

NO + FeSO₄=[FeNO]SO₄

Perlu diingatkan bahawa nitrit akan bertindak balas dengan asid sulfurik cair, dan nitrat akan bertindak balas dengan asid sulfurik pekat. Oleh itu, ia adalah asid cair yang diperlukan untuk mengesan ion nitrit.

5. Tindak balas dengan antipyrine.

NO₂^{- dengan antipyrine dalam medium asid memberikan larutan hijau.}

6. Reaksi dengan rivanol.

NO₂^{-- dengan rivanol atau etacridine (I) dalam medium asid memberikan larutan merah.}

Penentuan kuantitatif kandungan nitrit dalam air

Menurut GOSTkandungan kuantitatif ion nitrit dalam air ditentukan oleh dua kaedah fotometrik: menggunakan asid sulfanilik dan menggunakan 4-aminobenzenesulfonamide. Yang pertama ialah timbang tara.

Disebabkan ketidakstabilan nitrit, ia mesti ditentukan serta-merta selepas pensampelan, atau sampel boleh dipelihara dengan menambahkan 1 ml asid sulfurik (pekat) atau 2-4 ml kloroform kepada 1 liter air; anda boleh menyejukkan sampel hingga 4 °C.

Air keruh atau berwarna dibersihkan dengan aluminium hidroksida dengan menambah 2-3 ml ampaian setiap 250-300 ml air. Campuran digoncang, lapisan lutsinar diambil untuk analisis selepas penjelasan.

Penentuan kandungan nitrit dengan asid sulfanilik

Intipati kaedah: nitrit sampel yang dianalisis berinteraksi dengan asid sulfanilik, garam yang terhasil bertindak balas dengan 1-naphthylamine dengan pembebasan pewarna azo merah-ungu, jumlahnya ditentukan secara fotometrik, kemudian kepekatan nitrit dalam sampel air dikira. 1-naphthylamine dan asid sulfanilik dan merupakan sebahagian daripada reagen Griess.

Penentuan ion nitrit: teknik

Kepada 50 ml sampel air, tambah 2 ml larutan reagen Griess dalam asid asetik. Campurkan dan eramkan selama 40 minit pada suhu biasa atau 10 minit pada 50-60 ° C dalam tab mandi air. Ketumpatan optik campuran kemudiannya diukur. Sebagai sampel kosong, air suling digunakan, yang disediakan sama dengan sampel air yang dianalisis. Kepekatan nitrit dikira dengan formula:

X=K∙A∙50∙f / V, di mana: K ialah pekaliciri penentukuran, A ialah nilai set ketumpatan optik sampel air yang dianalisis tolak nilai set ketumpatan optik sampel kosong, 50 – isipadu kelalang volumetrik, f – faktor pencairan (jika sampel tidak dicairkan, f=1), V ialah volum aliquot yang diambil untuk analisis.

Nitrit dalam air

Dari manakah ion nitrit berasal dalam air sisa? Nitrit sentiasa terdapat dalam jumlah yang kecil dalam air hujan, permukaan dan air bawah tanah. Nitrit adalah langkah perantaraan dalam transformasi bahan yang mengandungi nitrogen yang dijalankan oleh bakteria. Ion-ion ini terbentuk semasa pengoksidaan kation ammonium kepada nitrat (dengan kehadiran oksigen) dan dalam tindak balas yang bertentangan - pengurangan nitrat kepada ammonia atau nitrogen (tanpa ketiadaan oksigen). Semua tindak balas ini dijalankan oleh bakteria, dan bahan organik adalah sumber bahan yang mengandungi nitrogen. Oleh itu, kandungan kuantitatif nitrit dalam air adalah penunjuk kebersihan yang penting. Melebihi norma kandungan nitrit menunjukkan pencemaran air najis. Kemasukan air larian dari ladang ternakan, kilang, perusahaan perindustrian, pencemaran badan air dengan air dari ladang di mana baja nitrogen digunakan adalah sebab utama kandungan nitrit yang tinggi dalam air.

Terima

Dalam industri, natrium nitrit diperoleh melalui penyerapan gas nitrus (campuran NO dan NO₂) dengan NaOH atau Na₂ CO _{larutan 3 diikuti dengan penghabluran natrium nitrit:}

TIDAK +NO₂ + 2NaOH (sejuk)=2NaNO₂ + H_2O

Tindak balas dengan kehadiran oksigen diteruskan dengan pembentukan natrium nitrat, jadi keadaan anoksik mesti disediakan.

Potassium nitrite dihasilkan dengan kaedah yang sama dalam industri. Selain itu, natrium dan kalium nitrit boleh diperoleh dengan mengoksidakan plumbum dengan nitrat:

KNO₃ (conc) + Pb (span) + H₂O=KNO_{2+ Pb(OH)}2_↓

KNO₃ + Pb=KNO_{2 + PbO}

Tindak balas terakhir berlaku pada suhu 350-400 °C.