नाइट्राइट आयन: भौतिक और रासायनिक गुण, सूत्र, तैयारी

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-18 04:10

नाइट्राइट आयन एक ऐसा आयन है जिसमें एक नाइट्रोजन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। इस आयन में नाइट्रोजन का चार्ज +3 है, इसलिए पूरे आयन का चार्ज -1 है। कण असमान है। नाइट्राइट आयन का सूत्र NO₂^- है। आयनों में एक अरेखीय विन्यास होता है। इस कण वाले यौगिकों को नाइट्राइट कहा जाता है, उदाहरण के लिए सोडियम नाइट्राइट - NaNO₂, सिल्वर नाइट्राइट - AgNO_2।

भौतिक और रासायनिक गुण

क्षार, क्षारीय पृथ्वी और अमोनियम नाइट्राइट रंगहीन या थोड़े पीले रंग के क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं। पोटेशियम, सोडियम, बेरियम नाइट्राइट पानी, चांदी, पारा, कॉपर नाइट्राइट में अच्छी तरह से घुल जाते हैं - खराब। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, घुलनशीलता बढ़ती जाती है। लगभग सभी नाइट्राइट ईथर, अल्कोहल और कम-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में खराब घुलनशील होते हैं।

टेबल। कुछ नाइट्राइट्स की भौतिक विशेषताएं।

विशेषता	पोटेशियम नाइट्राइट	सिल्वर नाइट्राइट	कैल्शियम नाइट्राइट	बेरियम नाइट्राइट
टीpl, °С	440	120 (विघटित)	220 (विघटित)	277
∆H0रेव, kJ/mol	- 380, 0	- 40, 0	-766, 0	- 785, 5
एस0298, जम्मू/(मोलके)	117, 2	128, 0	175, 0	183, 0
पानी में घोल, 100 ग्राम में g	306, 7 (200सी)	0, 41 (250सी)	84, 5 (180सी)	67, 5 (200सी)

नाइट्राइट गर्मी के लिए बहुत प्रतिरोधी नहीं हैं: केवल क्षार धातु नाइट्राइट बिना अपघटन के पिघलते हैं। अपघटन के परिणामस्वरूप, गैसीय उत्पाद निकलते हैं - O₂ , NO, N₂, NO_{2, और ठोस पदार्थ - धातु ऑक्साइड या धातु ही। उदाहरण के लिए, सिल्वर नाइट्राइट (पहले से ही 40 डिग्री सेल्सियस पर) का अपघटन मौलिक चांदी और नाइट्रोजन ऑक्साइड (II) की रिहाई के साथ होता है:}

2AgNO₂=AgNO_{3 + Ag + NO↑}

चूंकि अपघटन बड़ी मात्रा में गैसों के निकलने के साथ होता है, प्रतिक्रिया विस्फोटक हो सकती है, उदाहरण के लिए, अमोनियम नाइट्राइट के मामले में।

रेडॉक्स गुण

नाइट्राइट आयन में नाइट्रोजन परमाणु में +3 का मध्यवर्ती आवेश होता है, यही कारण है कि नाइट्राइट को ऑक्सीकरण और कम करने दोनों गुणों की विशेषता होती है। उदाहरण के लिए, नाइट्राइट एक अम्लीय वातावरण में पोटेशियम परमैंगनेट के घोल को खराब कर देंगे, गुण दिखाएंगेआक्सीकारक:

5KNO₂ + 2KMnO₄ +3H₂SO₄ =3H₂O + 5KNO₃ + 2MnSO₄ + K 2_एसओ4

नाइट्राइट आयन एक कम करने वाले एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करते हैं, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के एक मजबूत समाधान के साथ प्रतिक्रिया में:

नहीं₂^- + एच₂ओ_{2=नहीं}3- ^{+ एच}2_ओ

सिल्वर ब्रोमेट (अम्लीय विलयन) के साथ बातचीत करते समय कम करने वाला एजेंट नाइट्राइट होता है। इस प्रतिक्रिया का उपयोग रासायनिक विश्लेषण में किया जाता है:

