Ácido nitroso (HNO2): estrutura, propriedades, síntese

O ácido nitroso é um ácido inorgânico fraco, a fórmula química HNO 2 . É encontrado principalmente em solução aquosa com uma coloração azul pálida. É muito instável e decompõe-se rapidamente em óxido nítrico, NO e ácido nítrico, HNO 3 .

Geralmente é encontrado em solução aquosa na forma de nitritos. Ele também vem naturalmente da atmosfera como resultado da reação do óxido nítrico com a água. Lá, especificamente na troposfera, o ácido nitroso está envolvido na regulação da concentração de ozônio.

Ácido nitroso (HNO2): estrutura, propriedades, síntese 1

Solução de ácido nitroso em um copo. Fonte: Nenhum autor legível por máquina é fornecido. O cientista louco ~ commonswiki assumiu (com base em reivindicações de direitos autorais). [Domínio público]

Na imagem acima, é mostrada uma solução de HNO 2, na qual a cor azul pálida característica deste ácido pode ser vista. É sintetizado dissolvendo trióxido de nitrogênio, N 2 O 3 , em água. É também o produto da acidificação de soluções de nitrito de sódio a baixas temperaturas.

O HNO 2 tem pouco uso comercial, sendo utilizado na forma de nitrito na preservação de carne. Por outro lado, é usado na elaboração de corantes azo.

É utilizado, juntamente com o tiossulfato de sódio, no tratamento de pacientes com intoxicação por cianeto de sódio. Mas, é um agente mutagênico, e acredita-se que possa causar substituições nas bases das cadeias de DNA, através de uma desaminação oxidativa da citosina e adenina.

O ácido nitroso tem um comportamento duplo, pois pode se comportar como um agente oxidativo ou como um agente redutor; isto é, pode ser reduzido a NO ou N 2 ou oxidado a HNO 3 .

Estrutura de ácido nitroso

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Isômeros cis (esquerda) e trans (direita) com as respectivas estruturas moleculares do HNO2. Fonte: Ben Mills [domínio público].

A estrutura molecular do ácido nitroso é mostrada na imagem acima usando um modelo de esferas e barras. O átomo de nitrogênio (esfera azul) está localizado no centro da estrutura, formando uma ligação dupla (N = O) e uma ligação simples (NO) com os átomos de oxigênio (esferas vermelhas).

Observe que o átomo de hidrogênio (esfera branca) está ligado a um dos oxigênio e não diretamente ao nitrogênio. Portanto, sabendo disso, a fórmula estrutural do HNO 2 é [HO-N = O] ou [NO (OH)] e não existe essa ligação HN (como a fórmula química pode sugerir).

As moléculas da imagem correspondem às de uma fase gasosa; na água, eles são cercados por moléculas de água, que podem aceitar o íon hidrogênio (fracamente) para formar íons NO 2 e H 3 O + .

Suas estruturas podem assumir duas formas: cis ou trans, chamadas isômeros geométricos. No isômero cis, o átomo H é eclipsado com o átomo de oxigênio vizinho; enquanto no isômero trans, ambos estão em posições opostas ou opostas.

No isômero cis, é provável a formação de uma ponte intramolecular de hidrogênio (OH-NO), o que pode implicar as pontes intermoleculares (ONOH-ONOH).

Propriedades

Nomes químicos

-Ácido nitroso

-Ácido dioxonítrico (III)

Hidróxido de nitrosilo

-Hidronitrogênio do hidróxido (Nome sistemático IUPAC)

Descrição física

Líquido azul pálido, correspondente à solução de nitrito.

Peso molecular

47,013 g / mol.

Constante de dissociação

É um ácido fraco. Seu pKa é de 3,35 a 25 ° C.

Ponto de fusão

Só é conhecido em solução. Portanto, seu ponto de fusão não pode ser calculado, nem seus cristais podem ser isolados.

Ponto de ebulição

Na ausência de água pura, mas na água, as medidas dessa propriedade não são precisas. Por um lado, depende da concentração de HNO 2 e, por outro, seu aquecimento causa sua decomposição. É por isso que um ponto de ebulição exato não é relatado.

Formação de sal

Formar nitritos solúveis em água com Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ . Porém, não forma sais com cátions polivalentes, como: Al 3+ e / ou Be 2+ (devido à sua alta densidade de carga). É capaz de formar ésteres estáveis ​​com álcoois.

Potencial de incêndio

É inflamável por reações químicas. Pode explodir em contato com tricloreto de fósforo.

Decomposição

É um composto muito instável e, em solução aquosa, decompõe-se em óxido nítrico e ácido nítrico:

2 HNO 2 => NO 2 + NO + H 2 S

4 HNO 2 => 2 HNO 3 + N 2 O + H 2 O

Agente redutor

O ácido nitroso em solução aquosa vem na forma de íons nitrito, NO 2 , que sofrem várias reações de redução.

Reage com os íons I e Fe 2+ , na forma de nitrito de potássio, para formar óxido nítrico:

2 KNO 2 + Kl + H 2 SO 4 => I 2 + 2 NO + 2 H 2 O + K 2 SO 2

O nitrito de potássio na presença de íons estanho é reduzido para formar óxido nitroso:

KNO 2 + 6 HCl + 2 SnCl 2 => 2 SnCl 4 + N 2 O + 3 H 2 O + 2 KCl

O nitrito de potássio é reduzido por Zn em meio alcalino, formando amônia:

5 H 2 O + KNO 2 + 3 Zn => NH 3 + KOH + 3 Zn (OH) 2

Oxidante

Além de ser um agente redutor, o ácido nitroso pode intervir nos processos de oxidação. Por exemplo: oxida o sulfeto de hidrogênio, tornando-se óxido nítrico ou amônia, dependendo da acidez do meio em que a reação ocorre.

