Triòxid de dinitrogen

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca
Infotaula químicaTriòxid de dinitrogen
Triòxid de dinitrogen
Dinitrogen-trioxide-xtal-3D-vdW.png
Noms
Altres noms
Anhídrid nitrós
Sesquiòxid de nitrogen
Identificadors
10544-73-7 Symbol OK.svg1
ChEBI CHEBI:29799 Symbol OK.svg1
ChemSpider 55446 Symbol OK.svg1
Número CE 234-128-5
Imatges Jmol-3D Imatge
PubChem 61526
Propietats
Massa molar 76,01 g/mol
Aparença Líquid blau profund
Densitat 1,447 g/cm3, líquid
1.783 g/cm3 (gas)
Punt de fusió −100,7 °C (−149,3 °F; 172,5 K)
Punt d'ebullició 3,5 °C (38,3 °F; 276,6 K)(es dissocia)
Molt soluble
Solubilitat Soluble en èter
Estructura
pla, Cs
2,122 D
Termoquímica
65,3 J/mol K
314,63 J K−1 mol−1
+91,20 kJ/mol
Perills
Pictogrames del GHS El pictograma de la flama amb un cercle en el Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)El pictograma de la bombona de gas en el Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)El pictograma de corrosió en el Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)El pictograma de la calavera amb els ossos encreuats en el Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)
H270, H280, H310, H314, H330
P220, P244, P260, P262, P264, P270, P271, P280, P284, P301+330+331, P302+350, P303+361+353, P304+340, P305+351+338
Punt d'inflamabilitat Ininflamable
Compostos relacionats
Relacionats: òxids de nitrogen
Òxid nitrós
Òxid nítric
Diòxid de nitrogen
Tetraòxid de dinitrogen
Pentaòxid de dinitrogen
Triòxid de nitrogen
Compostos relacionats
Àcid nitrós
Excepte quan s'indiqui el contrari, les dades es refereixen a materials sota condicions estàndard (a 25 °C [298,15 K], 100 kPa).
 Symbol OK.svg1 verify (què ésSymbol OK.svg1/N?)
Infotaula de referències

El triòxid de dinitrogen és un compost químic binari de nitrogen i oxigen, és un òxid de fórmula . A baixes temperatures, per sota els 3,5 °C que és el seu punt d'ebullició, és un líquid blau amb una olor aguda i desagradable, de. densitat 1,447 g/cm³. A temperatures superiors al punt d'ebullició es manté en estat líquid a altes pressions. Es dissocia parcialment en i , monòxid i diòxid de nitrogen respectivament. Molt irritant a la pell, els ulls i les mucoses. Els seus vapors molt tòxics per inhalació. S'utilitza en combustibles especials. Sota l'exposició prolongada a una calor intensa, el contenidor pot trencar-se violentament i explotar.[1]

Història[modifica | modifica el codi]

Longituds d'enllaç i angles de la molècula

El químic francès Louis-Joseph Gay-Lussac (1778-1850) en proposà la seva existència abans del 1816.[2]

Estructura[modifica | modifica el codi]

Estructures ressonants de la molècula

Els estudis de difracció d'electrons indiquen que el triòxid de dinitrogen és una molècula plana. La longitud de l'enllaç és anormalment llarg (186 pm) comparat amb l'enllaç senzill convencional de la hidrazina, (145 pm). És un cas semblant a l'enllaç de la molècula de tetraòxid de dinitrogen, .[2]

Les dades de longitud d'enllaç indiquen que l'àtom d'oxigen individual està unit al nitrogen per un doble enllaç, mentre que els altres dos enllaços oxigen-nitrogen tenen cadascun un ordre d'enllaç d'1,5. Aquest valor és la mitjana de les formes d'enllaç senzill i doble enllaç, per la qual cosa la situació real s'ha de representar mitjançant dues estructures ressonants.[3]

Propietats[modifica | modifica el codi]

Mescla d'òxids de nitrogen a baixa temperatura. El líquid blau és

El triòxid de dinitrogen només pot obtenir-se pur en estat sòlid, presentant una coloració cel, o en estat líquid en les proximitats del punt de fusió (-100,1 °C) amb una coloració blava intensa. A més temperatura es dissocia parcialment segons les reaccions:

