Íon nitrito é um íon que consiste em um átomo de nitrogênio e dois átomos de oxigênio. O nitrogênio neste íon tem uma carga de +3, então a carga de todo o íon é -1. A partícula é univalente. A fórmula do íon nitrito é NO2-. O ânion tem uma configuração não linear. Os compostos que contêm esta partícula são chamados de nitritos, por exemplo nitrito de sódio - NaNO2, nitrito de prata - AgNO2.
Propriedades físicas e químicas
Os nitritos alcalinos, alcalinos terrosos e de amônio são substâncias cristalinas incolores ou levemente amareladas. Os nitritos de potássio, sódio e bário se dissolvem bem em água, prata, mercúrio, nitritos de cobre - mal. À medida que a temperatura aumenta, a solubilidade aumenta. Quase todos os nitritos são pouco solúveis em éteres, álcoois e solventes de baixa polaridade.
Tabela. Características físicas de alguns nitritos.
| Característica | Nitrito de potássio | Nitrito de prata | Nitrito de cálcio | Nitrito de bário |
|
Tpl, °С |
440 |
120 (decomposto) |
220 (decomposto) |
277 |
|
∆H0rev, kJ/mol |
- 380, 0 | - 40, 0 | -766, 0 | - 785, 5 |
| S0298, J/(molK) | 117, 2 | 128, 0 | 175, 0 | 183, 0 |
| Solução em água, g em 100 g |
306, 7 (200C) |
0, 41 (250C) |
84, 5 (180C) |
67, 5 (200C) |
Os nitritos não são muito resistentes ao calor: apenas os nitritos de metais alcalinos derretem sem decomposição. Como resultado da decomposição, são liberados produtos gasosos - O2 , NO, N2, NO2, e substâncias sólidas - óxido metálico ou o próprio metal. Por exemplo, a decomposição do nitrito de prata (já a 40°C) é acompanhada pela liberação de prata elementar e óxido de nitrogênio (II):
2AgNO2=AgNO3 + Ag + NO↑
Como a decomposição ocorre com a liberação de grande quantidade de gases, a reação pode ser explosiva, por exemplo, no caso do nitrito de amônio.
Propriedades Redox
O átomo de nitrogênio no íon nitrito tem uma carga intermediária de +3, razão pela qual os nitritos são caracterizados por propriedades oxidantes e redutoras. Por exemplo, os nitritos irão descolorir uma solução de permanganato de potássio em um ambiente ácido, mostrando propriedadesoxidante:
5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 =3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K 2SO4
Os íons nitrito exibem as propriedades de um agente redutor, por exemplo, em uma reação com uma solução forte de peróxido de hidrogênio:
NÃO2- + H2O2=NÃO3- + H2O
O agente redutor é o nitrito ao interagir com o bromato de prata (solução acidificada). Esta reação é usada em análises químicas:
2NO2- + Ag+ + BrO2 -=2NO3- + AgBr↓
Outro exemplo de propriedades redutoras é uma reação qualitativa ao íon nitrito - a interação de soluções incolores [Fe(H2O)6] 2+ com solução acidificada de nitrito de sódio com coloração marrom.
Fundamentos teóricos da detecção de NO2¯
Ácido nitroso, quando aquecido, desproporciona para formar óxido nítrico (II) e ácido nítrico:
HNO2 + 2HNO2=NÃO3- + H2O + 2NO↑ + H+
Portanto, o ácido nitroso não pode ser separado do ácido nítrico por fervura. Como pode ser visto na equação, o ácido nitroso, em decomposição, transforma-se parcialmente em ácido nítrico, o que levará a erros na determinação do teor de nitratos.
Quase todos os nitritos se dissolvem em água, o menos solúvel desses compostos é o nitrito de prata.
Ion nitrito em sié incolor, portanto é detectado por reações de formação de outros compostos coloridos. Os nitritos de cátions incolores também são incolores.
Reações de qualidade
Existem várias maneiras qualitativas de determinar íons de nitrito.
1. Formação de reação K3[Co(NO2)6].
Em um tubo de ensaio coloque 5 gotas da solução teste contendo nitrito, 3 gotas de solução de nitrato de cob alto, 2 gotas de ácido acético (diluído), 3 gotas de solução de cloreto de potássio. Hexanitrocob altato (III) K3[Co(NO2)6] é formado - um cristalino amarelo precipitado. O íon nitrato na solução de teste não interfere na detecção de nitritos.
2. Reação de oxidação de iodeto.
Íons nitrito oxidam íons iodeto em um ambiente ácido.
2HNO2 + 2I- + 2H+ =2NO↑ + I 2↓ + 2H2O
No decorrer da reação, forma-se iodo elementar, que é facilmente detectado pela coloração do amido. Para isso, a reação pode ser realizada em papel de filtro previamente impregnado com amido. A resposta é muito sensível. A cor azul aparece mesmo na presença de traços de nitritos: o mínimo de abertura é 0,005 mcg.
O papel de filtro é impregnado com uma solução de amido, adiciona-se 1 gota de uma solução 2N de ácido acético, 1 gota de uma solução experimental, 1 gota de uma solução 0,1N de iodeto de potássio. Na presença de nitrito, aparece um anel ou mancha azul. A detecção é interferida por outros oxidantes levando à formação de iodo.
