Kyselina hydrazoová - Hydrazoic acid

Kyselina hydrazoová
Struktura, vazba a rozměry molekuly azidu vodíku
Kyselina hydrazoová
Kyselina hydrazoová
Jména
Název IUPAC
Azid vodíku
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.029.059 Upravte to na Wikidata
UNII
Vlastnosti
HN3
Molární hmotnost43,03 g / mol
Vzhledbezbarvá, vysoce těkavá kapalina
Hustota1,09 g / cm3
Bod tání −80 ° C (−112 ° F; 193 K)
Bod varu 37 ° C (99 ° F; 310 K)
vysoce rozpustný
Rozpustnostrozpustný v alkálie, alkohol, éter
Kyselost (strK.A)4.6 [1]
Konjugovaná základnaAzide
Struktura
přibližně lineární
Nebezpečí
Hlavní nebezpečíVysoce toxický, výbušný, reaktivní
R-věty (zastaralý)R3, R27 / 28
S-věty (zastaralý)S33, S36 / 37, S38
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Související sloučeniny
jiný kationty
Azid sodný
Příbuzný dusík hydridy
Amoniak
Hydrazin
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Kyselina hydrazoová, také známý jako azid vodíku nebo azoimid,[2] je sloučenina s chemickým vzorcem HN3.[3] Je to bezbarvá, těkavá a výbušná kapalina při pokojové teplotě a tlaku. Je to sloučenina dusík a vodík, a je tedy a pnictogen hydrid. Poprvé byl izolován v roce 1890 Theodor Curtius.[4] Kyselina má několik aplikací, ale její konjugovaná báze, azid ion, je užitečný ve specializovaných procesech.

Kyselina hydrazoová, jako její kolega minerální kyseliny, je rozpustný ve vodě. Nezředěná kyselina hydrazoová je nebezpečně výbušná[5] s standardní entalpie formace ΔFHÓ (l, 298K) = +264 kJmol−1.[6] Po zředění lze s plynem a vodnými roztoky (<10%) bezpečně manipulovat.

Výroba

Kyselina se obvykle tvoří okyselením azidové soli azid sodný. Roztoky azidu sodného ve vodě obvykle obsahují stopová množství kyseliny hydrazoové v rovnováze s azidovou solí, ale zavedení silnější kyseliny může převést primární složku v roztoku na kyselinu hydrazoovou. Čistá kyselina může být následně získána frakční destilace jako extrémně výbušná bezbarvá kapalina s nepříjemným zápachem.[2]

NaN3 + HCl → HN3 + NaCl

Jeho vodný roztok lze také připravit zpracováním azid barnatý roztok se zředí kyselina sírová, filtrování nerozpustného síran barnatý.[7]

Původně byl připraven reakcí vodného roztoku hydrazin s kyselina dusitá.

N2H4 + HNO2 → HN3 + 2 H2Ó

Další oxidační činidla, jako např peroxid vodíku, nitrosylchlorid, trichloramin nebo kyselina dusičná, lze také použít.[8]

Reakce

Ve svých vlastnostech vykazuje kyselina hydrazoová určitou analogii s halogenovými kyselinami, protože tvoří špatně rozpustné (ve vodě) soli olova, stříbra a rtuti (I). Všechny kovové soli krystalizují v bezvodé formě a při zahřátí se rozkládají a zanechávají zbytek čistého kovu.[2] Je to slabá kyselina (strK.A = 4.75.[6]) Jeho soli těžkých kovů jsou výbušné a snadno interagují s alkyljodidy. Azidové těžší alkalické kovy (kromě lithium ) nebo kovy alkalických zemin nejsou výbušné, ale při zahřátí se rozkládají kontrolovanějším způsobem a uvolňují se spektroskopicky čisté N
2 plyn.[9] Roztoky kyseliny hydrazoové rozpouštějí mnoho kovů (např. zinek, žehlička ) s uvolňováním vodíku a tvorbou solí, které se nazývají azidy (dříve také nazývané azoimidy nebo hydrazoáty).

Kyselina hydrazoová může reagovat s karbonylovými deriváty, včetně aldehydů, ketonů a karboxylových kyselin, za vzniku aminu nebo amidu s vyloučením dusíku. Tomu se říká Schmidtova reakce nebo Schmidtův přesmyk.

Rozpuštěním v nejsilnějších kyselinách vznikají výbušné soli obsahující H
2N = N = N+
 ion, například:[9]

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

Iont H
2N = N = N+
 je izoelektronický na diazomethan.

Rozklad kyseliny hydrazoové vyvolaný rázem, třením, jiskrou atd. Probíhá následovně:

2 HN
3 → H
2 + 3 N
2

Toxicita

Kyselina hydrazoová je těkavá a vysoce toxická. Má pronikavý zápach a jeho páry mohou působit prudce bolesti hlavy. Sloučenina působí jako nekumulativní jed.

Aplikace

2-furonitril byl farmaceutický meziprodukt a potenciální umělé sladidlo připraven v dobrém výtěžku zpracováním furfural se směsí kyseliny hydrazoové (HN3) a kyselina chloristá v přítomnosti chloristanu hořečnatého v benzen roztok při 35 ° C.[10][11]

The veškerý jódový laser v plynné fázi (AGIL) smísí plynnou kyselinu hydrazoovou s chlór vyrábět vzrušený chlorid dusičitý, který se pak používá k vyvolání jód lasovat; tím se zabrání požadavkům na kapalnou chemii COIL lasery.

Reference

  1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Anorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN  0-07-049439-8
  2. ^ A b C Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Azoimid". Encyklopedie Britannica. 3 (11. vydání). Cambridge University Press. 82–83. Obsahuje také podrobný popis současného výrobního procesu.
  3. ^ Slovník anorganických a organokovových sloučenin. Chapman & Hall.
  4. ^ Curtius, Theodor (1890). „Ueber Stickstoffwasserstoffsäure (Azoimid) N3H [Na kyselině hydrazoové (azoimid) N3H]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 23 (2): 3023–3033. doi:10.1002 / cber.189002302232.
  5. ^ Furman, David; Dubníková, Faina; van Duin, Adri C. T .; Zeiri, Jehuda; Kosloff, Ronnie (10.03.2016). "Pole reaktivních sil pro kapalné kyseliny hydrazoové s aplikacemi v detonační chemii". The Journal of Physical Chemistry C. 120 (9): 4744–4752. doi:10.1021 / acs.jpcc.5b10812. ISSN  1932-7447.
  6. ^ A b Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). "Kapitola 15: Skupina 15 prvků". Anorganic Chemistry, 3. vydání. Pearson. p. 449. ISBN  978-0-13-175553-6.
  7. ^ L. F. Audrieth, C. F. Gibbs Hydrogen Azide ve vodném a éterickém roztoku "Anorganic Syntheses 1939, sv. 1, str. 71-79.
  8. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. p. 432. ISBN  978-0-08-037941-8.
  9. ^ A b Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). "Dusíková skupina". Anorganická chemie. Akademický tisk. p. 625. ISBN  978-0-12-352651-9.
  10. ^ P. A. Pavlov; Kul'nevich, V. G. (1986). "Syntéza 5-substituovaných furannitrilů a jejich reakce s hydrazinem". Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii. 2: 181–186.
  11. ^ B. Bandgar; Makone, S. (2006). "Organické reakce ve vodě. Transformace aldehydů na nitrily pomocí NBS za mírných podmínek". Syntetická komunikace. 36 (10): 1347–1352. doi:10.1080/00397910500522009. S2CID  98593006.

externí odkazy