2NO₂^- + Ag⁺ + भाई₂ -^=2NO3- ^{+ AgBr↓}

गुणों को कम करने का एक और उदाहरण नाइट्राइट आयन के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया है - रंगहीन समाधानों की बातचीत [Fe(H₂O)_6] 2+ ^{भूरे रंग के साथ अम्लीय सोडियम नाइट्राइट घोल के साथ।}

NO2 का पता लगाने की सैद्धांतिक नींव¯

नाइट्रस एसिड, गर्म होने पर, नाइट्रिक ऑक्साइड (II) और नाइट्रिक एसिड बनाने के लिए अनुपातहीन हो जाता है:

HNO₂ + 2HNO₂=नहीं₃^- + एच₂ओ + 2एनओ↑ + एच⁺

इसलिए नाइट्रिक एसिड को उबालकर नाइट्रिक एसिड से अलग नहीं किया जा सकता है। जैसा कि समीकरण से देखा जा सकता है, नाइट्रस एसिड, विघटित, आंशिक रूप से नाइट्रिक एसिड में बदल जाता है, जिससे नाइट्रेट्स की सामग्री को निर्धारित करने में त्रुटियां होंगी।

लगभग सभी नाइट्राइट पानी में घुल जाते हैं, इन यौगिकों में सबसे कम घुलनशील सिल्वर नाइट्राइट है।

नाइट्राइट आयन हीयह रंगहीन है, इसलिए अन्य रंगीन यौगिकों के गठन की प्रतिक्रियाओं से इसका पता लगाया जाता है। रंगहीन धनायनों के नाइट्राइट भी रंगहीन होते हैं।

गुणवत्ता प्रतिक्रियाएं

नाइट्राइट आयनों को निर्धारित करने के कई गुणात्मक तरीके हैं।

1. रिएक्शन फॉर्मिंग K₃[Co(NO₂)_6].

एक परखनली में नाइट्राइट युक्त परीक्षण घोल की 5 बूंदें, कोबाल्ट नाइट्रेट के घोल की 3 बूंदें, एसिटिक एसिड की 2 बूंदें (पतला), पोटेशियम क्लोराइड के घोल की 3 बूंदें डालें। Hexanitrocob altate (III) K₃[Co(NO₂)_{6] बनता है - एक पीला क्रिस्टलीय अवक्षेपण। परीक्षण समाधान में नाइट्रेट आयन नाइट्राइट का पता लगाने में हस्तक्षेप नहीं करता है।}

2. आयोडाइड ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया।

नाइट्राइट आयन एक अम्लीय वातावरण में आयोडाइड आयनों का ऑक्सीकरण करते हैं।

2HNO₂ + 2I^- + 2H⁺ =2NO↑ + I 2_{↓ + 2H}2_O

अभिक्रिया के क्रम में तात्विक आयोडीन बनता है, जो स्टार्च के धुंधला होने से आसानी से पता चल जाता है। ऐसा करने के लिए, स्टार्च के साथ पहले से लगाए गए फिल्टर पेपर पर प्रतिक्रिया की जा सकती है। प्रतिक्रिया बहुत संवेदनशील है। नीला रंग नाइट्राइट के अंशों की उपस्थिति में भी दिखाई देता है: उद्घाटन न्यूनतम 0.005 एमसीजी है।

फिल्टर पेपर को स्टार्च के घोल से लगाया जाता है, एसिटिक एसिड के 2N घोल की 1 बूंद, प्रायोगिक घोल की 1 बूंद, पोटेशियम आयोडाइड के 0.1N घोल की 1 बूंद इसमें मिलाया जाता है। नाइट्राइट की उपस्थिति में, एक नीला वलय या धब्बा दिखाई देता है। आयोडीन के निर्माण के लिए अग्रणी अन्य ऑक्सीडेंट द्वारा जांच में हस्तक्षेप किया जाता है।