Tant l' com l'són incolors, però el diòxid de nitrogen, , presenta coloració marró groguenca. A 0 °C, el presenta una coloració verdosa degut a la combinació del blau del i de les traces d' presents en el . En estat gasós es troba molt dissociat com queda palès per la coloració marró deguda al , especialment al voltant del punt d'ebullició del (21,3 °C).[2]

Per a la reacció de dissociació del a 298,15 K la constant d'equilibri val , l'entalpia , l'energia de Gibbs i l'entropia .[2]

Obtenció[modifica | modifica el codi]

El principal mètode d'obtenció és la reacció estequiomètrica de monòxid de nitrogen, , i diòxid de nitrogen, (en equilibri amb el tetraòxid de dinitrogen, ) a -20 °C.[2][4]

Només el trobem a temperatures inferiors als 30 °C, ja que per sobre d'aquesta l'equilibri anterior està desplaçat cap a l'esquerra i el triòxid de dinitrogen descompon donant monòxid de nitrogen i diòxid de nitrogen.

La barreja estequiomètrica de monòxid de nitrogen amb dioxigen també genera triòxid de dinitrogen:[2][5]

Un mètode d'obtenció alternatiu és l'oxidació de coure metàl·lic en presència d'àcid nítric, [4]

Un altre mètode de producció és barrejar pols de triòxid d'arsènic, amb àcid nítric, :[2][6]

En presència d'àcid nitrós, , el dímer del diòxid de nitrogen, el , duu a terme una reacció àcid-base que també genera :[7]

S'ha observat que també es pot preparar mitjançant la reacció de amb peroxinitrit, :[8]

La nitració del naftalè, , mitjançant el tetraòxid de dinitrogen, , genera també com a subproducte de reacció[7]

Reactivitat[modifica | modifica el codi]

Donat que es tracta de l'anhídrid de l'àcid nitrós, presenta comportament àcid-base. En presència d'aigua, el genera àcid nitrós, ; en canvi, en presència de medi bàsic genera l'ió nitrit, .[3]

En presència d'àcids concentrats (àcid sulfúric, àcid perclòric, àcid selènic, àcid tetrafluorobòric) genera les corresponents sals d'oxidonitrogen(1+), :[2]

En el cas de fer servir àcid nítric, genera àcid nitrós i tetraòxid de dinitrogen en un procés reversible:[7]

Dóna lloc també a reaccions de nitrosil·lació en presència de tiols, per donar el corresponent nitrosotiol:[9]

En presència d'un dissolvent apròtic (com per exemple sulfolà), dóna lloc a una dissociació iònica:[7]

Seguretat[modifica | modifica el codi]

És tòxic por ingestió o inhalació per descomposició en gasos tòxics. En cas de contacte amb l'ull, pot produir lesions greus.

Referències[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Triòxid de dinitrogen Modifica l'enllaç a Wikidata
  1. GOV, NOAA Office of Response and Restoration, US. «NITROGEN TRIOXIDE | CAMEO Chemicals | NOAA». [Consulta: 2 agost 2017].
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 Jones, K. The Chemistry of Nitrogen: Pergamon Texts in Inorganic Chemistry (en en). Elsevier, 2016-06-06. ISBN 9781483139623. 
  3. 3,0 3,1 Rayner-Canham,Geoff, Química inorgànica descriptiva 2ª ed., Pearson, 2000
  4. 4,0 4,1 Chandra,Sulekh, Comprehensive Inorganic Chemistry, New Age International Publishers, Nova Delhi, 2004
  5. Gopalan,R., Inorganic Chemistry For Undergraduates, Universities Press, India, 2009
  6. G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963,.
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 Todres,Z.V., Ion-Radical Organic Chemistry: Principles and Applications, Marcel Dekker, 2009
  8. Ignarro,L.J., Nitric Oxide: Biology and Pathobiology, Academic Press,Florida, 2000
  9. van Faassen,Ernst, Radicals for Life: the various forms of nitric oxide, Elsevier, Oxford, 2007