Нитрит ионы – бір азот атомы мен екі оттегі атомынан тұратын ион. Бұл иондағы азоттың заряды +3, сондықтан бүкіл ионның заряды -1. Бөлшек бірвалентті. Нитрит ионының формуласы NO2-. Анион сызықты емес конфигурацияға ие. Бұл бөлшекті қамтитын қосылыстар нитриттер деп аталады, мысалы, натрий нитриті - NaNO2, күміс нитриті - AgNO2.
Физикалық және химиялық қасиеттері
Сілтілік, сілтілі жер және аммоний нитриттері түссіз немесе сәл сарғыш түсті кристалды заттар. Калий, натрий, барий нитриттері суда жақсы ериді, күмісте, сынапта, мыс нитриттері нашар ериді. Температура жоғарылаған сайын ерігіштігі артады. Нитриттердің барлығы дерлік эфирлерде, спирттерде және полярлығы төмен еріткіштерде нашар ериді.
Кесте. Кейбір нитриттердің физикалық сипаттамалары.
| Сипаттамасы | Калий нитриті | Күміс нитриті | Кальций нитриті | Барий нитриті |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (ыдыраған) |
220 (ыдыраған) |
277 |
|
∆H0айналым, кДж/моль |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(мольК) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Судағы ерітінді, г 100 г |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Нитриттер ыстыққа онша төзімді емес: тек сілтілік металл нитриттері ыдырамай балқиды. Ыдырау нәтижесінде газ тәрізді өнімдер бөлінеді - O2 , NO, N2, NO2, ал қатты заттар – металл оксиді немесе металдың өзі. Мысалы, күміс нитритінің ыдырауы (қазірдің өзінде 40 ° C температурада) элементтік күміс пен азот оксидінің (II) бөлінуімен бірге жүреді:
2AgNO2=AgNO3 + Ag + ЖОҚ↑
Ыдырау газдардың көп мөлшерінің бөлінуімен жүретіндіктен, реакция жарылғыш болуы мүмкін, мысалы, аммоний нитриті жағдайында.
Тотығу-тотықсыздану қасиеттері
Нитрит ионындағы азот атомының аралық заряды +3, сондықтан нитриттер тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш қасиеттерімен сипатталады. Мысалы, нитриттер қышқыл ортада калий перманганатының ерітіндісін түссіздендіріп, қасиеттерін көрсетеді.тотықтырғыш:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Нитрит иондары тотықсыздандырғыш қасиетін көрсетеді, мысалы, сутегі асқын тотығының күшті ерітіндісімен реакцияда:
ЖОҚ2- + H2O2=ЖОҚ3- + H2O
Тотықсыздандырғыш күміс броматпен (қышқылдандырылған ерітінді) әрекеттескенде нитрит болып табылады. Бұл реакция химиялық талдауда қолданылады:
2NO2- + Ag+ + BRO2 -=2NO3- + AgBr↓
Тотықсыздандыру қасиеттерінің тағы бір мысалы ретінде нитрит ионына сапалы реакция – түссіз ерітінділердің әрекеттесуі [Fe(H2O)6] 2+ қоңыр түсті қышқылдандырылған натрий нитриті ерітіндісімен.
NO2 анықтаудың теориялық негіздері¯
Азот қышқылы қыздырған кезде пропорционалды емес азот оксиді (II) және азот қышқылын түзеді:
HNO2 + 2HNO2=ЖОҚ3- + H2O + 2NO↑ + H+
Сондықтан азот қышқылын қайнату арқылы азот қышқылынан бөлуге болмайды. Теңдеуден көрініп тұрғандай, ыдырайтын азот қышқылы ішінара азот қышқылына айналады, бұл нитраттардың құрамын анықтауда қателіктерге әкеледі.
Нитриттердің барлығы дерлік суда ериді, бұл қосылыстардың ең аз еритіні күміс нитриті.
