Азотоводородна киселина

Азотноводородна киселина
	Назив според МСЧПХ Hydrogen azide
	Други називи Hydrogen azide; Azoimide; Azic acid
Назнаки
CAS-бр.	7782-79-8
ChEBI	CHEBI:29449
ChEMBL	ChEMBL186537
ChemSpider	22937
EC-број	231-965-8
Гмелин	773
	InChI InChI=1S/HN3/c1-3-2/h1H ; Клуч: JUINSXZKUKVTMD-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/HN3/c1-3-2/h1H; Клуч: JUINSXZKUKVTMD-UHFFFAOYAO ;
3Д-модел (Jmol)	Слика; Слика
PubChem	24530
	SMILES [N-]=[N+]=N ; N#[N+][N-H] ;
UNII	6P5C4D5D7I
Својства
Хемиска формула
Моларна маса	0 g mol−1
Изглед	безбоен, многу испарлива течност
Густина	1,09 g/cm3
Точка на топење
Точка на вриење
Растворливост во вода	многу растворлив
Растворливост	растворлив во alkali, алкохол, етер
Киселост (pKa)	4.6
Конјуг. база	Азид
Структура
Геометрија на молекулата	приближно линеарен
Опасност
	Безбедност при работа:
Главни опасности	Многу отровен, експлозивен, реактивен
	GHS-ознаки:
Пиктограми	Предлошка:GHS01
Сигнални зборови	Опасност
NFPA 704	4 0 3
Слични супстанци
Други катјони	Натриум азид; Литиум азид; Калиум азид
Дополнителни податоци
	(што е ова?) (провери); Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
	Наводи

Азотоводородна киселина, исто така позната како водород азид, азинска киселина или азоимид^[2] — соединение со хемиска формула HN
3.^[3] Тоа е безбојна, испарлива и експлозивна течност на собна температура и притисок. Тоа е соединение од азот и водород и затоа е пниктоген хидрид. За првпат била изолирана во 1890 година од Теодор Курциус.^[4] Киселината има малку примени, но нејзината конјугирана база, азидниот јон, е корисен во специјализирани процеси.

Азотоводородната киселина, како и други минерални киселини, е растворлива во вода. Неразредената азотоводородна киселина е опасно експлозивна^[5] со стандардна енталпија на образување Δ _f H ^o (l, 298K) = +264 kJ/mol.^[6] Разредени, гасот и водените раствори (<10%) можат безбедно да се подготват, но треба веднаш да се употребат. Поради нејзината ниска точка на вриење, азотоводородната киселина се збогатува при испарување и кондензација, така што разредените раствори што не се способни за експлозија може да образуваат капки во главниот простор на контејнерот или реакторот што можат да експлодираат.

Производство

Киселината обично се образува со закиселување на азидна сол како што е натриум азидот. Нормално, растворите на натриум азид во вода содржат траги на азотоводородна киселина во рамнотежа со азидната сол, но воведувањето на посилна киселина може да ги претвори примарните видови во растворот во азотоводородна киселина. Чистата киселина може последователно да се добие со фракциона дестилација како крајно експлозивна безбојна течност со непријатен мирис.^[2]

NaN
3 + HCl → HN
3 + NaCl

Нејзиниот воден раствор може да се подготви и со обработка на раствор на бариум азид со разредена сулфурна киселина, со филтрирање на нерастворливиот бариум сулфат.

Првично била подготвена со реакција на воден хидразин со азотеста киселина:

N
2H
4 + HNO
2 → HN
3 + 2 H
2O

Со хидразиниумов катјон [N
2H
5]+
оваа реакција е напишана како:

[N
2H
5]+
+ HNO
2 → HN
3 + H
2O + [H
3O]+

За производство на азотоводородна киселина од хидразин, исто така може да се користат други оксидирачки агенси како што се водородот пероксид, нитросилот хлорид, трихлораминот или азотната киселина.

Уништување пред отстранување

Азотоводородната киселина реагира со азотестата киселина:

HN
3 + HNO
2 → N
2O + N
2 + H
2O

Оваа реакција вклучува соединенија со азот во четири различни состојби на оксидација, што ја прави невообичаена.

Реакции

Во своите својства азотоводородната киселина покажува одредена аналогија со халогените киселини, бидејќи образува слабо растворливи (во вода) соли на олово, сребро и жива(I). Сите метални соли кристализираат во безводен облик и се распаѓаат при загревање, оставајќи остаток од чист метал. Таа е слаба киселина (p K _a = 4,75^[6]). Нејзините соли на тешки метали се експлозивни и лесно комуницираат со алкил јодидите. Азидите на потешките алкални метали (со исклучок на литиумот) или земноалкалните метали не се експлозивни, туку се разградуваат на поконтролиран начин при загревањето, ослободувајќи спектроскопски чист гас N
2.^[7] Растворите на азотоводородна киселина раствораат многу метали (на пр. цинк, железо) со ослободување на водород и образување соли, кои се нарекуваат азиди (порано исто така наречени азоимиди или хидразоати).