3. Reação com permanganatopotássio.
Coloque 3 gotas de solução de permanganato de potássio, 2 gotas de ácido sulfúrico (diluído) em um tubo de ensaio. A mistura deve ser aquecida a 50-60 ° C. Adicione cuidadosamente algumas gotas de nitrito de sódio ou potássio. A solução de permanganato torna-se incolor. Outros agentes redutores presentes na solução teste, capazes de oxidar o íon permanganato, irão interferir na detecção de NO2-..
4. Reação com sulfato de ferro (II).
O sulfato ferroso reduz o nitrito a nitrato em um ambiente ácido (ácido sulfúrico diluído):
2KNO2 (TV) + 2H2SO4 (dif.) + 2FeSO4 (sólido)=2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
O óxido nítrico resultante (II) se forma com um excesso de Fe2+ (que ainda não reagiram) íons complexos marrons:
NO + Fe2+=[FeNO]2+
NO + FeSO4=[FeNO]SO4
Deve-se notar que os nitritos reagem com ácido sulfúrico diluído e os nitratos reagem com ácido sulfúrico concentrado. Portanto, é o ácido diluído que é necessário para detectar o íon nitrito.
5. Reação com antipirina.
NO2- com antipirina em meio ácido dá uma solução verde.
6. Reação com rivanol.
NO2-- com rivanol ou etacridina (I) em meio ácido dá uma solução vermelha.
Determinação quantitativa do teor de nitrito na água
De acordo com GOSTo teor quantitativo de íons nitrito na água é determinado por dois métodos fotométricos: usando ácido sulfanílico e usando 4-aminobenzenossulfonamida. A primeira é a arbitragem.
Devido à instabilidade dos nitritos, eles devem ser determinados imediatamente após a amostragem, ou as amostras podem ser preservadas adicionando 1 ml de ácido sulfúrico (concentrado) ou 2-4 ml de clorofórmio a 1 litro de água; você pode resfriar a amostra até 4 °C.
Água turva ou colorida é limpa com hidróxido de alumínio adicionando 2-3 ml de suspensão por 250-300 ml de água. A mistura é agitada, uma camada transparente é retirada para análise após a clarificação.
Determinação do teor de nitrito com ácido sulfanílico
A essência do método: os nitritos da amostra analisada interagem com o ácido sulfanílico, o sal resultante reage com a 1-naftilamina com a liberação de um corante azo vermelho-violeta, sua quantidade é determinada fotometricamente, então a concentração de nitritos na amostra de água é calculado. 1-naftilamina e ácido sulfanílico e fazem parte do reagente de Griess.
Determinação de íons nitrito: técnica
A 50 ml de uma amostra de água, adicione 2 ml de uma solução de reagente de Griess em ácido acético. Misture e incube por 40 minutos em temperatura normal ou 10 minutos a 50-60 ° C em banho-maria. A densidade óptica da mistura é então medida. Como amostra em branco, é utilizada água destilada, que é preparada de forma semelhante à amostra da água analisada. A concentração de nitritos é calculada pela fórmula:
X=K∙A∙50∙f / V, onde: K é o coeficientecaracterística de calibração, A é o valor definido da densidade óptica da amostra de água analisada menos o valor definido da densidade óptica da amostra em branco, 50 – volume do balão volumétrico, f – fator de diluição (se a amostra não foi diluída, f=1), V é o volume da alíquota retirada para análise.
Nitritos em água
De onde vêm os íons nitrito nas águas residuais? Os nitritos estão sempre presentes em pequenas quantidades nas águas pluviais, superficiais e subterrâneas. Os nitritos são uma etapa intermediária nas transformações de substâncias contendo nitrogênio realizadas por bactérias. Esses íons são formados durante a oxidação do cátion amônio a nitratos (na presença de oxigênio) e nas reações opostas - a redução de nitratos a amônia ou nitrogênio (na ausência de oxigênio). Todas essas reações são realizadas por bactérias, e a matéria orgânica é a fonte de substâncias contendo nitrogênio. Portanto, o teor quantitativo de nitritos na água é um importante indicador sanitário. Exceder as normas de teor de nitrito indica poluição fecal da água. A entrada de escoamento de fazendas de gado, fábricas, empresas industriais, poluição de corpos d'água com água de campos onde foram usados fertilizantes nitrogenados são as principais razões para o alto teor de nitritos na água.
Receber
Na indústria, o nitrito de sódio é obtido pela absorção do gás nitroso (uma mistura de NO e NO2) com NaOH ou Na2 CO soluções 3 seguidas de cristalização de nitrito de sódio:
NÃO +NO2 + 2NaOH (frio)=2NaNO2 + H2O
A reação na presença de oxigênio prossegue com a formação de nitrato de sódio, portanto, condições anóxicas devem ser fornecidas.
O nitrito de potássio é produzido pelo mesmo método na indústria. Além disso, nitrito de sódio e potássio podem ser obtidos oxidando chumbo com nitrato:
KNO3 (conc) + Pb (esponja) + H2O=KNO2+ Pb(OH)2↓
KNO3 + Pb=KNO2 + PbO
A última reação ocorre a uma temperatura de 350-400 °C.