3. परमैंगनेट के साथ प्रतिक्रियापोटेशियम।

एक परखनली में पोटेशियम परमैंगनेट के घोल की 3 बूंदें, सल्फ्यूरिक एसिड (पतला) की 2 बूंदें डालें। मिश्रण को 50-60 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाना चाहिए। ध्यान से सोडियम या पोटेशियम नाइट्राइट की कुछ बूँदें डालें। परमैंगनेट विलयन रंगहीन हो जाता है। परीक्षण समाधान में मौजूद अन्य कम करने वाले एजेंट, परमैंगनेट आयन को ऑक्सीकरण करने में सक्षम, NO₂^{- की पहचान में हस्तक्षेप करेंगे।.}

4. आयरन सल्फेट (II) के साथ प्रतिक्रिया।

फेरस सल्फेट अम्लीय वातावरण में नाइट्राइट को नाइट्रेट में कम कर देता है (पतला सल्फ्यूरिक एसिड):

2KNO₂ (टीवी) + 2H₂SO₄ (अंतर) + 2FeSO₄ (ठोस)=2NO↑ + K₂SO₄ + Fe2_(एसओ4₎3 _{+ 2एच}2_ओ

परिणामी नाइट्रिक ऑक्साइड (II) Fe की अधिकता के साथ बनता है2+ (जिसने अभी तक प्रतिक्रिया नहीं की है) भूरे रंग के जटिल आयन:

NO + Fe²⁺=[FeNO]²⁺

NO + FeSO₄=[FeNO]SO₄

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नाइट्राइट्स तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करेंगे, और नाइट्रेट्स केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करेंगे। इसलिए, यह पतला एसिड है जो नाइट्राइट आयन का पता लगाने के लिए आवश्यक है।

5. एंटीपायरिन के साथ प्रतिक्रिया।

NO₂^{- एसिड माध्यम में एंटीपायरिन के साथ हरा घोल देता है।}

6. रिवानॉल के साथ प्रतिक्रिया।

NO₂^{-- एसिड माध्यम में रिवानॉल या एथैक्रिडीन (I) के साथ लाल घोल देता है।}

पानी में नाइट्राइट सामग्री का मात्रात्मक निर्धारण

गोस्ट के अनुसारपानी में नाइट्राइट आयनों की मात्रात्मक सामग्री दो फोटोमेट्रिक विधियों द्वारा निर्धारित की जाती है: सल्फानिलिक एसिड का उपयोग करके और 4-एमिनोबेंजेनसल्फोनामाइड का उपयोग करना। पहला आर्बिट्राज है।

नाइट्राइट्स की अस्थिरता के कारण, उन्हें नमूना लेने के तुरंत बाद निर्धारित किया जाना चाहिए, या 1 लीटर पानी में 1 मिलीलीटर सल्फ्यूरिक एसिड (केंद्रित) या 2-4 मिलीलीटर क्लोरोफॉर्म मिलाकर नमूनों को संरक्षित किया जा सकता है; आप नमूने को 4 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा कर सकते हैं।

टरबिड या रंगीन पानी को एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड से प्रति 250-300 मिली पानी में 2-3 मिली सस्पेंशन मिलाकर साफ किया जाता है। मिश्रण को हिलाया जाता है, स्पष्टीकरण के बाद विश्लेषण के लिए एक पारदर्शी परत ली जाती है।

सल्फानिलिक एसिड के साथ नाइट्राइट सामग्री का निर्धारण

विधि का सार: विश्लेषण किए गए नमूने के नाइट्राइट सल्फ़ानिलिक एसिड के साथ बातचीत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप नमक लाल-बैंगनी एज़ो डाई की रिहाई के साथ 1-नेफ्थाइलामाइन के साथ प्रतिक्रिया करता है, इसकी मात्रा फोटोमेट्रिक रूप से निर्धारित की जाती है, फिर की एकाग्रता पानी के नमूने में नाइट्राइट की गणना की जाती है। 1-नेफ्थाइलामाइन और सल्फ़ानिलिक एसिड और ग्रिज़ अभिकर्मक का हिस्सा हैं।