Азотоводородната киселина може да реагира со карбонилни деривати, вклучувајќи алдехиди, кетони и карбоксилни киселини, при што се добива амин или амид, со исфрлање на азот. Ова се нарекува Шмитова реакција или Шмитово преуредување.

Со растворање во најсилните киселини се добиваат експлозивни соли кои го содржат јонот на аминодиазониум [H
2N=N=N]+
⇌ [H
2N–N≡N]+
, на пример:^[7]

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

Јонот [H
2N=N=N]+
е изоелектронски со диазометанот H
2C=N+
=N−
.

Разградувањето на азотоводородната киселина, предизвикано од удар, триење, искра итн. произведува азот и водород:

2 HN
3 → H
2 + 3 N
2

Азотоводородната киселина се подложува на едномолекуларно разградување со доволно енергија:

HN
3 → NH + N
2

Најниската енергетска патека произведува NH во тројна (триплет) состојба, што ја прави спин-забранета реакција. Ова е една од ретките реакции чија брзина е одредена за посебни количини на вибрациона енергија во основната електронска состојба, со ласерски фотодисоцијациски проучувања.^[8] Дополнително, овие едномолекуларни вредности биле теоретски анализирани, а експерименталните и пресметаните вредности се во разумна согласност.^[9]

Отровност

Азотоводородната киселина е испарлива и многу отровна. Има лут мирис и нејзината пареа може да предизвика силни главоболки. Соединението делува како некумулативен отров.

Примени

2-Фуронитрил, фармацевтски меѓупроизвод и потенцијално вештачко засладувачко средство се подготвува со добар принос со третирање на фурфурал со мешавина од азотоводородна киселина (HN
3) и перхлорна киселина (HClO
4) во присуство на магнезиум перхлорат во раствор на бензен на 35 °C.^[10]^[11]

Целосно гасофазен јоден ласер (AGIL) меша гасовита азотоводородна киселина со хлор за да произведе побуден азот хлорид, кој потоа се користи за да предизвика јодот да премине во ласерска состојба. На овој начин се избегнуваат барањата на течната хемија за КОИЛ ласерите.

Наводи

↑ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
↑ ^2,0 ^2,1 Chisholm, Hugh, уред. (1911). Encyclopædia Britannica. 3 (11. изд.). Cambridge University Press. стр. 82–83. Отсутно или празно |title= (help)
↑ Dictionary of Inorganic and Organometallic Compounds. Chapman & Hall.
↑ Curtius, Theodor (1890). „Ueber Stickstoffwasserstoffsäure (Azoimid) N₃H“ [On hydrazoic acid (azoimide) N₃H]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 23 (2): 3023–3033. doi:10.1002/cber.189002302232.
↑ Furman, David; Dubnikova, Faina; van Duin, Adri C. T.; Zeiri, Yehuda; Kosloff, Ronnie (2016-03-10). „Reactive Force Field for Liquid Hydrazoic Acid with Applications to Detonation Chemistry“. The Journal of Physical Chemistry C. 120 (9): 4744–4752. Bibcode:2016APS..MARH20013F. doi:10.1021/acs.jpcc.5b10812. ISSN 1932-7447.
↑ ^6,0 ^6,1 Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). „Chapter 15: The group 15 elements“. Inorganic Chemistry, 3rd Edition. Pearson. стр. 449. ISBN 978-0-13-175553-6.
↑ ^7,0 ^7,1 Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). „The Nitrogen Group“. Inorganic chemistry. Academic Press. стр. 625. ISBN 978-0-12-352651-9.
↑ Foy, B.R.; Casassa, M.P.; Stephenson, J.C.; King, D.S. (1990). „Overtone-excited HN₃ (X1A') - Anharmonic resonance, homogeneous linewidths, and dissociation rates“. Journal of Chemical Physics. 92: 2782–2789. doi:10.1063/1.457924.
↑ Besora, M.; Harvey, J.N. (2008). „Understanding the rate of spin-forbidden thermolysis of HN₃ and CH₃N₃“. Journal of Chemical Physics. 129 (4): 044303. doi:10.1063/1.2953697. PMID 18681642.
↑ P. A. Pavlov; Kul'nevich, V. G. (1986). „Synthesis of 5-substituted furannitriles and their reaction with hydrazine“. Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii. 2: 181–186.
↑ B. Bandgar; Makone, S. (2006). „Organic reactions in water. Transformation of aldehydes to nitriles using NBS under mild conditions“. Synthetic Communications. 36 (10): 1347–1352. doi:10.1080/00397910500522009.