Kwas azotawy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Kwas azotawy
izomer trans izomer cis
izomer trans izomer cis
Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny HNO2
Inne wzory HONO
Masa molowa 47,01 g/mol
Identyfikacja
Numer CAS 7782-77-6
PubChem 24529[1]
Podobne związki
Inne aniony kwas fosfonowy, kwas arsenawy
Podobne związki kwas azotowy
Pochodne azotyny:
sole, np. KNO2, NaNO2, NH4NO2
estry, np. azotyn amylu
nitrozwiązki, np. nitrobenzen
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Kwas azotawy (nazwa Stocka: kwas azotowy(III)), HNO2nieorganiczny związek chemiczny, umiarkowanie słaby i nietrwały kwas tlenowy.

Otrzymywanie

Przemysłowo kwas azotawy otrzymywany jest poprzez wprowadzanie do wody równocząsteczkowej mieszaniny tlenku azotu (NO) i dwutlenku azotu (NO2). W takiej mieszaninie zawsze obecne są drobne ilości tritlenku diazotu (N2O3), który jest bezwodnikiem kwasu azotawego. W wyniku jego reakcji z wodą według równania

N2O3 + H2O2HNO2

zaburzona (przesunięta w prawo) zostaje równowaga reakcji tlenków

NO + NO2N2O3

i tworzą się kolejne porcje N2O3, które następnie reagują z wodą zwiększając stężenie produktu.

W laboratorium kwas azotawy może być otrzymywany przez dodawanie do jego soli (np. azotynu sodu) nieutleniających kwasów mineralnych, np. rozcieńczonego kwasu siarkowego:

2NaNO2 + H2SO42HNO2 + Na2SO4

Właściwości chemiczne

Istnieje tylko w rozcieńczonych roztworach wodnych. Przy zatężaniu ulega dysproporcjonowaniu według równania

3HNO2HNO3 + 2NO + H2O

działając zarówno jako utleniacz, jak i reduktor. Trwalsze są jego sole i estryazotyny, stosowane m.in. do diazowania i konserwacji żywności (azotyny potasu i sodu) oraz w lecznictwie (azotyn amylu).

Oprócz estrów (R−ONO) w wyniku jego reakcji ze związkami organicznymi mogą powstawać także związki nitrowe (R−NO2).

Reakcja kwasu azotawego z pierwszorzędowymi aminami aromatycznymi nosi nazwę diazowania, a w jej wyniku powstają sole diazoniowe. Kwas azotawy do tych reakcji wytwarza się zwykle in situ z azotynów, np.[3]:

Synteza chlorku m-trifluorometylobenzenosulfonowego poprzez związek diazoniowy

Do wykrywania kwasu azotawego, zwykle generowanego poprzez zakwaszenie badanego roztworu azotynów, można wykorzystać odczynnik Griessa. Metoda ta pozwala także na oznaczanie azotanów po ich wstępnej redukcji do azotynów[4].

Tautomeria

Kwas azotawy powstaje jako jeden z produktów niskotemperaturowej fotolizy światłem UV kwasu azotowego w matrycy z zestalonego argonu. Dane spektralne w podczerwieni sugerują, że w warunkach tych występuje on w równowadze z mniej trwałym tautomerem, w którym atom wodoru połączony jest z atomem azotu[5]:

HO−N=O ⇌ H−NO2

Reakcji tej łatwiej powinien ulegać izomer trans trwalszego tautomeru HO−N=O, w którym atom wodoru znajduje się w pobliżu niewiążącej pary elektronowej atomu azotu.

Cząsteczka H−NO2 jest płaska, o symetrii C2v, a obliczenia wskazują, że jest o 25 kJ/mol mniej trwała od HO−N=O. Obliczone długości wiązań wynoszą 1,013 Å dla H−N i 1,201 Å dla N−O, a kąty ONO mają wartość 127,5°[5].

Wpływ na organizm człowieka

Kwas azotowy(III) jest jednym z czynników mutagennych, co oznacza, że jego wpływ na organizm jest bardzo negatywny. Usuwa grupę aminową guaniny, adeniny i cytozyny, zamieniając je odpowiednio w ksantynę, hipoksantynę i uracyl (deaminacja). Skutkiem ostateczny bezpośredniego działania kwasu azotawego są mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA[6].

Przypisy

  1. Kwas azotawy – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  2. Jolanta Sawicka, Anna Janich-Kilian, Wiesława Cejner-Mania, Gizela Urbańczyk: Tablice chemiczne. Gdańsk: Podkowa, 2001, s. 227. ISBN 8388834207.
  3. R. V. Hoffman. m-Trifluoromethylbenzenesulfonyl Chloride. „Org. Synth.”. 60, s. 121, 1981. DOI: 10.15227/orgsyn.060.0121. 
  4. Granger, Donald L., Taintor, Read R., Boockvar, Kenneth S., Hibbs Jr., John B. i inni. Measurement of nitrate and nitrite in biological samples using nitrate reductase and Griess reaction. „Methods in Enzymology”. 268, s. 142-151, 1996. DOI: 10.1016/S0076-6879(96)68016-1. 
  5. a b Thomas G. Koch, John R. Sodeau. Photochemistry of Nitric Acid in Low-Temperature Matrixes. „J. Phys. Chem.”. 99 (27), s. 10824–10829, 1995. DOI: 10.1021/j100027a023. 
  6. Witold Mizerski, Tablice biologiczne, Adamantan, Warszawa 2013, ISBN 978-83-7350-243-7, s. 302.