亞硝酸

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硝酸是N(III)對應的含氧酸,是一種弱酸,電離平衡常數Ka=6.0E-4,只能存在於很稀的冷溶液中,溶液濃縮或加熱時,就分解成H2O和N2O3,後者又會分解成NO2和NO。

簡介

  亞硝酸是一種無機弱酸,是區分伯、仲、叔脂肪胺或芳香胺的鑒定試劑。亞硝酸僅存在於稀的水溶液

亞硝酸

中,由金屬離子硝酸根離子組成的化合物,硝酸鹽極易溶於水,所以溶液中硝酸根不與其他陽離子反應,硝酸鹽大量存在於自然界中,主要來源是固氮菌固氮形成,或在閃電的高溫下空氣中的氮氣與氧氣直接化合成氧化物,溶於雨水形成硝酸,在與地面礦物反應生成硝酸鹽。

化學性質

  分子式:HNO2 分子量:47.013 鍵長:N—OH為143pm,N—O為118pm。 鍵角:HON為102°,ONO為111°。   化學式HNO2。亞硝酸僅存在於稀的水溶液中,是一種弱酸,不穩定,易分解成NO2和NO,也能發生如下歧化反應:   3HNO2─→HNO3+2NO+H2O   在亞硝酸中氮原子的氧化數是+3,是一種中間氧化態,因此,亞硝酸既具有氧化性,又具有還原性,而氧化性比還原性更為突出。例如,它在水溶液中能將I-離子氧化為單質碘:   2HNO2+2I-+2H+─→I2+2NO+2H2O   這個反應可用於分析測定。在多數的情況下,亞硝酸可還原成氧化氮NO,也可還原成氧化二氮N2O、氮、胲NH2OH或氨NH3。它被氧化時,即成為硝酸。 將二氧化氮和氧化氮的混合溶解在接近零度的水中,即生成亞硝酸的水溶液:   NO2+NO+H2O─→2HNO2   亞硝酸鹽溶液中加入酸,也可得到亞硝酸的溶液:   NaNO2+HCl─→HNO2+NaCl   亞硝酸也可用NO與O2與水反應制得:   4NO+O2+2H2O===4HNO2   此反應可以理解為NO與O2生成N2O3,N2O3再與水反應形成亞硝酸   亞硝酸在工業上用於有機合成,使胺類轉變成重氮化合物,從而製備偶氮染料。   分解產物   硝酸鹽分解的產物可以是:   1、亞硝酸鹽和氧氣(鹼金屬和鹼土金屬的硝酸鹽);   2、金屬氧化物氮氧化物(鎂和銅之間的硝酸鹽);   3、金屬單質(銅后金屬硝酸鹽)。

化學反應

  加熱急速分解為一氧化氮(NO),二氧化氮(NO2)和水   2HNO2==H2O+NO↑+NO2↑   脂肪伯胺與亞硝酸反應生成相應的醇,並放出氮氣。 芳香伯胺與亞硝酸在低溫和酸性條件下發生重氮化反應,產物重氮鹽不穩定,遇熱分解成為酚與氮氣。 脂肪仲胺和芳香仲胺與亞硝酸反應生成N-亞硝基胺,其是不溶於水的黃色油狀物或固體。 脂肪叔胺和亞硝酸只形成不穩定的鹽。 芳香叔胺如N,N-二甲苯胺在酸性條件下可與亞硝酸反應生成4-亞硝基-N,N-二甲苯胺,其為綠色沉澱

製備方法

  用硝酸鈉制取。 化學式NaNO2。亞硝酸僅存在於稀的水溶液中,是一種弱酸,不穩定,易分解成NO2和NO,也能發生如下歧化反應:

亞硝酸

3HNO2─→HNO3+2NO+H2O   在亞硝酸中氮原子的氧化數是+3,是一種中間氧化態,因此,亞硝酸既具有氧化性,又具有還原性,而氧化性比還原性更為突出。例如,它在水溶液中能將I-離子氧化為單質碘:   2HNO2+2I-+2H+─→I2+2NO+2H2O   這個反應可用於分析測定。在多數的情況下,亞硝酸可還原成氧化氮NO,也可還原成氧化二氮N2O、氮、胲NH2OH或氨NH3。它被氧化時,即成為硝酸。   將二氧化氮和氧化氮的混合物溶解在接近零度的水中,即生成亞硝酸的水溶液:   NO2+NO+H2O─→2HNO2   在亞硝酸鹽溶液中加入酸,也可得到亞硝酸的溶液:   NaNO2+HCl─→HNO2+NaCl   亞硝酸在工業上用於有機合成,使胺類轉變成重氮化合物,從而製備偶氮染料。   亞硝酸有順式和反式之分,其中反式亞硝酸比順式亞硝酸更穩定。

檢驗環節

  硝酸根離子可在酸性介質中,通過和鐵(II)反應產生棕色環加以定性檢出。參見棕色環實驗

亞硝酸

總反應為:   3Fe2++NO3-+4H+→3Fe3++NO+2H2O   雖然該反應已有很久的歷史,但其機理卻是不久前經分光光度法及電位滴定法的系統研究后才弄清楚的:[2]   Fe2++NO3-+2H+→Fe3++NO2+H2O   Fe2++NO2+H+→Fe3++HNO2   Fe2++HNO2+H+→Fe3++NO+H2O   Fe2++NO→FeNO2+   2NO2+H2O→HNO2+NO3-+H+   2HNO2→NO+NO2+H2O   NO+NO3-+H+→NO2+HNO2   其中棕色環是由FeNO2+(第四步)引起的,速控步則是最後一步。