Нитрит ионының өзіол түссіз, сондықтан басқа түсті қосылыстардың түзілу реакциялары арқылы анықталады. Боялмаған катиондардың нитриттері де түссіз.
Сапалы реакциялар
Нитрит иондарын анықтаудың бірнеше сапалы әдістері бар.
1. K3[Co(NO2)6] түзетін реакция.
Пробиркаға 5 тамшы нитриті бар зерттелетін ерітіндіні, 3 тамшы кобальт нитраты ерітіндісін, 2 тамшы сірке қышқылын (сұйылтылған), 3 тамшы калий хлориді ерітіндісін салады. Гексанитрокобальтат (III) K3[Co(NO2)6] түзіледі - сары түсті кристалды тұнба. Зерттелетін ерітіндідегі нитрат ионы нитриттерді анықтауға кедергі келтірмейді.
2. Йодидтің тотығу реакциясы.
Нитрит иондары қышқыл ортада йодид иондарын тотықтырады.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
Реакция барысында элементарлы йод түзіледі, ол крахмалмен бояу арқылы оңай анықталады. Ол үшін реакцияны бұрын крахмалмен сіңдірілген сүзгі қағазында жүргізуге болады. Жауап өте сезімтал. Көк түс нитриттердің іздері болған кезде де пайда болады: ашылу минимумы 0,005 мкг.
Сүзгі қағазы крахмал ерітіндісімен сіңдірілген, оған 1 тамшы сірке қышқылының 2н ерітіндісі, 1 тамшы тәжірибелік ерітінді, 1 тамшы калий йодидінің 0,1н ерітіндісі қосылады. Нитрит болған жағдайда көк сақина немесе дақ пайда болады. Анықтауға басқа тотықтырғыштар кедергі келтіреді, бұл йодтың түзілуіне әкеледі.
3. Перманганатпен реакциякалий.
Пробиркаға 3 тамшы калий перманганат ерітіндісін, 2 тамшы күкірт қышқылын (сұйылтылған) салады. Қоспаны 50-60 ° C дейін қыздыру керек. Натрий немесе калий нитритінің бірнеше тамшысын мұқият қосыңыз. Перманганат ерітіндісі түссіз болады. Сынақ ерітіндісінде бар, перманганат ионын тотықтыруға қабілетті басқа тотықсыздандырғыштар NO2- анықтауға кедергі жасайды..
4. Темір сульфатымен (II) реакциясы.
Темір сульфаты қышқыл ортада (сұйылтылған күкірт қышқылы) нитритті нитратқа дейін төмендетеді:
2KNO2 (теледидар) + 2H2SO4 (айырма) + 2FeSO4 (қатты)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
Алынған азот оксиді (II) Fe2+ (әлі реакцияға түспеген) қоңыр комплекс иондарының артық мөлшерімен түзіледі:
ЖОҚ + Fe2+=[FeNO]2+
ЖОҚ + FeSO4=[FeNO]SO4
Нитриттер сұйылтылған күкірт қышқылымен, ал нитраттар концентрлі күкірт қышқылымен әрекеттесетінін ескеру қажет. Сондықтан бұл нитрит ионын анықтау үшін қажет сұйылтылған қышқыл.
5. Антипиринмен реакция.
NO2- қышқыл ортада антипиринмен жасыл түсті ерітінді береді.
6. Риванолмен реакция.
NO2-- қышқыл ортада риванолмен немесе этакридинмен (I) қызыл түсті ерітінді береді.
Судағы нитрит мөлшерін сандық анықтау
ГОСТ бойыншасудағы нитрит иондарының сандық құрамы екі фотометриялық әдіспен анықталады: сульфанил қышқылын қолдану және 4-аминобензолсульфонамидті қолдану. Біріншісі - арбитраж.
Нитриттердің тұрақсыздығына байланысты оларды сынама алғаннан кейін бірден анықтау керек немесе үлгілерді 1 литр суға 1 мл күкірт қышқылын (концентрлі) немесе 2-4 мл хлороформ қосу арқылы сақтауға болады; үлгіні 4 °C дейін салқындатуға болады.