2 HNO 2 + H 2 S => S + 2 NO 2 + H 2 O

HNO 2 + 3 H 2 S => S + NH 3 + 2H 2 O

O ácido nitroso, em um meio de pH ácido, pode oxidar o íon iodeto em iodo.

HNO 2 + I + 6H + => I 3 2 + NH 3 + 2H 2 O

Também pode atuar como um agente redutor que atua no Cu 2+ , causando ácido nítrico.

Nomenclatura

O HNO 2 pode receber outros nomes, que dependem do tipo de nomenclatura. O ácido nitroso corresponde à nomenclatura tradicional; ácido dioxonítrico (III), na nomenclatura conservada em estoque; e dioxonitrato de hidrogênio (III), sistematicamente.

Síntese

O ácido nitroso pode ser sintetizado dissolvendo o trióxido de nitrogênio na água:

N 2 O 3 + H 2 O => 2 HNO 2

Outro método de preparação consiste na reação do nitrito de sódio, NaNO 3 , com ácidos minerais; tais como ácido clorídrico e ácido bromídrico. A reação é realizada a baixa temperatura e o ácido nitroso é consumido in situ.

NaNO 3 + H + => HNO 2 + Na +

O íon H + vem de HCl ou HBr.

Riscos

Dadas suas propriedades e características químicas, há pouca informação sobre os efeitos tóxicos diretos do HNO 2 . Talvez alguns efeitos nocivos que se acredita serem produzidos por esse composto sejam realmente causados ​​pelo ácido nítrico, que pode ser produzido pela decomposição do ácido nitroso.

Destaca-se que o HNO 2 pode ter efeitos deletérios no trato respiratório e ser capaz de produzir sintomas de irritação em pacientes asmáticos.

Na forma de nitrito de sódio, é reduzido pela desoxihemoglobina, produzindo óxido nítrico. Este é um potente vasodilatador que produz relaxamento dos músculos lisos vasculares, sendo estimada uma dose de LD50 de 35 mg / kg para consumo oral em humanos.

A toxicidade do nitrito de sódio manifesta-se com colapso cardiovascular, seguido de hipotensão severa, devido à ação vasodilatadora do óxido nítrico, produzido a partir do nitrito.

O dióxido de nitrogênio, NO 2 , presente no ar poluído (poluição atmosférica), sob certas condições, pode causar ácido nitroso; que, por sua vez, pode reagir com aminas para formar nitrosaminas, uma gama de compostos cancerígenos.

Uma reação semelhante ocorre com a fumaça do cigarro. Foram encontrados resíduos de nitrosamina aderidos ao revestimento interior dos veículos para fumar.

Usos

Produção de sal de diazônio

O ácido nitroso é utilizado na indústria na produção de sais de diazônio, por meio de sua reação com aminas e fenóis aromáticos.

HNO 2 + ArNH 2 + H + => = NAr ArNH + H 2 S

Os sais de diazônio são usados ​​em reações de síntese orgânica; por exemplo, na reação de Sandmeyer. Nesta reacção a substituição de um grupo amino (H ocorre 2 N), a grupos amina aromáticas primárias por Cl , Br e CN . Para obter esses produtos aromáticos, são necessários sais cuprosos.

Os sais de diazônio podem formar compostos azo brilhantes que são usados ​​como corantes e também servem como um teste qualitativo para detectar a presença de aminas aromáticas.

Eliminação da azida de sódio

O ácido nitroso é usado para a eliminação da azida de sódio (NaN 3 ), que é potencialmente perigosa devido à sua tendência a explodir.

2 NaN 3 + 2 HNO 2 => 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH

Síntese de oximas

O ácido nitroso pode reagir com grupos cetônicos para formar oximas. Estes podem ser oxidados para formar ácidos carboxílicos ou reduzidos para causar aminas.

Este processo é usado na preparação comercial de ácido adípico, um monômero usado na produção de nylon. Também está envolvida na produção de poliuretano e seus ésteres são plastificantes, principalmente em PVC.

Na sua forma de sal

O ácido nitroso, na forma de nitrito de sódio, é utilizado no tratamento e preservação de carne; pois, impede o crescimento bacteriano e é capaz de reagir com a mioglobina, produzindo uma cor vermelha escura que torna a carne mais atraente para o consumo.

Este mesmo sal é utilizado, juntamente com o tiossulfato de sódio, no tratamento intravenoso de um envenenamento com cianeto de sódio.

Referências

  1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Química Orgânica Aminas (10 ª edição). Wiley Plus
  2. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica (Quarta edição). Mc Graw Hill
  3. PubChem (2019). Ácido nitroso Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Softschools (2019). Ácido nitroso Recuperado de: Softschools.com
  5. Wikipedia (2019). Ácido nitroso Recuperado de: en.wikipedia.org
  6. Sociedade Real de Química. (2015). Ácido nitroso Recuperado de: chemspider.com
  7. Enciclopédia do Novo Mundo. (2015). Ácido nitroso Recuperado em: newworldencyclopedia.org
  8. Drugbank. (2019). Ácido nitroso Recuperado de: drugbank.ca
  9. Formulação química (2018). HNO 2 . Recuperado de: formulacionquimica.com

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