Гидразойная кислота - Hydrazoic acid

Гидразойная кислота
Структура, связь и размеры молекулы азида водорода
Гидразойная кислота
Гидразойная кислота
Имена
Название ИЮПАК
Азид водорода
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.029.059 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Свойства
HN3
Молярная масса43,03 г / моль
Внешностьбесцветная, легколетучая жидкость
Плотность1,09 г / см3
Температура плавления -80 ° С (-112 ° F, 193 К)
Точка кипения 37 ° С (99 ° F, 310 К)
хорошо растворим
Растворимостьрастворим в щелочь, алкоголь, эфир
Кислотность (пKа)4.6 [1]
Основание конъюгатаАзид
Структура
приблизительно линейный
Опасности
Основной опасностиСильнотоксичный, взрывоопасный, реактивный
R-фразы (устарело)R3, R27 / 28
S-фразы (устарело)S33, S36 / 37, S38
NFPA 704 (огненный алмаз)
Родственные соединения
Другой катионы
Азид натрия
Связанный азот гидриды
Аммиак
Гидразин
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверятьY проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Гидразойная кислота, также известен как азид водорода или азоимид,[2] представляет собой соединение с химической формулой HN3.[3] Это бесцветная, летучая и взрывоопасная жидкость при комнатной температуре и давлении. Это соединение азот и водород, и поэтому гидрид пниктогена. Впервые он был изолирован в 1890 г. Теодор Курций.[4] Кислота имеет несколько применений, но ее сопряженное основание, то азид ion, полезен в специализированных процессах.

Гидразойная кислота, как и ее собрат минеральные кислоты, растворим в воде. Неразбавленная азотная кислота опасно взрывоопасна.[5] с стандартная энтальпия образования ΔжЧАСо (l, 298K) = +264 кДжмоль−1.[6] При разбавлении газ и водные растворы (<10%) можно безопасно обрабатывать.

Производство

Кислота обычно образуется при подкислении азидной соли, такой как азид натрия. Обычно растворы азида натрия в воде содержат следовые количества азида кислоты в равновесии с солью азида, но введение более сильной кислоты может преобразовать первичные частицы в растворе в азидную кислоту. Затем чистую кислоту можно получить фракционная перегонка как чрезвычайно взрывоопасная бесцветная жидкость с неприятным запахом.[2]

NaN3 + HCl → HN3 + NaCl

Его водный раствор также можно приготовить обработкой азид бария раствор с разбавленным серная кислота, фильтруя нерастворимые сульфат бария.[7]

Первоначально он был получен реакцией водного гидразин с участием азотистая кислота.

N2ЧАС4 + HNO2 → HN3 + 2 часа2О

Другие окислители, такие как пероксид водорода, нитрозилхлорид, трихлорамин или азотная кислота, также можно использовать.[8]

Реакции

По своим свойствам гидразойная кислота проявляет некоторую аналогию с галогеновыми кислотами, так как образует малорастворимые (в воде) соли свинца, серебра и ртути (I). Все соли металлов кристаллизуются в безводной форме и разлагаются при нагревании, оставляя остаток чистого металла.[2] Это слабая кислота (pKа = 4.75.[6]) Его соли тяжелых металлов взрывоопасны и легко взаимодействуют с алкилйодиды. Азиды более тяжелых щелочных металлов (исключая литий ) или щелочноземельные металлы не взрывоопасны, но разлагаются более контролируемым образом при нагревании, выделяя спектроскопически чистый N
2 газ.[9] Растворы азойной кислоты растворяют многие металлы (например, цинк, утюг ) с выделением водорода и образованием солей, которые называются азиды (ранее также называемые азоимидами или гидразоатами).

Гидразойная кислота может реагировать с карбонильными производными, включая альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты, с образованием амина или амида с вытеснением азота. Это называется Реакция Шмидта или перестановка Шмидта.

При растворении в сильнейших кислотах образуются взрывоопасные соли, содержащие ЧАС
2N = N = N+
 ion, например:[9]

HN = N = N + HSbCl
6 → [ЧАС
2N = N = N]+
[SbCl
6]−

Ион ЧАС
2N = N = N+
 является изоэлектронный к диазометан.

Разложение азотной кислоты при ударе, трении, искре и т. Д. Происходит следующим образом:

2 HN
3 → ЧАС
2 + 3 N
2

Токсичность

Гидразойная кислота летучая и очень токсичная. Он имеет резкий запах, и его пары могут вызывать сильные головные боли. Соединение действует как некумулятивный яд.

Приложения

2-фуронитрил, фармацевтический промежуточный продукт и потенциальный искусственный подслащивающий агент был получен с хорошим выходом путем обработки фурфурол со смесью азотной кислоты (HN3) и хлорная кислота в присутствии перхлората магния в бензол раствор при 35 ° C.[10][11]

В полностью газофазный йодный лазер (AGIL) смешивает газообразную азотную кислоту с хлор произвести взволнованный хлорид азота, который затем используется, чтобы вызвать йод лазить; это позволяет избежать требований жидкой химии COIL лазеры.

использованная литература

  1. ^ Прадёт Патнаик. Справочник неорганических химикатов. Макгроу-Хилл, 2002 г., ISBN  0-07-049439-8
  2. ^ а б c Чисхолм, Хью, изд. (1911). «Азоимид». Британская энциклопедия. 3 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 82–83. Он также содержит подробное описание одновременного производственного процесса.
  3. ^ Словарь неорганических и металлоорганических соединений. Чепмен и Холл.
  4. ^ Курций, Теодор (1890). "Ueber Stickstoffwasserstoffsäure (Азоимид) N3ЧАС" [О азоимиде азоимидазойной кислоты N3ЧАС]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 23 (2): 3023–3033. Дои:10.1002 / cber.189002302232.
  5. ^ Фурман, Дэвид; Дубникова, Фаина; van Duin, Adri C.T .; Зейри, Иегуда; Кослофф, Ронни (2016-03-10). «Поле реактивных сил для жидкой азотной кислоты с приложениями к детонационной химии». Журнал физической химии C. 120 (9): 4744–4752. Дои:10.1021 / acs.jpcc.5b10812. ISSN  1932-7447.
  6. ^ а б Кэтрин Э. Хаукрофт; Алан Г. Шарп (2008). «Глава 15: Группа 15 элементов». Неорганическая химия, 3-е издание. Пирсон. п. 449. ISBN  978-0-13-175553-6.
  7. ^ L. Ф. Одриет, К. Ф. Гиббс Азид водорода в водном и эфирном растворе "Неорганический синтез, 1939, том 1, стр. 71-79.
  8. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. п. 432. ISBN  978-0-08-037941-8.
  9. ^ а б Эгон Виберг; Нильс Виберг; Арнольд Фредерик Холлеман (2001). «Азотная группа». Неорганическая химия. Академическая пресса. п. 625. ISBN  978-0-12-352651-9.
  10. ^ Павлов П.А.; Кульневич, В. Г. (1986). «Синтез 5-замещенных фураннитрилов и их реакция с гидразином». Химия Гетероциклических Соединений. 2: 181–186.
  11. ^ Б. Бандгар; Маконе, С. (2006). «Органические реакции в воде. Превращение альдегидов в нитрилы с использованием NBS в мягких условиях». Синтетические коммуникации. 36 (10): 1347–1352. Дои:10.1080/00397910500522009. S2CID  98593006.

внешние ссылки