नाइट्राइट आयनों का निर्धारण: तकनीक

पानी के नमूने के 50 मिलीलीटर में, एसिटिक एसिड में ग्रिज़ अभिकर्मक के 2 मिलीलीटर घोल डालें। मिक्स करें और सामान्य तापमान पर 40 मिनट या पानी के स्नान में 50-60 डिग्री सेल्सियस पर 10 मिनट के लिए इनक्यूबेट करें। मिश्रण का ऑप्टिकल घनत्व तब मापा जाता है। एक खाली नमूने के रूप में, आसुत जल का उपयोग किया जाता है, जिसे विश्लेषण किए गए पानी के नमूने के समान ही तैयार किया जाता है। नाइट्राइट्स की सांद्रता की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

X=K∙A∙50∙f / वी, कहां: K गुणांक हैअंशांकन विशेषता, ए विश्लेषण किए गए पानी के नमूने के ऑप्टिकल घनत्व का सेट मान है, खाली नमूने के ऑप्टिकल घनत्व का सेट मान घटा है, 50 - वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क का आयतन, f - कमजोर पड़ने वाला कारक (यदि नमूना पतला नहीं था, f=1), V विश्लेषण के लिए लिए गए विभाज्य का आयतन है।

पानी में नाइट्राइट

अपशिष्ट जल में नाइट्राइट आयन कहाँ से आते हैं? वर्षा जल, सतह और भूजल में नाइट्राइट हमेशा कम मात्रा में मौजूद होते हैं। नाइट्राइट बैक्टीरिया द्वारा किए गए नाइट्रोजन युक्त पदार्थों के परिवर्तन में एक मध्यवर्ती चरण है। ये आयन अमोनियम केशन के नाइट्रेट्स (ऑक्सीजन की उपस्थिति में) के ऑक्सीकरण के दौरान बनते हैं और विपरीत प्रतिक्रियाओं में - अमोनिया या नाइट्रोजन में नाइट्रेट्स की कमी (ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में)। ये सभी प्रतिक्रियाएं बैक्टीरिया द्वारा की जाती हैं, और कार्बनिक पदार्थ नाइट्रोजन युक्त पदार्थों का स्रोत हैं। इसलिए, पानी में नाइट्राइट की मात्रात्मक सामग्री एक महत्वपूर्ण स्वच्छता संकेतक है। नाइट्राइट सामग्री के मानदंडों से अधिक पानी के मल प्रदूषण को इंगित करता है। पशुओं के खेतों, कारखानों, औद्योगिक उद्यमों से अपवाह का प्रवेश, जल निकायों का उन खेतों के पानी से प्रदूषण जहां नाइट्रोजन उर्वरकों का उपयोग किया गया था, पानी में नाइट्राइट की उच्च सामग्री के मुख्य कारण हैं।

प्राप्त

उद्योग में, सोडियम नाइट्राइट NaOH या Na₂ के साथ नाइट्रस गैस (NO₂ का मिश्रण) के अवशोषण द्वारा प्राप्त किया जाता है। CO _{समाधान 3 इसके बाद सोडियम नाइट्राइट क्रिस्टलीकरण:}

नहीं +NO₂ + 2NaOH (ठंडा)=2NaNO₂ + H_2O

ऑक्सीजन की उपस्थिति में प्रतिक्रिया सोडियम नाइट्रेट के निर्माण के साथ आगे बढ़ती है, इसलिए एनोक्सिक स्थितियां प्रदान की जानी चाहिए।

उद्योग में इसी विधि से पोटेशियम नाइट्राइट का उत्पादन किया जाता है। इसके अलावा, सोडियम और पोटेशियम नाइट्राइट को नाइट्रेट के साथ लेड का ऑक्सीकरण करके प्राप्त किया जा सकता है:

KNO₃ (संक्षिप्त) + Pb (स्पंज) + H₂O=KNO_{2+ पंजाब (ओएच)}2_↓

KNO₃ + Pb=KNO_{2 + PbO}

अंतिम प्रतिक्रिया 350-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होती है।