Лайланған немесе боялған суды 250-300 мл суға 2-3 мл суспензия қосу арқылы алюминий гидроксидімен тазартады. Қоспа шайқалады, нақтылаудан кейін талдау үшін мөлдір қабат алынады.
Сульфанил қышқылымен нитриттердің құрамын анықтау
Әдістің мәні: талданатын үлгінің нитриттері сульфанил қышқылымен әрекеттеседі, алынған тұз 1-нафтиламинмен қызыл-күлгін түсті азобояғышты бөліп шығарумен әрекеттеседі, оның мөлшері фотометриялық жолмен анықталады, содан кейін концентрациясы су үлгісіндегі нитриттердің мөлшері есептеледі. 1-нафтиламин және сульфанил қышқылы және Грисс реагентінің бөлігі болып табылады.
Нитрит иондарын анықтау: техника
50 мл су үлгісіне 2 мл Грисс реагентінің сірке қышқылындағы ерітіндісін қосыңыз. Араластыру және қалыпты температурада 40 минут немесе су моншасында 50-60 ° C температурада 10 минут инкубациялау. Содан кейін қоспаның оптикалық тығыздығы өлшенеді. Бос үлгі ретінде дистилденген су пайдаланылады, ол талданатын су үлгісіне ұқсас дайындалады. Нитриттердің концентрациясы мына формуламен есептеледі:
X=K∙A∙50∙f / V, мұндағы: K – коэффициенткалибрлеу сипаттамасы, A – талданатын су үлгісінің оптикалық тығыздығының белгіленген мәнінен таза үлгінің оптикалық тығыздығының орнатылған мәнін алып тастағанда, 50 – өлшейтін колбаның көлемі, f – сұйылту коэффициенті (үлгі сұйылтылмаған болса, f=1), V – талдау үшін алынған аликвот көлемі.
Судағы нитриттер
Ағынды сулардағы нитрит иондары қайдан келеді? Нитриттер жаңбыр суларында, жер үсті және жер асты суларында әрқашан аз мөлшерде болады. Нитриттер бактериялар жүзеге асыратын азоты бар заттардың түрленуінің аралық сатысы болып табылады. Бұл иондар аммоний катионының нитраттарға дейін тотығуы кезінде (оттегі болған кезде) және қарама-қарсы реакцияларда – нитраттардың аммиакқа немесе азотқа дейін тотықсыздануы (оттегі болмаған жағдайда) кезінде түзіледі. Бұл реакциялардың барлығын бактериялар жүргізеді, ал органикалық заттар құрамында азот бар заттардың көзі болып табылады. Сондықтан судағы нитриттердің сандық мөлшері маңызды санитарлық көрсеткіш болып табылады. Нитриттердің нормадан асып кетуі судың фекальды ластануын көрсетеді. Мал фермаларынан, зауыттардан, өнеркәсіптік кәсіпорындардан ағын сулардың түсуі, азот тыңайтқыштары қолданылған танаптардың су қоймаларының сумен ластануы судағы нитриттердің көп болуының негізгі себептері болып табылады.
Алу
Өнеркәсіпте натрий нитриті азотты газды (NO және NO2 қоспасы) NaOH немесе Na2 сіңіру арқылы алады. CO ерітінділері 3 содан кейін натрий нитриті кристалданады:
ЖОҚ +ЖОҚ2 + 2NaOH (суық)=2NaNO2 + H2O
Оттегі бар реакция натрий нитратының түзілуімен жүреді, сондықтан аноксиктік жағдайларды қамтамасыз ету керек.
Калий нитриті өнеркәсіпте дәл осындай әдіспен өндіріледі. Сонымен қатар, натрий мен калий нитритін қорғасынды нитратпен тотықтыру арқылы алуға болады:
KNO3 (конс.) + Pb (губка) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
БІЛІМІ3 + Pb=KNO2 + PbO
Соңғы реакция 350-400 °C температурада жүреді.