施肥用途

  亞硝酸重要的有:硝酸鈉、硝酸鉀硝酸銨硝酸鈣硝酸鉛、硝酸鈰等。如:AgNO3(銀離子和硝酸根離子),Zn(NO3)2(鋅離子和硝酸根離子)……都是硝酸鹽。NaNO3(鈉離子和硝酸根離子)只是「硝酸鹽」的一種。固體的硝酸鹽加熱時能分解放出氧,其中最活潑的金屬的硝酸鹽僅放出一部分氧而變成亞硝酸鹽,其餘大部分金屬的硝酸鹽,分解為金屬的氧化物、氧和二氧化氮。硝酸鹽在高溫時是強氧化劑,但水溶液幾乎沒有氧化作用。

亞硝酸

主要用途是供植物吸收氮肥,氮元素不僅是氨基酸蛋白質的主要成分,還可以合成葉綠素,促進光合作用,所以如果植物缺氮就會葉子枯黃。硝酸鈉和硝酸鈣是很好的氮肥。硝酸鉀是制黑色火藥的原料。硝酸銨可作肥料,也可制炸藥。由硝酸作用於相應的金屬或金屬氧化物等而制得。無公害蔬菜硝酸鹽的含量應控制在一定範圍內。因此在栽培上施肥應圍繞著降低硝酸鹽含量而進行,故巧施肥是無公害蔬菜生產的關鍵。   在施肥過程中應掌握以下的技巧:一是重施有機肥有機肥不會導致蔬菜硝酸鹽污染,耐貯存,品質好。但用於蔬菜的有機肥應充分腐熟。沼液是無害化優質肥料,經常施用病蟲少,可減少農藥用量,提高蔬菜產量,能生產出最佳的無公害蔬菜。二是不施硝態氮蔬菜施用硝酸銨、硝酸鈣和硝酸鉀等硝酸肥,容易使蔬菜積累硝酸鹽。而施用碳銨硫酸銨、和尿素等肥料,應控制用量,並深施蓋土,可減少蔬菜對硝酸鹽的積累。三是因季節施肥夏秋季氣溫高,不利於積累硝酸鹽,可適量地施氮肥。冬春季氣溫低,光照弱,硝酸鹽還原酶活性下降,容易累硝酸鹽,應不施或少施氮肥。四是因地施肥肥力高,富含有機腐植質的土壤,蔬菜易積累硝酸鹽,宜禁施氮肥。低肥菜地,蔬菜積累的硝酸鹽較輕,可施氮肥和有機肥以培肥地力。五是早施苗肥苗期施氮肥較好,有利於蔬菜早發、快長,降低硝酸鹽含量。六是控制氮肥用量蔬菜中硝酸鹽的積累隨著施肥量的增加而提高。因此,每667平方米施氮量應控制在純氮15公斤內,2/3作基肥,1/3作苗肥深施。七是葉菜不施尿素葉面肥葉面施氮肥使其直接與空氣接觸,銨離子易變成硝酸根離子被葉子吸收,硝酸鹽積累增加,因此葉菜不宜施尿素葉面肥。八是控制廢水、污水淋灌廢水、污水含大量重金屬離子、毒物病菌和蟲卵等,直接污染蔬菜無公害蔬菜的施

結構式

危害及處理

  硝酸鹽對人體健康損害不亞於農藥。因為硝酸鹽不僅容易誘發糖尿病,對腎臟造成的損害也十分嚴重。腎臟是過濾血液和廢物、排泄水分及鹽分的重要器官,如果人們攝取了高濃度的硝酸鹽,腎髒的負擔加重,容易引起溶血性貧血。除此之外,留存在蔬菜內的硝酸鹽在酶和細菌的作用下,被還原成亞硝酸

亞硝酸

鹽,進而與人體內的蛋白質類物質結合,生成致癌性極強的亞硝酸胺類物質。因此,在吃蔬菜時專家提出如下建議。   慎重選購:消費者應少購溫室里生長的「反季節蔬菜」。這種蔬菜營養低、口味差,硝酸鹽含量高,過多食用有損健康。應注意選購本地生長的蔬菜。一般來講,經長途販運而來的蔬菜,所含的硝酸鹽往往會成倍增多,要多食根莖和瓜果類蔬菜。   減害處理:對不放心的蔬菜,在食用前應作一定的減害處理,如日曬、漂洗和浸泡等。這些方法是降低菜體內殘留硝酸鹽的有效方法。   科學食用:所購蔬菜不宜長時間存放,多吃熟菜,含硝酸鹽量高的蔬菜應少作涼拌或半生不熟地吃。蔬菜製成熟菜后應儘快吃完,不宜隔夜存放。進食時要充分咀嚼,因為唾液也能使亞硝胺喪失對人體細胞的突變作用。